有關人工智慧領域--本體論的研究心得

poshenlin

從許多的學術文獻中討論到語意網，進而討論到本體論，為的就是想把人類學習知識的模式具體化後，移植到電腦上，而本體論是某一領域的「概念集合」，但是，「概念」是什麼呢？我覺得有必要先定義它。

「概念」是人類對宇宙萬物經過抽象、分類、歸納、儲存而成的一個集合體；「概念」形成後，可以用來推論新接觸的事物，讓人「認識」它、「了解」它，而「了解」、「認識」則是新接觸的事物的「特徵」與「已存有的概念」經過比對、歸類後所產生的結果。

而什麼「概念」被歸於什麼「領域」？再將這些「概念集合體」之間的關係分析後，具體的表達出來，就是本體論建構的過程。

因此，某領域本體論會有很多的層級，就像初學者(或稱為初探者)、進階者、專家，對某一領域的概念結構是有廣度與深度的差別，
因此我提出假設：
一、初學者所形成的概念集合其結構是最收斂，因為初學者對領域知識需要最直接的關係，而且無法「旁徵博引」。
二、進階者所擁有的概念及合是最完整的，因為進階者對領域知識可以產生初步應用，推及實務。
三、專家所形成的概念結構最寬廣，但是也是內緊外散的，因為專家對領域知是除了能夠「旁徵博引」、甚至可以將「真理」或領域知識的邏輯結構推論至另一個領域。

當然，這樣的假設必須再找更多的文獻來驗證，或是鎖定一個領域，以訪談的方式將對領域知識了解程度不同的人萃取出來，或是收集不同程度的人對領域知識的表達文件，使用用關聯法則分析法來分析文件的主、述詞，將產生的結果分為三類，再做比較驗證。

yaphit

很難得有人討論這麼學術性的問題。
不過簡單回覆一樣好了。
知識本體 (ontology) 的發展目的在於如何將描述概念的方法規格化。
其目的在使語意網(semantic web)要做知識連結或交換時，變的可行。
因此兩者的目標不在"把人類學習知識的模式具體化後，移植到電腦上"
而是如何把每個人的知識在網路上連結起來，進行分享，交換，
並能達到進行推論以回答問題的境界。

因此知識本體在一個限定領域中並不會依深入程度進行分類。
因為在一個限定領域中，探討知識本體不可能期望有不成熟的部份。
而應該呈現完備的內容與表達。

因此區分成初學者，進階，專家的想法，是非常奇怪的。
因為專業領域的知識必然以最終專業人士的認知為目標，
不會再去描述學習中過度期不成熟的概念。

poshenlin

感謝大大的回覆，我想我在上一篇文章中述說的不是很清楚，我之所以會想要把領域知識本體論分級的目的，其目的是在希望能區別不同的人對同一領域的本體論的建構差別在何處，當然不是說建構本體論有差別之分，因為，就如大大說的，這樣是違反本體論建構的的目的，我同意大大的說法：本體論是要讓語意網路能達到分享知識的境界，因此，如果一個本體論建構出來不夠完善，當然就無法達到此目的，但是，一個領域的知識，並不是單單靠專家知識擷取就可達到，如果僅有專家的知識，可能會提高初探者對領域知識入門的難度，所以我才會有此想法，但是這樣的想法在邏輯思考上是不是正確的？希望能聽聽各方的意見。

yaphit

我想您的基礎論點是 "區別不同的人對同一領域的本體論的建構差別"
而附帶的觀察是
"本體論建構出來可能不夠完善" 以及
"僅有專家的知識，可能會提高初探者對領域知識入門的難度"

以下是我個人看法.
第一, 您說的 "不同的人對同一領域的本體論的建構差別" 這確實是存在的.
不過這要分幾種情況. 在討論同一個領域的問題的條件下,
a. 兩人的理論基礎不同, 所以產生不同的知識本體.
b. 兩人的理論基礎相同, 但還是產生不同的知識本體.
以 a 情況而言, 這是很合理的, 但因為理論基礎不同, 所產生的知識本體, 會有語意不同的問題.
進行互用時, 可能會有錯誤的推論. 所以無法分享或交換.
以 b 情況而言, 知識本體的不同, 應該只是格式化的不同,
進行互用時, 會有轉換上的障礙, 但是因為沒有語意的不同, 所以在轉換之後,
還是可以進行正確的推論.

