一种基于本体的知识组织工具，本文主要内容关键词为：本体论文,组织论文,工具论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
网络环境下，本体不仅可以便利于计算机系统的通信，而且还能促进知识组织与交流[1]。一些建立通用本体以及设计相关问题解决方法的项目已经获得了成功[2]，这些通用的结构能够为不同领域之间的知识组织建立桥梁。本文介绍的开放本体导航工具(Open Ontology Navigator,OON)，它扩展了传统Wiki的知识组织功能。
1 知识组织与共享对于开放本体的需求
目前互联网上广泛应用的知识组织和共享工具，例如Blog和Wiki，已经有一些文献进行了讨论[3，4]。这些工具存在着这样一种缺陷：知识组织无法结构化。如何减少知识组织的不确定性，使之具有确定的状态，需要一种新的方法。为此，可以利用本体来进行知识组织。本体可以被看作是一种概念化的显式说明，是对客观存在的概念和关系的描述，它将隐含在头脑中的概念模型表达出来，大大减小了对问题域中概念和逻辑关系可能造成的误解，减少了知识的不确定性[5]。
从知识组织与共享的角度看，我们需要将Wiki结构与本体相结合，使知识组织成一个开放本体。开放本体必须具有如下一些特征：①这个本体可以是严格意义上的本体，也可以是用自然语言表示、没有一致性的要求、并不一定要求具有严格语义的轻量级的本体。②本体的建构是开放的。开放有两层含义：第一层含义是指本体编辑成员的开放性，本体是由所有对该主题感兴趣的人共同参与，就象Wiki一样；第二层含义是指内容的开放性，它的内容并不局限于某一专门的领域，编辑者可以根据自己的知识对相关主题进行编辑。③使用者可以方便地进行结构化的知识组织，根据自己的观点编辑相关内容，并且不需要额外的知识工程方面的知识。④不管知识属于什么领域，使用者可以通过知识片断的类比了解新的知识。用这种方式查找与特定主题相关的知识，不需要过多的猜测。
2 开放本体导航工具介绍
开放本体导航工具结合了传统Wiki与本体协作编辑工具的特点，可以用来进行知识组织。
2.1 开放本体导航工具定义
开放本体导航工具从本质上讲是一种改进的Wiki。原始的Wiki缺少结构，参与者会在Wiki中迷航。所有的页面在同一个概念水平上，超链接并不包含任何的语义[6]。而开放本体导航工具的目的之一，就是在传统的Wiki上加上链接的类型，这样可以使得使用者对知识的组织更结构化，能够从整体上把握知识，也能够满足一定的语义查询。它具有Wiki所有的功能，并且在此基础上进行了扩展，具有以下一些额外的特征与功能：①每个页面给出一个或者更多的对于一个概念完备的定义，并且引用需要的其他的概念页。定义是与相应的概念一致的，从意义上讲是完备的，对于概念的描述是精确的并且不模棱两可。②每个页面属性至少能够引用到泛化以及特定的概念。这样，概念具有更多的丰富的内容和限制的定义。③每个页面可以指向被认为是概念的实例的页。④每个页面指向一个扩展的文档的页，这些文档更详细地讨论相关的概念。⑤每个页面指向用于讨论它的内容的子页。
上述页面间的泛化、特殊化以及实例等链接是本工具的最低要求。此外，概念间的关系还可有其他更多的类型，以适合于其他更多的类比的方式。
2.2 开放本体导航工具的实验原型
为了能够更清楚地说明开放本体导航工具，笔者对一种开放源码的Wiki--Wakka进行了改造，开发了一个实验原型。通过设定一个通用的模板，使得每个新产生的页一开始调用这个模板，给予每个页面一个预定义的共同结构。初始的时候，它的内容是空的，我们可以根据需要修改新页的初始内容。整个本体可以通过浏览器进行协作编辑和浏览。限于篇幅，笔者忽略其实现的具体技术细节，只是通过其中1个页面解释其功能。虽然这个解释案例比较简单，但是可以清楚地反映笔者的意图。
图1的页面是对Wiki的概念进行定义，并指出这一概念所涉及的其他概念。对于图1中数字所指的内容，分别有如下含义：
图1 开放本体导航工具
1)该页名称。在本例中是对Wiki的概念进行定义。
2)正文部分。对Wiki这一概念进行准确详细的定义和说明(为了截图和说明的方便，笔者对正文内容进行了省略。文中所有灰色字体表示有超链接)。
3)该概念的其他经常被接受的名称。在本例中，Wiki经常又称为wikiwiki。
4)该概念更为泛化或通用化的概念。用面向对象的术语说，就是目前的类的超类，当前的概念与泛化的概念是一种kinds-of的关系。在本例中，Wiki的超类有许多，点击其中的某一项，即可进入其通用化概念的页面。例如，点击社会性软件，进入社会性软件的页面，其界面的结构与Wiki页面的结构完全一致，也有自己的泛化、特殊化、实例，等等。
5)概念特殊化。当前概念的特殊化相当于当前类的子类。特殊概念与当前概念的关系也是一种kinds-of的关系。点击其中的链接，即可进入至本概念的特殊化的页面，其界面结构与本页面的结构也完全一致。
6)实例。所谓实例，就是当前概念的具体化。用面向对象的术语说，就如同类与对象之间的关系。在本例中，实例是一些Wiki的应用案例和具体的工具。
7)相关的文档。用于指向解释本页内容的更为详细的说明。这里的链接一般指向其他网站的资源，为读者理解本页内容提供更多的信息。
8)归属学科。如果本体的编辑者来自于不同领域，编辑的内容往往属于许多不同的学科。列出这些内容可以使浏览者了解该概念应用的主要领域。
9)其他相关条目。一方面是为了兼容Wiki以前的功能；另一方面是为了使许多非常相近但是并不存在泛化与特殊化关系的条目仍然能够列出。
10)讨论页面。用于对该页的内容进行深入的讨论。这个功能与一般Wiki中的功能一样，对于页面内容的不同观点可以预先协商，避免了页面过多的变动。
与其他基于本体的工具相比，笔者设计的方法与其他本体编辑工具的核心是相同的，都是使得人们能在协作开发本体的过程中进行交流。当然，它们有一些明显的不同。首先，开放本体导航工具是用户共享的，没有明显的任务特征，所以参与者之间的分歧更快地显现出来。如果参与者对概念使用不一样的名称，实现角色的等效是可能的。其次，开放本体导航工具使用自然语言表达概念，不同于其他本体建构的限制。许多本体编辑工具是基于形式化的表达，对于本体的开发作了严格的限制。除此之外，开放本体导航工具与其他本体编辑工具相比更为简单。
3 开放本体导航工具的特点
首先，开放本体导航工具采用的是一种自下而上的知识组织方式。工具的应用基于这样一种场景：任何人，不管有什么样的学科背景，只要对某个议题感兴趣，就可以通过该工具对该议题进行交流，记录重要的概念和有意义的思想，交换参考资料，围绕核心问题对知识进行结构化组织。同时，这种结构化的知识能够较快被外界所理解，起到类似教科书的功能。但是与传统教科书不同的是，开放本体导航工具中的知识是参与者共同的知识，并不是某一专家对问题最后的定论。读者可以了解各种知识和观点的背景和争议，对其中的内容作出自己的贡献。
其次，开放本体导航工具提供了一种知识类比的机制。通过统一的结构，人们能够表达和共享不同领域概念间具有类比特征的知识。类比的概念在具有继承性质的分层结构中具有共同的泛化，这是知识复用的基础。对于开放本体的阅读者而言，用一个熟悉的类似的概念来说明一个新的概念，理解起来比较容易。一个了解传染病毒的人会比其他人更容易更快地掌握计算机病毒的核心概念。
作者曾对一个研究隐喻的小群体进行了试验。群体成员中既有专家教授，也有对该领域感兴趣的研究生。他们原本的专业是文学理论、教育学、数学，甚至人工智能，并且分处于不同的地域。利用开放本体导航工具，他们根据自己原先学科的特点对与隐喻相关的知识进行了结构化的组织，并且加入个人不同的理解。不同学科的交叉产生的许多有益的理想，也帮助了许多入门者通过知识类比理解了许多晦涩的术语。
4 开放本体导航工具的使用
开放本体导航工具在知识组织中的应用，有一些基本的使用策略。由于开放本体导航工具是传统Wiki的扩展，它基本上具备Wiki的所有功能，这里只是介绍其自身特有的应用方法。
4.1 知识本体构建
开放本体导航工具像Wiki一样，其中的知识是动态、活动的，它们在合适的环境下生长，这个环境包括了形形色色的与之相联系的使用者。
知识的增长来源于使用者的贡献。贡献主要有以下几种形式：①使用者可以在开放本体中加入一个新的概念，这个概念自动生成一个新的页面。②修改一个现存概念的页面，提供新的定义或描述。③在一个概念页面中加入新的特殊化、泛化或者实例的链接，加强本体中知识的联系。④加入一些新的相关文档的链接，提供更丰富的资源。⑤在讨论页面中发表自己的评价。
开放本体中的知识是由使用者协作构建的，这些参与者可能属于不同的领域，他们带来了不同的视角和观点。正因为如此，这种形式的本体是不完备的，本体的建构是一个不间断的过程。参与者越多，本体中的知识就越丰富，也就能够刺激产生更多的参与者。
在本体构建的过程中，需要注意两个问题：首先，如果使用者对本体中的某个概念不太满意，要么修改概念的定义，要么产生新的概念。对于前者而言，所有直接或间接地依赖于该概念的内容都会潜在地受这种变化的影响，而后者则对本体的其余部分没有直接的影响。其次，为协作构建本体，参与者需要进行个人间的交流。个人间的交流可以被分成两部分：对于固有的页面的交流以及关于其他内容的交流(例如，对于方法的讨论)。前者的讨论是从属于概念页的，它允许对内容进行异步的讨论，使用者轮流将观点写入页面，并且回应其他人的观点。后者则可以设立一个关于方法讨论的空间，并让有贡献的人设立个人主页，这一个方法早已被使用，并且在Wikipedia之类的环境中表现出良好的功能。
4.2 知识查询
通过开放本体导航工具及相关的应用策略，使用者能够发现与他头脑中的特定想法相近的知识。在开放本体导航工具中，可以利用两种方法进行知识查询。
第一种：概念的类比。在一个问题中，用户早已知道一个与他查找的内容相类似的概念的名字。假设这个概念早已在本体中了，他能够将这个概念作为他的起点，选择一个他觉得合适的途径，对某些与其要查找的概念相关的内容进行泛化，忽略掉不相关的内容。这样，采用了分级移动的方法，他最后就会得到一个概念，它的特征符合要找的内容。从这个点开始，他会向下走，选择恰当的特殊化链接，直到发现真正要找的内容。
如果最终没有查到需要的内容，用户也许可以接近他要找的内容，然后使用其他方法不断地查找，例如通过跟踪术语概念中的外部链接。一旦到达最后的概念，使用者就可以知道他要查找的概念的精确的名称，并且可能发现关于这个概念的权威性的文档。
第二种：已知相关概念。用户知道与他思考的问题接近但不是分类学意义上的概念的名称。为方便说明，我们称之为概念A，这个概念可以作为搜索的出发点。用户要么浏览定义A中包括的概念，要么在引用A概念的页面中进行查找(可以通过反向链接)。
需要注意的是，即使两个搜索条件都具备仍有发生错误的可能，特别是当用户进入一个不熟悉的领域。在使用系统的过程中，不同领域的用户可以加入他们所知道的新知识，这样可使本体更丰富，工具的使用也更有效。
5 结语
笔者认为，开放本体导航工具是传统Wiki的扩展，具有Wiki所有的功能，可以使知识组织更结构化，也可以通过概念的类比和已知的相关概念找到需要的信息和知识。因此，它适合不同领域间的知识组织。但是，我们也可以看出开放本体导航工具的一些缺点。首先，由于本体使用的并不是机器可读的语言，它可能存在误差。其次，该工具的使用者需要有一定的类比思维的能力，因此造成工具的使用效果因人而异。最后，对于一种新工具的使用，要聚集足够的使用者是非常困难的。所幸作者设计的开放本体导航工具可以在传统Wiki的结构上作小的改进，它可以吸引一些原先Wiki的使用者。使用这种工具的人越多，对这种工具的发展演化就越有利。总之，开放本体导航工具的实验原型能够实现诸如泛化、特殊化和实例等简单的功能，要对其作进一步的改进，需要结合语义Web技术，这需要更深入的研究。
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