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Grad.Vortrag Markus Krötzsch: Unterschied zwischen den Versionen

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|Titel DE=Grad.Vortrag Markus Krötzsch
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|Titel DE=Skalierbare Regelsprachen für Beschreibungslogiken
|Titel EN=Grad.Vortrag Markus Krötzsch
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|Titel EN=Tractable Rules for Description Logics
|Beschreibung DE=.
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|Beschreibung DE=In Wissenschaft und Technik finden sich zahlreiche Beispiele für formale Modelle domänenspezifischen Wissens. Es ist wünschenswert solche Modelle in Computersystemen zu verwalten, zu übertragen und auszuwerten, und der Begriff "Ontologie" wurde für die entsprechenden Modellierungsartefakte geprägt. Ein prominentes Anwendungsfeld für Ontologien ist das Semantic Web, wo die Web Ontology Language OWL die beherrschende Modellierungssprache darstellt. Deren formale Semantik basiert weitestgehend auf Beschreibungslogiken (description logics, DLs), einer Familie von speziell zur terminologischen Modellierung geeigneten Wissensrepräsentationssprachen. Regelbasierte Wissensrepräsentationssprachen sind dagegen oft eher auf die Darstellung von Beziehungen auf Instanzenebene ausgerichtet. Beide Perspektiven sind praktisch relevant, doch die Kombination von Regeln und DLs ist kompliziert, da essentielle Eigenschaften wie Entscheidbarkeit leicht verloren gehen.
|Beschreibung EN=.
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Das Thema dieses Vortrags ist die Entwicklung hybrider DL-Regel-Sprachen basierend auf prädikatenlogischen Horn-Regeln. Logisches Schließen in SWRL – die Kombination von DLs mit (prädikatenlogischen) Datalog – ist bekanntermaßen unentscheidbar, und wir betrachten eine neuartige Klasse entscheidbarer SWRL-Fragmente namens DL Rules, welche sich wiederum zur Klasse der DL+safe rules erweitern lässt. Dies führt zu ausdrucksstarken DL_Regel-Sprachen von hoher Berechnungskomplexität, welche das Studium eingeschränkterer Sprachen motivieren. Wir führen die neue polynomielle DL-Regel-Sprache ELP ein, welche die bekannten Sprachen Description Logic Programs und EL++ erweitert, obwohl die Vereinigung dieser beiden nicht polynomiell ist. ELP umfasst DL Rules und eine bestimmte Form von DL+safe Rules, und wir geben einen Inferenzalgorithmus an, der auf einer strukturerhaltenden Umwandlung in Datalog basiert.
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Die vorgestellte Arbeit erweitert insgesamt unser Verständnis der Beziehung von DLs und Regelsprachen und leitet daraus praktisch relevante Wissensrepräsentationssprachen ab. DL+safe Rules sind dabei eine der umfangreichsten Klassen entscheidbarer SWRL-Fragmente, während ELP eine polynomiell auswertbare DL-Regel-Sprache bietet. Letztere verallgemeinert die leichtgewichtigen Ontologiesprachen OWL EL und OWL RL, die unlängst mit dem W3C-Standard OWL 2 verabschieded wurden, und wurde als Grundlage des Dialekts WSML-DL v2.0 der Web Service Modeling Language gewählt. Unsere Ergebnisse legen dabei eine neue regelbasierte Implementierungstechnik nahe, welche all diese Sprachen in einem einzigen Algorithmus abdecken kann.
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|Beschreibung EN=Formal models of domain-specific knowledge abound in science and technology. It is desirable that such models can be managed, exchanged, and interpreted in computer systems, and the term "ontology" was coined to refer to the respective modelling artefacts. A prominent application field for ontologies is the Semantic Web where the Web Ontology Language OWL is the predominant modelling language. The formal semantics of OWL is largely based on the description logic (DL) family of knowledge representation formalisms that are well-suited for terminological modelling. Rule-based knowledge representation languages, in contrast, have a stronger focus on modelling relationships between instances. Both perspectives are relevant in applications but the combination of rules and DLs turns out to be difficult, since vital computational properties such as decidability are lost easily.
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The subject of this talk is the development of hybrid DL rule languages based on first-order Horn rules. Reasoning for SWRL – the combination of DLs with (first-order) datalog – is known to be undecidable, and we identify a novel class of decidable SWRL fragments, called DL Rules, that can further be extended with DL-safe variables to obtain the class of DL+safe Rules. This leads to expressive DL rule languages with high computational complexities, motivating the study of more restricted languages. We introduce a new tractable DL rule language ELP which extends the known approaches of Description Logic Programs and EL++, although the union of these languages is intractable. ELP incorporates DL Rules and a certain form of DL+safe rules, and we present a reasoning procedure based on a direct reduction to datalog that preserves the structure of rules.
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Overall, this work advances the understanding of the relationship of rules and description logics, leading to concrete new knowledge representation formalisms of practical relevance. DL+safe rules constitute one of the broadest classes of decidable SWRL fragments known today. ELP provides a tractable DL rule language that generalises the novel light-weight ontology languages OWL RL and OWL EL as standardised by W3C, and that has been adopted as the basis for the WSML-DL v2.0 dialect of the Web Service Modeling Language. Our results also suggest new rule-based implementation methods for supporting these languages based on a single inferencing algorithm.
 
|Veranstaltungsart=Graduiertenkolloquium
 
|Veranstaltungsart=Graduiertenkolloquium
 
|Start=2010/01/20 15:45:00
 
|Start=2010/01/20 15:45:00

Version vom 8. Januar 2010, 14:51 Uhr

Skalierbare Regelsprachen für Beschreibungslogiken

Veranstaltungsart:
Graduiertenkolloquium




In Wissenschaft und Technik finden sich zahlreiche Beispiele für formale Modelle domänenspezifischen Wissens. Es ist wünschenswert solche Modelle in Computersystemen zu verwalten, zu übertragen und auszuwerten, und der Begriff "Ontologie" wurde für die entsprechenden Modellierungsartefakte geprägt. Ein prominentes Anwendungsfeld für Ontologien ist das Semantic Web, wo die Web Ontology Language OWL die beherrschende Modellierungssprache darstellt. Deren formale Semantik basiert weitestgehend auf Beschreibungslogiken (description logics, DLs), einer Familie von speziell zur terminologischen Modellierung geeigneten Wissensrepräsentationssprachen. Regelbasierte Wissensrepräsentationssprachen sind dagegen oft eher auf die Darstellung von Beziehungen auf Instanzenebene ausgerichtet. Beide Perspektiven sind praktisch relevant, doch die Kombination von Regeln und DLs ist kompliziert, da essentielle Eigenschaften wie Entscheidbarkeit leicht verloren gehen.

Das Thema dieses Vortrags ist die Entwicklung hybrider DL-Regel-Sprachen basierend auf prädikatenlogischen Horn-Regeln. Logisches Schließen in SWRL – die Kombination von DLs mit (prädikatenlogischen) Datalog – ist bekanntermaßen unentscheidbar, und wir betrachten eine neuartige Klasse entscheidbarer SWRL-Fragmente namens DL Rules, welche sich wiederum zur Klasse der DL+safe rules erweitern lässt. Dies führt zu ausdrucksstarken DL_Regel-Sprachen von hoher Berechnungskomplexität, welche das Studium eingeschränkterer Sprachen motivieren. Wir führen die neue polynomielle DL-Regel-Sprache ELP ein, welche die bekannten Sprachen Description Logic Programs und EL++ erweitert, obwohl die Vereinigung dieser beiden nicht polynomiell ist. ELP umfasst DL Rules und eine bestimmte Form von DL+safe Rules, und wir geben einen Inferenzalgorithmus an, der auf einer strukturerhaltenden Umwandlung in Datalog basiert.

Die vorgestellte Arbeit erweitert insgesamt unser Verständnis der Beziehung von DLs und Regelsprachen und leitet daraus praktisch relevante Wissensrepräsentationssprachen ab. DL+safe Rules sind dabei eine der umfangreichsten Klassen entscheidbarer SWRL-Fragmente, während ELP eine polynomiell auswertbare DL-Regel-Sprache bietet. Letztere verallgemeinert die leichtgewichtigen Ontologiesprachen OWL EL und OWL RL, die unlängst mit dem W3C-Standard OWL 2 verabschieded wurden, und wurde als Grundlage des Dialekts WSML-DL v2.0 der Web Service Modeling Language gewählt. Unsere Ergebnisse legen dabei eine neue regelbasierte Implementierungstechnik nahe, welche all diese Sprachen in einem einzigen Algorithmus abdecken kann.

(Markus Krötzsch)




Start: 20. Januar 2010 um 15:45
Ende: 20. Januar 2010 um 16:45


Im Gebäude 11.40, Raum: 231

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Veranstalter: Forschungsgruppe(n) Wissensmanagement