無論是什麼樣的人, 知識本體在建構時, 從來就無法完善.
因為強調完善, 這等於要證明所產生的所有知識本體已經是封閉世界 (closed world)
也就是說, 所有要描述的東西都已經描述完畢. 且不會參考到集合以外的東西.
但這很困難. 這件事情在做各種 Reasoning System, 都很容易面臨這樣的困擾.

因此知識本體的目的不在完整性 (completeness), 而只在於一致性 (consistency).
不僅是語法 (syntax) 或格式的一致性, 更包含了語意 (semantics) 的一致性
所以是無法有不同的解釋出現的.

例如我們在描述數學中 "變數" 的概念, 在數學領域中這個概念要有一致性,
不論是專業或是初學都不會有所不同.
如果不同, 反而是學習的目的, 直到修正為相同的定義.

但是因為不是完備的, 所以如何集合大家的意見, 而不衝突, 這是最嚴重的問題.
這可以說是語意網 (Semantic Web) 建構過程中的最大障礙.
因此語意網無法普及的問題, 就在這裡.

也因為如此, 通常我們看得到,可運用的知識本體, 有兩種情況:
一個情況是知識本體極為客觀, 例如描述 "台灣大學是在台北市內的一所大學" 這個概念.
另一種情況就是知識本體是在統合的知識架構下建立.
這樣才有可運用的價值.

統合知識架構下建立的知識本體
最典型的, 如同生物醫學領域的 Gene Ontology(GO),

我們不會再去建立初學版的 GO (假設為 GO').
因為這個 GO' 對應到 GO 一定是比較籠統的概念. (只能籠統, 而不能不同)
籠統的概念會出現在 GO 的上層結構中 (GO 是典型的樹狀或晶格結構, 越上層越籠統)
因此 GO' 會是 GO 的 subset.
如果 GO' 不是 GO 的 subset, 這個  GO' 就無法與 GO 共同使用. 而必須要做一個非常複雜的轉換.
這樣就完全失去了兩個 GO 之間的互用性.
既然如此, GO' 就沒有存在的必要了.
從入門者的角度來說, 要學的是, 如何正確的使用完整的 GO.

《 本帖最後由 yaphit 於 2009-3-16 14:41 編輯 》

poshenlin

今天經過老師的指導，要我在設計本體論的時候要注意對像及目的，也就是說，必須先假定我的本體論內容，應該存有具有某一程度的人就可以了解的詞，並依照設計的目的來找出各物件間的關係，老師一直強調：「本體論難是難在關係的定義」，關係定義的好，建構的本體論才會合理、有用。

大大今天回覆的文章與老師今天講課的內容(老師今天第一次在課堂上提到本體論，之前都是meeting時丟問題給我，自己去找答案)，「本體論的目的是要建立領域知識的一般性概念(formal construction)」，所以必須有系統的去分析使用者「現有的概念」以及他「需要的概念」，並找出其之間的「關係」並且定義這些「關係」，簡單的說，我們在建立"大學"這個本體論時，不必去為了如何解釋"老師"、"學生"來傷腦筋，因為對想要知道"大學"是什麼的人來講，"老師"與"學生"是早已具備的概念，而應該強調的是在"大學"裡，"老師"與"學生"之間的關係與"高中"、"國中"等學程有何不同，是不是這樣說的呢？

《 本帖最後由 poshenlin 於 2009-3-17 00:22 編輯 》