Reparatur beschreibungslogischer Ontologien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Franz Baader
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Informatik ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 430150274

Beschreibungslogiken (BL) sind eine Familie logik-basierter Repräsentationssprachen, die z.B. bei der Formalisierung biomedizinischer Ontologien verwendet werden. Mit wachsender Größe dieser Ontologien werden Werkzeuge zur Verbesserung ihrer Qualität immer wichtiger. BL-Systeme können Inkonsistenzen und andere implizite Konsequenzen berechnen. Es ist aber für Ontologieentwickler oft schwer zu verstehen, warum eine Folgerung gilt und wie man etwaige Fehler, die dadurch aufgezeigt werden, beheben kann. Der klassische algorithmische Reparaturansatz berechnet (eine oder mehrere) maximale Teilmengen der Ontologie, welche die Konsequenz nicht mehr haben. In einer Vorarbeit haben wir einen "sanfteren" Reparaturansatz eingeführt, der mehr Konsequenzen beibehält als der klassische: anstatt Axiome ganz zu entfernen, werden sie abgeschwächt zu Axiomen, die weniger Konsequenzen haben. Zusätzlich zum allgemeinen Ansatz haben wir Eigenschaften von Abschwächungsrelationen untersucht und zwei konkrete solche Relationen für die BL EL eingeführt.Ziel dieses Projektes ist es zunächst, diesen sanften Reparaturansatz genauer zu untersuchen. Dazu werden wir zum einen Varianten des allgemeinen Ansatzes betrachten, die sich z.B. dadurch unterscheiden, welche Axiome auf welche Weise abgeschwächt werden. Andererseits wollen wir verschiedene Abschwächungsrelationen sowohl für ausdrucksschwache BL wie EL als auch für ausdrucksstarke BL wie ALC entwickeln und deren Eigenschaften untersuchen. Des weiteren soll der Zusammenhang zu ähnlichen Ansätzen in der Wissensrevision (belief revision) sowie im inkonsistenztoleranten Schließen geklärt werden, und unser Ansatz in Richtung privatsphärenerhaltendes Publizieren von Ontologien erweitert werden. Der in der Wissensrevision betrachtete Ansatz der Pseudokontraktion ist verwandt mit unserem sanften Reparaturansatz, aber dort interessiert man sich mehr für abstrakte Eigenschaften (postulates) von Kontraktionen als für die Entwicklung und Untersuchung konkreter Kontraktionsoperationen. Wir werden untersuchen, welche Postulate von unseren Ansätzen erfüllt werden. Inkonsistenztolerantes Schließen ist für dieses Projekt interessant, da man hier häufig betrachtet, was aus einer, aller oder dem Durchschnitt aller Reparaturen folgt. Wir werden untersuchen, wie sich unsere neue Definition von Reparatur auf diese Ansätze auswirkt. Um beim Publizieren von Ontologien die Privatsphäre zu erhaltendes, genügt es nicht, die "geheimen" Konsequenzen zu entfernen, da man davon ausgehen muss, dass Angreifer über zusätzliches Hintergrundwissen verfügen. In einer Vorarbeit haben wir dieses Problem in einem sehr eingeschränkten Szenario betrachtet, in dem sowohl die zu publizierende Information als auch das Hintergrundwissen durch EL-Konzepte repräsentiert ist. Dies soll nun auf allgemeinere Formen von Wissensbasen und auf ausdrucksstärkere BL erweitert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen