KR101289127B1 - Knowledge managing system - Google Patents

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KR101289127B1
KR101289127B1 KR1020060111969A KR20060111969A KR101289127B1 KR 101289127 B1 KR101289127 B1 KR 101289127B1 KR 1020060111969 A KR1020060111969 A KR 1020060111969A KR 20060111969 A KR20060111969 A KR 20060111969A KR 101289127 B1 KR101289127 B1 KR 101289127B1
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Abstract

지식 관리 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 지식 관리 시스템은, 온톨로지 언어로 표현된 입력을 해석하여 지식 선언과 지식 검색으로 분류하는 입력 해석부; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 선언인 경우, 상기 지식 선언을 저장하는 지식 베이스; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 검색인 경우, 상기 지식 베이스에 저장된 지식을 검색하여 상기 입력에 대한 응답을 출력하는 질의 응답부; 및 상기 입력에 대해 상기 지식 베이스에 저장된 개념들과의 관계를 추론하는 지식 추론부를 포함한다. A knowledge management system is provided. Knowledge management system according to the present invention, the input analysis unit for analyzing the input expressed in the ontology language and classifies the knowledge declaration and knowledge search; A knowledge base for storing the knowledge declaration if the input is a knowledge declaration as a result of the analysis of the input analysis unit; A query response unit searching for knowledge stored in the knowledge base and outputting a response to the input when the input is a knowledge search as a result of the analysis of the input analysis unit; And a knowledge inference unit that infers a relationship with the concepts stored in the knowledge base with respect to the input.

지식 관리, 지식 추론, 지식 베이스, 온톨로지, EOL Knowledge Management, Knowledge Inference, Knowledge Base, Ontology, EOL

Description

지식 관리 시스템{Knowledge managing system}Knowledge management system

도 1은 본 발명에 따른 지식 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도. 1 is a block diagram showing the configuration of a knowledge management system according to the present invention;

도 2는 지식 관리 시스템에서 사용되는 온톨로지 언어의 문법을 나타내는 도. 2 is a diagram illustrating a grammar of an ontology language used in a knowledge management system.

도 3a 및 도 3b는 "airport"에 대해 종래의 OWL 및 본 발명에 따른 온톨로지 언어에 의해 정의되는 것을 각각 나타내는 도. 3A and 3B show what is defined by the conventional OWL and the ontology language according to the invention for "airport", respectively.

도 4는 지식 검색 및 지식 선언에 사용되는 문법을 나타내는 도. 4 illustrates the grammar used for knowledge retrieval and knowledge declaration.

도 5는 도 4의 문법을 사용한 일례를 나타내는 도. FIG. 5 shows an example using the grammar of FIG. 4; FIG.

도 6은 도 1의 전개부 및 정규화부에서 수행되는 동작의 일례를 나타내는 도. 6 is a diagram illustrating an example of an operation performed in the developing unit and the normalizing unit of FIG. 1.

도 7은 도 1의 정규화부에서 수행된 결과의 일례를 나타내는 도. FIG. 7 illustrates an example of a result performed by the normalization unit of FIG. 1. FIG.

본 발명은 지식 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공하는 단순화된 프레임 기반의 지식 표현을 제공하고 이러한 지식 표현을 처리하는 지식 관리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a knowledge management system, and more particularly, to a knowledge management system for providing a simplified frame-based knowledge representation that provides an intuitive interface to a user in a ubiquitous computing environment and processing such knowledge representation.

기존의 웹이 온톨로지 기반의 메타 데이터에 의해 표현될 수 있는 시멘틱 웹(semantic web)으로 발전함에 따라 대량의 정보를 사람이 처리하던 것이 자동화된 에이전트(agent)를 통해 처리 될 수 있는 방안을 고려되고 있다. As the existing web evolves into a semantic web that can be represented by ontology-based metadata, a method in which a person processes a large amount of information can be processed through an automated agent is considered. have.

시멘틱 웹을 표현하기 위한 수단으로, RDF(Resource Description Language)가 표준으로 사용되고 있고, OWL(Web Ontology Language)은 RDF로 표현할 수 없는 어휘들을 수용하여 온톨로지들의 병합 및 추론을 위한 방법을 제공하기 위해 현재 표준이 진행 중이다. As a means for representing the semantic web, RDF (Resource Description Language) is used as a standard, and OWL (Web Ontology Language) is currently used to provide a method for merging and inferring ontology by accepting vocabularies that cannot be expressed in RDF. The standard is in progress.

온톨로지를 표현할 수 있는 언어들에 대한 접근 방법, 및 처리 방법에 대한 연구가 필요하게 됨에 따라, 대개 온톨로지 언어로 표현된 문서를 접근하고 처리하는 방법은 XML 데이터 모델을 이용하여 RDF, DAML-OIL(DARPA Agent Markup Language - Ontology Inference Layer), OWL에 대한 시멘틱 정보를 표현하고 있다. As research on approaches and processing methods for languages that can express ontology is needed, methods for accessing and processing documents expressed in ontology languages are generally RDF, DAML-OIL () using XML data model. DARPA Agent Markup Language-Ontology Inference Layer) expresses semantic information about OWL.

