Konservative Erweiterungen in Onologiesprachen: Jenseits von Beschreibungslogik

• Antragsteller: Professor Dr. Carsten Lutz; Professor Dr. Thomas Schneider
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264279960

Ontologien sind computerverständliche "Lexika", die in Bereichen wieMedizin, Linguistik, Ökonomie und dem Semantischen Web Anwendungfinden. Im Gebiet der Beschreibungslogik, einer bekannten undstandardisierten Familie von Ontologiesprachen, wurde eine Vielzahlvon Reasoning Services entwickelt, die das Design und die Verwendungvon Ontologien in praktischen Anwendungen erleichtern und oft erstermöglichen. In diesem Zusammenhang hat sich der fundamentale Begriffder konservativen Erweiterungen als besonders nützlich herausgestellt,da er zahlreichen Reasoning Services zugrunde liegt, die dieVerfeinerung und Wiederverwendung sowie das Versioning von Ontologienunterstützen und es außerdem erlaubt, geeignete Modulbegriffe fürOntologien zu definieren.Erfreulicherweise hat es sich für zahlreiche Beschreibungslogiken (unddie eng mit ihnen verwandten Modallogiken) als entscheidbarherausgestellt, ob eine gegebene Ontologie eine konservativeErweiterung einer weiteren gegebenen Ontologie ist. Es wurdenvielfältige Methoden und Charakterisierungen entwickelt, um derartigeEntscheidungsprobleme zu lösen und Konservativität sicherzustellen. ImRahmen des beantragten Projektes wollen wir untersuchen, in wieweitdie guten Berechnungseigenschaften von konservativen Erweiterungen aufausdrucksstärkere Fragmente der Logik erster Stufe generalisieren.Wir werden dabei insbesondere das Guarded Fragment und seinewichtigsten Erweiterungen betrachten, Fragmente mit einer beschränktenAnzahl von Variablen, die Datalog+- Familie von Ontologiesprachen (inder Datenbanktheorie auch bekannt als Tuple Generating Dependencies),sowie die kürzlich vorgeschlagenen Unary Negation und Guarded NegationFragmente.Das Ziel des Projektes ist zum einen, die fundamentalen theoretischenGründe für das robuste Berechnungsverhalten von Beschreibungs- undModallogiken in Bezug auf konservative Erweiterungen zu verstehen. Wosind die Grenzen der Entscheidbarkeit? Klar ist bisher nur, dass sienicht mit den Grenzen der Entscheidbarkeit von Erfüllbarkeitzusammenfallen. Zum anderen ist in den letzten Jahren ein starkerTrend zu beobachten, Ontologien in datenintensiven Anwendungeneinzusetzen, für die Beschreibungslogiken nur bedingt geeignet sind,da sie lediglich unäre und binäre Relationssymbole zulassen. Um diesesProblem zu lösen werden verstärkt die erwähnten Fragmente der Logikerster Stufe wie insbesondere das Guarded Fragment und Datalog+- alsOntologiesprache verwendet. Das beantragte Projekt soll für dieseOntologiesprachen ein umfassendes theoretisches Verständnis vonkonservativen Erweiterungen erarbeiten und dadurch eine solideGrundlage für die Realisierung der oben erwähnten Reasoning Servicessowie für die Definition von Modulbegriffen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen