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本体与语义网的概念及关系

这次,我们将了解作为下一代网络技术而备受关注的语义网,以及与之相关的本体的概念及两者之间的关系。

 

目前我们经常接触的 Web 2.0 具有用户参与和分享的双向交流特征,而 Web 3.0 则由人工智能驱动的网络自行选择并呈现用户所需的信息。

 

这里,本体是被称为下一代网络技术的 Web 3.0(语义网)的基础性核心概念。本体中的词语及其相关关系按照层级组织起来,同时还包含用于扩展本体的推理规则,因此能够实现网络与应用程序之间的知识共享。

 

让机器能够理解人类的语言! 让机器能够理解人类的语言!

这里所说的 Web 3.0 被称为语义网,而要实现这项技术,首先必须让机器达到人类理解语言的水平。

 

语义网是指将人类语言用计算机表示并使计算机能够使用这些表示,从而让计算机推理出信息并提供给用户的环境,而本体则是将人类通过共识共同建立的概念表示为计算机能够处理的形式。

 

计算机由此能够利用本体所表示的概念获取知识并处理信息。也就是说,本体可以被视为实现语义网的框架。

(语义网:人类语言 → 本体 → 计算机理解 → 提供合适的信息)

 

本体的组成要素

本体的组成要素 本体的组成要素

本体的组成要素大致可以分为类、实例、属性和关系。上图以计算机这一事物为例,展示了这 4 个要素,以便更容易理解它们。

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  • 类 - 日常生活中对事物或概念的称呼 / 例如:计算机、鼠标、显示器
  • 实例 - 对类进行更具体表示的概念,可以根据目的而有所不同 / 例如:XX 游戏电脑、YY 无线鼠标、ZZ 曲面显示器
  • 属性 - 为表达类和实例的特性而与特定值建立的关联 / 例如:XX 游戏电脑配备的显卡为 [Geforce GTX1080TI]
  • 关系 - 类与实例之间的关系

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本体中使用的代表性术语包括 RDF、OWL 和 SWRL,各自的特点如下。

  • RDF - 通常用于表达概念或实例之间的关系
  • OWL - 表达关系实例中的精确逻辑约束条件
  • SWRL - 定义用于关系推理的规则

 

本体的应用领域

本体的应用领域 本体的应用领域

目前,为了将本体用于人工智能和翻译,人们正投入大量关注与努力。此外,还可以利用作为共识概念的本体,像泛在计算和物联网那样连接不同的设备,也可以将其应用于电子商务等涉及复杂概念的领域。

 

  • 人工智能 - 知识表示与利用研究
  • 信息检索 - 通过主题标目表、叙词表等避免不必要的错误,并提高检索效率
  • 泛在计算 - 多个设备通过互联网动态形成网络
  • 电子商务 - 由计算机程序负责处理大部分商业活动

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上述信息检索领域中提到的叙词表,是图书情报学中经常讨论的概念,请参考下方资料。

叙词表缩略图 什么是叙词表?

 

本体能够识别一个词所具有的不同含义之间的关系,从而实现快速、高效的检索,并通过这些关系理解语境,为向用户提供更好的信息奠定基础。

 

此外,运用这些技术的语义网(Web 3.0)更进一步,让计算机(人工智能)在所有信息都通过关系相互连接的环境中,自行查找并提供用户所需的信息,因此作为下一代网络环境而备受关注。

 

不过,由于众多领域的概念尚未达成共识,目前进展仍停滞在本体开发阶段。希望这些问题能够尽快解决,让迅速发展的网络环境获得更大动力的那一天早日到来。