온톨로지 기반의 접근 및 처리 응용들은 의미 기반의 정보 접근이 가능하도록 하는 것이 중요하고, 이러한 접근방식의 많은 응용들은 자동화된 정보 처리, 정보 통합, 또는 지식 관리 등으로 불리고 있다. Ontology-based access and processing applications are important to enable semantic-based information access, and many applications of this approach are called automated information processing, information integration, or knowledge management.

온톨로지 기반의 접근 응용들 중에 논리적 기반 접근 방식은 모델에 대한 표현력을 중심으로 초점이 맞추어져 있어 다른 시스템과의 통합의 용이성을 제공하지 못하고, 처리 성능에 있어서도 한계가 있다는 문제점이 있다. Among the ontology-based applications, the logical-based approach is focused on the expressiveness of the model, which does not provide ease of integration with other systems and has a limitation in processing performance.

이러한 문제점으로 인해 온톨로지 기술 기반의 성공적인 계획 응용이 나오지 못하고 있다. Due to these problems, successful planning applications based on ontology technologies are not available.

온톨로지를 추상화된 모델로 표현하기 위해서는 서로 다른 온톨로지 언어(RDF, DAML-OIL, OWL등)에서 지원하는 모든 어휘에 대한 표현과 처리가 주요 문제이다. In order to express ontology as an abstracted model, the main problem is the representation and processing of all vocabularies supported by different ontology languages (RDF, DAML-OIL, OWL, etc.).

종래 온톨로지를 추상화된 모델로 표현하기 위에서는 각각의 서로 다른 온톨로지 언어에 의존적인 어휘들과 추상화된 모델간의 일대일 메핑 자체가 어렵기 때문에 여러 가지 방법들이 사용되고 있다. In order to express conventional ontology as an abstracted model, various methods have been used because one-to-one mapping between words that are dependent on different ontology languages and abstracted models is difficult.

특히, 온톨로지를 접근하고 표현하기 위한 모델을 기본적인 모델인 RDF 모델을 이용하여 표현하고 확장하는 형태로 접근하거나 각각의 온톨로지 언어 특성에 의존적인 모델을 서로 상이하게 적용하여 사용하고 있다. In particular, the model for accessing and expressing the ontology is approached in the form of expressing and extending the basic model using the RDF model, or the models dependent on the ontology language characteristics are applied differently.

이와 같이, 종래 온톨로지 표현 방법은 현재의 시멘틱 웹에서 제공하는 의미정보의 표현을 위하여 각기 다른 온톨로지 모델을 사용하여 처리하고 있고, 새로운 온톨로지 언어가 나타날 때 마다 중복되는 어휘를 각각 모델에 맞게 재구성하고 접근하는 방식도 새로 만들어야 하는 비효율적인 접근 방식이라는 문제점이 있다. In this way, the conventional ontology representation method uses different ontology models to represent semantic information provided by the current semantic web, and reconfigures and approaches duplicate vocabulary according to the model whenever a new ontology language appears. There is also the problem of an inefficient approach that must be created.

상술한 바와 같이, 온톨로지를 표현하기 위해 가장 많이 사용되고, 또 일반 대중에게 많이 알려져 있는 언어는 OWL이다. OWL은 W3C에서 제안한 언어인 만큼, 그 표현 범위도 넓고 OWL로 표현된 온톨로지를 이용한 추론 엔진 또한 많이 개발되어 있다. 당연한 말이지만, 새로이 개발되는 대부분의 온톨로지 추론 엔진들 역시 OWL을 당연히 지원하고 있다. 그러나 문제는 OWL의 표현이 XML을 기반으로 하고 있다는 점이다. 이는 곧, 실재 사용자가 온톨로지를 생성하는 과정에 있어서, 직관적인 관점을 유지하기가 힘들다는 점이다. 당장에 인터넷 익스플로어를 실행시켜 아 무런 사이트에 접속해 소스보기를 선택했을 때, 화면 가득히 보여지는 텍스트의 향연은, html 언어에 익숙한 사용자라고 해도, 어지럽기 그지없다. 하물며, 정형화된 지식 표현의 결과인 온톨로지가 XML의 형식으로 기술되어있다고 할 때, 또 그 용량이 수십 페이지가 넘어간다고 할 때, 그 내용을 직관적으로 사람이 읽기에는, 또, 새로운 지식을 추가하기에는 쉬운 일이 아니다. 물론, 이러한 문제점을 해결하기 위해 에디터가 제공되는 경우가 많지만, 에디터가 변환해주는 내용은 WYSWYG 방식의 웹사이트 개발 툴을 통해 사이트를 개발한 뒤, 소스 코드를 보면 엉망인 경우가 많은 것처럼, 사용자가 자신의 의도를 정확히 표현하기 보다는, 에디터가 제공해주는 범위 안에서의 지식 표현이라는 한계가 있다. As mentioned above, the language most commonly used for expressing ontology and known to the general public is OWL. As OWL is a language proposed by the W3C, it has a wide range of expression and many inference engines using ontologies expressed in OWL have been developed. Not surprisingly, most newly developed ontology inference engines also support OWL. The problem, however, is that the representation of OWL is based on XML. This means that it is difficult for a real user to maintain an intuitive viewpoint in the process of creating an ontology. When you run Internet Explorer right away and go to any site and choose to view the source, the feast of text that appears on the screen is not dizzying, even if you are familiar with the html language. On the other hand, when the ontology, which is the result of formal knowledge expression, is described in XML format and its capacity is several tens of pages, it is not easy to read the contents intuitively and to add new knowledge. It's not easy. Of course, the editor is often provided to solve this problem, but the editor converts the content through the WYSWYG-style website development tool, and the source code is often messed up. Rather than expressing precisely the intention of a, there is a limit to expressing the knowledge within the range provided by the editor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공하는 단순화된 프레임 기반의 지식 표현을 제공하고 이러한 지식 표현을 처리하는 지식 관리 시스템을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a simplified frame-based knowledge representation that provides an intuitive interface to a user in a ubiquitous computing environment, and to provide a knowledge management system for processing such knowledge representation.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 지식 관리 시스템은, 온톨로지 언어로 표현된 입력을 해석하여 지식 선언과 지식 검색으로 분류하는 입력 해석부; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 선언인 경우, 상기 지식 선언을 저장하는 지식 베이스; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 검색인 경우, 상기 지식 베이스에 저장된 지식을 검색하여 상기 입력에 대한 응답을 출력하는 질의 응답부; 및 상기 입력에 대해 상기 지식 베이스에 저장된 개념들과 의 관계를 추론하는 지식 추론부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a knowledge management system comprising: an input analyzer configured to interpret an input expressed in an ontology language and classify it into a knowledge declaration and a knowledge search; A knowledge base for storing the knowledge declaration if the input is a knowledge declaration as a result of the analysis of the input analysis unit; A query response unit searching for knowledge stored in the knowledge base and outputting a response to the input when the input is a knowledge search as a result of the analysis of the input analysis unit; And a knowledge reasoning unit for inferring a relationship with concepts stored in the knowledge base with respect to the input.

상기 온톨로지 언어는, 원자 개념, 최상위 개념, 최하위 개념, 기존 개념의 반대 개념, 개념들 사이의 논리곱, 역할, 상기 역할의 숫자 제한(number restriction)을 만족하는 개념, 특정 역할에 대해 적어도 하나 이상을 수용하는 개념, 복수개의 개념의 복합 개념에 대한 반대 개념, 및 개념들 사이의 논리합을 정의할 수 있다. The ontology language, at least one of the atomic concept, the highest concept, the lowest concept, the opposite concept of the existing concept, the logical product between the concepts, the role, the concept of satisfying the number restriction of the role, at least one for a specific role Concepts can be defined, oppositions to complex concepts of multiple concepts, and ORs between concepts.

상기 지식 추론부는, 입력된 개념을 원자 개념으로 전개하는 전개부; 전개된 원자 개념 중 중복되는 개념을 삭제하여 정규화하는 정규화부; 및 정규화된 개념이 상기 지식 베이스에 저장된 개념과 충돌하는지 여부를 검사하는 충돌 검사부를 포함한다. The knowledge inference unit may include: a deployment unit that develops an input concept into an atomic concept; A normalization unit for deleting and normalizing overlapping concepts among the expanded atomic concepts; And a collision check unit that checks whether a normalized concept collides with a concept stored in the knowledge base.

상기 정규화부는, 상기 전개된 원자 개념의 구조를 드모르간의 법칙을 이용하여 NNF(Negation Normal Form)로 변환하고, 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조에 있는 논리곱을 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조에 있는 논리합의 하위에 위치시킨다. The normalization unit converts the structure of the developed atomic concept into NNF (Negation Normal Form) by using Demorgan's law, and converts the logical product in the structure of the atomic concept converted into NNF to the NNF-converted atomic concept. Place it below the OR in the structure.

상기 충돌 검사부는, 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조의 하위에 위치한 논리곱에 해당하는 하위 개념이 상기 지식 베이스에 존재하는지의 여부를 검사한다. The collision checking unit checks whether a subordinate concept corresponding to a logical product located below the structure of the atomic concept converted into the NNF exists in the knowledge base.

상기 지식 베이스는, 개념들간의 관계를 기술하는 Tbox(Terminological box)로 구성된다. The knowledge base consists of terminological boxes (Tboxes) that describe the relationships between concepts.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same reference numerals denote the same members.

도 1은 본 발명에 따른 지식 관리 시스템의 구성을 블록도로 도시한 것이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a knowledge management system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 지식 관리 시스템(100)은 입력 해석부(110), 지식 베이스(120), 질의 응답부(130) 및 지식 추론부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the knowledge management system 100 includes an input interpreter 110, a knowledge base 120, a question answering unit 130, and a knowledge reasoning unit 140.

입력 해석부(110)는 사용자로부터의 온톨로지 언어로 표현된 입력(INPUT)을 해석한다. 여기서, 사용되는 온톨로지 언어는 직관적인 프레임 기반 지식 온톨로지 표현 언어로서, 이하 EOL(Epistemological Ontology Language: 인식론적 온톨로지 언어)라 한다. The input analyzer 110 interprets the input expressed in the ontology language from the user. Here, the ontology language used is an intuitive frame-based knowledge ontology expression language, hereinafter referred to as Epistemological Ontology Language (EOL).

본 발명에 따른 EOL의 지식 표현은 DL(Description Logic) 정의 수준의 ALCUN의 범위를 지원하고 있으며, ALCUN의 범위로서 표현할 수 있는 지식 표현은 다음과 같다. The knowledge representation of the EOL according to the present invention supports the range of ALCUN at the DL (Description Logic) definition level, and the knowledge representation that can be expressed as the range of ALCUN is as follows.

첫째. 원자 개념(atomic concept)을 정의할 수 있다. first. You can define an atomic concept.

둘째, 최상위 개념(universal concept)을 정의할 수 있다. Second, we can define a universal concept.

셋째, 최하위 개념(bottom concept)을 정의할 수 있다. Third, the bottom concept can be defined.

넷째, 기존 개념의 반대 개념(negation concept)을 정의할 수 있다. Fourth, it is possible to define a negation concept of the existing concept.

다섯째, 개념들 사이의 논리곱(intersection)을 정의할 수 있다. Fifth, we can define the intersection between the concepts.

여섯째, 역할(role)의 정의 및 그 역할의 숫자 제한(number restriction)을 만족하는 개념을 정의할 수 있다. Sixth, the definition of a role and the concept of satisfying the number restriction of the role can be defined.

일곱째, 특정 역할에 대해 적어도 하나 이상을 수용하는 개념을 정의할 수 있다. Seventh, one can define the concept of accepting at least one or more for a particular role.

여덟째, 여러 개념의 복합 개념에 대한 반대 개념을 정의할 수 있다. Eighth, it is possible to define opposition to complex concepts of different concepts.

아홉째, 기존 개념들 사이의 논리합(union)을 정의할 수 있다. Ninth, we can define a union between existing concepts.

이상의 지식 표현을 가능하게 해 주는 EOL의 문법은 도 2에 도시된 바와 같다. The grammar of the EOL that enables the above expression of knowledge is shown in FIG. 2.

도 2에 도시된 문법을 바탕으로 간단한 지식 표현의 예를 들자면 다음과 같다. An example of a simple expression of knowledge based on the grammar shown in FIG. 2 is as follows.

Carnivore ::= (Animal (all eat Meat))Carnivore :: = (Animal (all eat Meat))

이는, 육식동물(Carnivore)은 동물(Animal)이면서, 반드시 육식(eat Meat)을 한다는 것을 나타낸다. This indicates that Carnivore is animal and must eat meat.

Mother ::= (and Woman Parent)Mother :: = (and Woman Parent)

이는, 어머니(Mother)는 여자(Woman)이면서 부모(Parent)라는 것을 나타낸다.This indicates that Mother is a woman and a parent.

Creature ::= (or (or Animal Plant) Microbe)Creature :: = (or (or Animal Plant) Microbe)

이는, 생명체(Creature)는 동물(Animal) 또는 식물(Plant) 또는 미생물(Microbe)이라는 것을 나타낸다. This indicates that the creature is an animal or a plant or a microbe.

(not (Person (all hasChild Person)))(not (Person (all hasChild Person)))

이는, 사람이 아니거나, 사람이지만 자식이 없는 사람의 개념을 나타낸다. This represents the concept of a person who is not a person or who is human but does not have children.

이러한, EOL에 의한 지식표현은 직관적인 표현이 가능하다. 예를 들어, "airport"를 정의한다고 할 때, OWL을 사용하는 경우가 도 3a에 도시되어 있으며, EOL을 사용하는 경우가 도 3b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, EOL은 기존의 온톨로지 표현 언어들이 가지고 있는 사용의 어려움을 보완하기 위해, 자연어에 근거한 직관적 표현 언어로써, 일반 사용자들이 보다 손쉽고 빠르게 지식을 정의하고, 표현할 수 있도록 도와준다. Such expression of knowledge by EOL can be intuitively expressed. For example, when defining "airport", the case of using OWL is illustrated in FIG. 3A, and the case of using EOL is illustrated in FIG. 3B. As shown in the figure, EOL is an intuitive language based on natural language in order to supplement the difficulty of using existing ontology expression languages, and helps general users to define and express knowledge more easily and quickly.

본 발명에 따른 EOL은 ALCUN의 표현 범위를 지니고 있다. 일반적으로 언어의 표현 범위가 넓어질수록, 그 표현 지식을 통한 추론의 방법이 복잡해지는 경향을 가지고 있다. 본 발명에 따른 지식 관리 시스템이 목표로 하고 있는 적용 도메인은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 존재하는 저사양의 장치들을 대상으로 효율적인 지식 관리이므로, 고수준의 지식 표현을 필요로 하지 않는 분야이다. 사용자는 EOL을 통해 ALCUN의 표현 범위로 원하는 도메인에서 동작하는 장치들이 지능적인 동작을 수행할 수 있도록 지식을 관리할 수 있다. EOL according to the present invention has a representation range of ALCUN. In general, the wider the scope of expression of language, the more complicated the method of reasoning through the knowledge of expression tends to be. The application domain targeted by the knowledge management system according to the present invention is an efficient knowledge management target for low-end devices existing in a ubiquitous computing environment, and thus does not require a high level of knowledge representation. With EOL, users can manage their knowledge so that devices operating in the domain of their choice can perform intelligent operations with the ALCUN representation.

지식 선언 및 지식 검색을 위하여 사용되는 문법이 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 명령어들은 기존의 추론엔진에서 사용되는 명령어와 유사하지만, 직관적인 이해 및 사용을 돕기 위해 보다 자연어에 가까운 명령어들을 사용하고 있음을 알 수 있다. 명령어 뒤에 나오는 지식 정의 부분은 EOL에서 정의된 문법(도 2 참조)을 따른다. 도 4에 도시된 문법을 사용한 일례가 도 5에 도시된다. The grammar used for knowledge declaration and knowledge search is shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4, the commands used in the present invention are similar to the commands used in the existing inference engine, but it can be seen that the commands are closer to natural language to facilitate intuitive understanding and use. The knowledge definition part following the command follows the grammar defined in EOL (see Figure 2). An example using the grammar shown in FIG. 4 is shown in FIG. 5.

지식 베이스(120)는 입력 해석부(110)의 해석 결과 사용자로부터의 입력이 지식 선언인 경우, 지식 선언을 저장한다. The knowledge base 120 stores the knowledge declaration when the input from the user is a knowledge declaration as a result of the analysis of the input analysis unit 110.

통상, 지식 베이스는 Abox(Assertion box)와 Tbox(Terminological box)로 구분되어 관리된다. Tbox는 개념 계층, 즉 개념들간의 관계를 기술하는 문장들을 포함한다. Abox는 개인들이 속하는 계층의 상태, 즉 개인과 개념들간의 관계를 나타내는 문장들을 포함한다. 예를 들어, "모든 여자는 동물이다"라는 문장은 Tbox에 속하지만, "순이는 여자다"라는 문장은 Abox에 속한다. Typically, the knowledge base is divided into Abox (Assertion box) and Tbox (Terminological box). Tbox contains the concept hierarchy, that is, the sentences describing the relationships between the concepts. Abox contains sentences that describe the state of the hierarchy to which individuals belong, ie the relationship between individuals and concepts. For example, the sentence "Every woman is an animal" belongs to Tbox, but the sentence "Sun is a woman" belongs to Abox.

본 발명에 따른 지식 관리 시스템은 Tbox에 해당하는 지식 표현만을 처리하므로, 지식 베이스(120)는 Tbox로 구성되어 있다. Since the knowledge management system according to the present invention processes only the knowledge representation corresponding to the Tbox, the knowledge base 120 is composed of the Tbox.

질의 응답부(130)는 입력 해석부(110)에서 전달된 질의 내용(INQ)을 분석하여 지식 베이스(120)로부터 질의어에 부합하는 결과를 추출해서 출력신호(OUTPUT)를 출력한다. 질의 응답부(130)는 특정 개념이 가지고 있는 속성들, 개념들간의 포함 관계를 가지고 있는 개념들, 개념과 개념 사이의 관계에 대한 결과들에 대한 응답을 처리해 준다. The query response unit 130 analyzes the query content INQ transmitted from the input analysis unit 110, extracts a result corresponding to the query word from the knowledge base 120, and outputs an output signal OUTPUT. The question answering unit 130 processes a response to the attributes of a specific concept, concepts having an inclusion relationship among the concepts, and results of the relationships between the concepts.

지식 추론부(140)는 사용자로부터 입력된 지식 선언 또는 지식 검색에 관한 내용에 대해 지식 베이스(120)에 저장된 개념들간의 관계를 추론한다. The knowledge inference unit 140 infers a relationship between concepts stored in the knowledge base 120 with respect to a knowledge declaration or a knowledge search input from a user.

사용자가 구상한 도메인 지식은 EOL-Lite를 통해 지식 베이스(120)에 저장된다. 그러나, 사용자가 모든 지식을 정의하고 선언할 수는 없다. 새로운 지식 개념이 기존의 지식과 충돌을 일으키지는 않는지, 정의되지 않은, 즉 암묵적인 지식 관계가 존재하지 않는지 등에 대한 내용은 지식 관리 시스템으로서 자동으로 추론되어야 하는 내용들이다. EOL-Lite로 표현된 지식들 사이에 암묵적인 관계 파악, 지식들 사이의 모순 관계 탐지 등의 작업을 수행하기 위해 지식 추론부(120)는 확장 된 구조적 포함 알고리즘(Extended Structural Subsumption Algorithm)을 사용한다. 이 알고리즘은 지식의 구조를 정규화하여 비교함으로서 추론 기능을 수행한다. 이를 위해, 지식 추론부(140)는 전개부(142), 정규화부(144) 및 충돌 검사부(146)를 포함한다. The domain knowledge conceived by the user is stored in the knowledge base 120 through EOL-Lite. However, the user cannot define and declare all knowledge. Whether new knowledge concepts conflict with existing knowledge, or whether there is no undefined, implicit knowledge relationship, is the content that must be automatically inferred as a knowledge management system. The knowledge inference unit 120 uses an extended structural inclusion algorithm to perform an implicit relationship between the knowledge expressed in EOL-Lite and detection of a contradiction relationship between the knowledge. This algorithm performs inference by normalizing and comparing the structure of knowledge. To this end, the knowledge inference unit 140 includes a deployment unit 142, a normalization unit 144, and a collision inspection unit 146.

전개부(142)는 지식을 정의하기 위해 사용된 개념들을 원자 개념(atomic concept)들로 변경시켜 주는 과정을 수행한다. 개념 자체가 원자 개념인 경우에는 전개시킬 필요가 없지만, 복합 개념의 경우에 구성 요소가 모두 원자 개념이 되도록 바꾸는 것이다. 따라서 복합 개념의 정의에 원자 개념이 아닌 구성 요소가 있다면, 그 구성 요소의 정의를 검색하여 그 자리에 치환을 해 주는 방식이다. 이진 트리 구조로 되어 있기 때문에 각 요소를 다른 이진 트리 구조로 바꾸더라도 전체적인 이진 트리의 구조는 깨어지지 않는다. 모든 구성요소를 검색하여 바꾸고 검수하여 모든 구성 요소가 원자 개념이 될 때까지 순환적으로 단계가 수행된다.The deployment unit 142 performs a process of changing the concepts used to define the knowledge into atomic concepts. If the concept itself is an atomic concept, there is no need to expand it, but in the case of a compound concept, the components are all replaced with the atomic concept. Therefore, if there is a component in the definition of a compound concept that is not an atomic concept, the definition of the component is searched and replaced. Because of the binary tree structure, the entire binary tree structure is not broken even if each element is replaced with another binary tree structure. Steps are performed recursively until all components are searched for, replaced, inspected, and all components become atomic concepts.

예를 들어, "어머니"라는 개념이 "여자" 라는 개념과 "1명 이상의 자식"라는 역할로 이루어져 있다면, 이를 이란 개념이 "자성(雌性)" 과 "사람" 과 "1명 이상의 "사람"으로 변경시켜주는 작업을 수행한다. For example, if the concept of "mother" consists of the concept of "woman" and the role of "one or more children," then the concept of "self" and "person" and "one or more" people Perform the task of changing to.

정규화부(144)는 전개부(142)의 전개 결과로서 발생하는 중복되는 개념들의 관계를 정규화시킨다. 예를 들어, A라는 개념이 B??C 로 표현되고, C라는 개념은 B??D 라고 표현될 때, A가 unfolding 과정을 통하면, A는 B??(B??D)로 표현된다. 이때, B가 중복 표현되었으므로, 정규화부(144)는 삭제를 통해 정규화시킨다. The normalizer 144 normalizes the relationship of overlapping concepts occurring as a result of the deployment of the deployment unit 142. For example, when the concept of A is represented by B ?? C and the concept of C is represented by B ?? D, when A is unfolded, A is represented by B ?? (B ?? D). do. In this case, since B is duplicated, the normalization unit 144 normalizes the deletion.

전개부(142)의 전개 결과, 여러 번의 치환이 일어나면서 개념의 구조는 복잡 하게 되고 중복된 구성요소가 생기거나, 상쇠가 일어날 구성요소도 있을 수 있다. 따라서 정규화부(144)는 개념의 구조를 드모르간의 법칙을 이용하여 NNF(Negation Normal Form)로 바꾸는 작업을 수행한다. NNF는 논리적인 식에서 오직 기본 요소에만 부정 부호가 붙은 형태의 식을 나타낸다. 드모르간의 법칙은 부정 부호를 원자 개념 앞으로만 위치시킬 수 있는 공식을 말한다. As a result of the deployment of the deployment unit 142, a plurality of substitutions occur, the structure of the concept is complicated, there may be a duplicated component, or there may be a component that will occur. Therefore, the normalization unit 144 converts the structure of the concept into NNF (Negation Normal Form) using Demorgan's law. NNF represents a formula in which logical elements are negated only with their basic elements. Demorgan's law is a formula that allows the negative sign to be placed only before the atomic concept.

도 6에는 전개부 및 정규화부에서 수행되는 동작의 일례가 도시되어 있다. 도 6에서, (a)에서 (b)로 전개되고, (b)에서 (c)를 거쳐 (d)로 정규화된다. 6 shows an example of operations performed in the deployer and normalizer. In Figure 6, it develops from (a) to (b) and is normalized to (d) via (b) to (c).

또한, 정규화부(144)는 NNF 형식으로 된 개념 구조에 있는 논리합 연산을 NNF 형식으로 된 개념 구조에 있는 논리곱 연산의 상위로 옮기는 작업을 수행한다. 그 이유는 충돌 검사부(146)에서 수행되는 충돌 검사시 개념들간의 비교를 용이하게 하기 위함이다. 논리합이 논리곱보다 모두 이진 트리의 상위에 위치하면 논리곱으로만 뭉쳐진 부분 이진 트리가 논리합으로 묶여 있는 모양의 형태가 되며, 이러한 일례가 도 7에 도시되어 있다. In addition, the normalization unit 144 transfers the OR operation in the concept structure in the NNF format to the upper level of the AND operation in the concept structure in the NNF format. The reason for this is to facilitate comparison between concepts in the collision inspection performed by the collision inspection unit 146. If the logical sum is located above the binary tree, the partial binary tree, which is only the logical product, is bounded by the logical sum. This example is illustrated in FIG. 7.

충돌 검사부(146)는 정규화된 개념이 지식 베이스(120)에 저장된 개념과 충돌하는지 여부를 검사한다. 다시 말해, 충돌 검사부(146)는 지식 베이스(120)에 정규화된 개념이 존재하는지 검증하는 것이다. The collision check unit 146 checks whether the normalized concept collides with the concept stored in the knowledge base 120. In other words, the collision check unit 146 verifies whether the normalized concept exists in the knowledge base 120.

본 발명의 실시예에서는, 충돌 검사부(146)는 NNF 형식으로 된 개념의 구조의 하위에 위치한 논리곱에 해당하는 하위 개념이 지식 베이스(120)에 존재하는지의 여부를 검사한다. 도 7에 도시된 이진 개념 트리에서 논리곱만으로 연결된 여러 개의 부분 트리로 나누어서 생각한다. 그 이유는 'and Group'이라고 표시된 논리곱으로 연결된 뭉치들이 논리합으로 연결되어 있기 때문에, 지식 베이스(120) 내의 개념들 중에 이 뭉치들 중 하나만 포함하는 개념이 있어도 개념이 존재한다고 볼 수 있다. Tableau 알고리즘과 같이 개체를 비교하는 과정은 존재하지 않는다. 이러한 비교는 기존의 개념들도 정규화된 형식으로 만든 후에 'and Group'끼리의 비교를 하는 것과 마찬가지이다. In the embodiment of the present invention, the collision check unit 146 checks whether or not the sub-concept corresponding to the logical product located below the structure of the concept in the NNF format exists in the knowledge base 120. In the binary concept tree shown in FIG. 7, it is considered to be divided into several subtrees connected only by logical products. The reason for this is that since the bundles connected by logical products marked 'and group' are connected by logical sum, the concept exists even if there is a concept including only one of the bundles among the concepts in the knowledge base 120. There is no process of comparing objects like the Tableau algorithm does. This comparison is equivalent to comparing existing 'and Group's to existing concepts in a normalized format.

이렇게 지식 추론부(140)에서 수행되는 확장된 구조적 포함 알고리즘은 TBox만을 이용하는 구조적 포함 알고리즘의 장점과 구조적 포함 알고리즘보다 좀 더 높은 표현력의 추론을 할 수 있는 Tableau 알고리즘의 개념 치환 방법을 접목한 방법이다. 이 알고리즘이 실용성이 있는지 알기 위해서는 알고리즘의 완전성(completeness)과 견실성(soundness)이 검증이 되어야 한다. 이 알고리즘에서의 핵심은 이진 개념 트리의 정규화와 비교인데, Tableau 알고리즘에서 시간 복잡도 향상의 요인인 개체 비교 과정이 없기 때문에, 모든 작업은 이미 완전성이 검증된 이진 트리 연산을 벗어나지 않는다. 따라서 이 알고리즘도 완전성을 지니고 있다고 할 수 있다. 그리고 견실성은 논리적 과정과 실제 실행 결과를 비교하는 방법으로 진행하였다. 논리적 과정은 Tableau 알고리즘에서 ABox 비교, 즉 개체 비교를 하지 않았을 뿐, 개념을 치환하고 비교하는 과정을 나름대로의 이진 트리 연산을 통해 구현하고 있기 때문에 검증할 수 있다. The extended structural inclusion algorithm performed in the knowledge inference unit 140 combines the advantages of the structural inclusion algorithm using only TBox and the concept substitution method of the Tableau algorithm that can infer a higher expression power than the structural inclusion algorithm. . In order to know if this algorithm is practical, the completeness and soundness of the algorithm must be verified. The key to this algorithm is the normalization and comparison of binary concept trees, and since there is no object comparison process, which is a factor in improving time complexity in the Tableau algorithm, all work does not deviate from the already proven binary tree operations. Thus, this algorithm is also complete. And the robustness proceeded by comparing logical process with actual execution result. The logical process can be verified because the Tableau algorithm does not perform ABox comparisons, or object comparisons, but instead implements the process of substituting and comparing concepts through their own binary tree operations.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Accordingly, modifications of the embodiments of the present invention will not depart from the scope of the present invention.

본 발명에 따르면, EOL이 관장하는 지식 표현의 범위는 ALCUN으로 기존의 온톨로지 언어가 표현할 수 있는 범위보다는 빈약하지만, 일반적으로 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 동작하는 저사양의 장치들이 지능적인 행동을 위해 사용하는 지식을 표현하는데 부족함이 없다. 따라서, ALCUN이라는 한정된 도메인에서 개념의 구조를 비교하여 관계를 찾아내는 빠른 속도의 알고리즘을 사용한 본 발명에 따른 지식 관리 시스템은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 저사양 장치들의 지식 관리에 효율적으로 적용되어 사용될 수 있다. According to the present invention, the scope of the knowledge expression managed by EOL is ALCUN, which is weaker than that of the existing ontology language, but in general, the low-level devices operating in the ubiquitous computing environment use the knowledge used for intelligent behavior. There is no shortage of expression. Accordingly, the knowledge management system according to the present invention using a fast algorithm that compares the structure of concepts in a limited domain called ALCUN to find a relationship can be efficiently applied and used for knowledge management of low specification devices in a ubiquitous computing environment.

또한, 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공하는 단순화된 프레임 기반 지식 표현 및 처리 엔진을 제공함으로써, 일반 사용자들이 컴퓨팅 서비스를 자유롭게 받을 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 존재하는 제한된 컴퓨팅 능력을 가진 기기들의 특성화된 지식을 빠르고 편리하게 수정할 수 있는 분야, 가령 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 지능형 카메라, 지능형 TV에 적용할 때, 최적의 효과를 기대할 수 있다. In addition, by providing a simplified frame-based knowledge representation and processing engine that provides an intuitive interface to the user, it provides a specialized knowledge of the limited computing capabilities of devices in the ubiquitous computing environment where general users can freely receive computing services. Optimal effects can be expected when applied to fields that can be modified quickly and conveniently, such as intelligent cameras and intelligent TVs in ubiquitous computing environments.

Claims (6)

온톨로지 언어로 표현된 입력을 해석하여 지식 선언과 지식 검색으로 분류하는 입력 해석부; An input interpreter that interprets the input expressed in the ontology language and classifies it into a knowledge declaration and a knowledge search; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 선언인 경우, 상기 지식 선언을 저장하는 지식 베이스; A knowledge base for storing the knowledge declaration if the input is a knowledge declaration as a result of the analysis of the input analysis unit; 상기 입력 해석부의 해석 결과 상기 입력이 지식 검색인 경우, 상기 지식 베이스에 저장된 지식을 검색하여 상기 입력에 대한 응답을 출력하는 질의 응답부; 및 A query response unit searching for knowledge stored in the knowledge base and outputting a response to the input when the input is a knowledge search as a result of the analysis of the input analysis unit; And 상기 입력에 대해 상기 지식 베이스에 저장된 개념들과의 관계를 추론하는 지식 추론부를 포함하며,A knowledge reasoning unit for inferring a relationship with concepts stored in the knowledge base for the input; 상기 지식 추론부는, The knowledge reasoning unit, 입력된 개념을 원자 개념으로 전개하는 전개부; An expansion unit for expanding the input concept into an atomic concept; 전개된 원자 개념 중 중복되는 개념을 삭제하여 정규화하는 정규화부; 및 A normalization unit for deleting and normalizing overlapping concepts among the expanded atomic concepts; And 정규화된 개념이 상기 지식 베이스에 저장된 개념과 충돌하는지 여부를 검사하는 충돌 검사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지식 관리 시스템. And a collision check unit for checking whether a normalized concept collides with a concept stored in the knowledge base. 제1항에 있어서, 상기 온톨로지 언어는, The method of claim 1, wherein the ontology language is, 원자 개념, 최상위 개념, 최하위 개념, 기존 개념의 반대 개념, 개념들 사이의 논리곱, 역할, 상기 역할의 숫자 제한(number restriction)을 만족하는 개념, 특정 역할에 대해 적어도 하나 이상을 수용하는 개념, 복수개의 개념의 복합 개념에 대한 반대 개념, 및 개념들 사이의 논리합을 정의하는 것을 특징으로 하는 지식 관리 시스템. Atomic concepts, top concepts, lowest concepts, opposite concepts, logical products between concepts, roles, concepts that satisfy the number restriction of those roles, concepts that accept at least one or more for a particular role, A knowledge management system, characterized by defining oppositions to a complex concept of a plurality of concepts, and a logical sum between the concepts. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 정규화부는, The method of claim 1, wherein the normalization unit, 상기 전개된 원자 개념의 구조를 드모르간의 법칙을 이용하여 NNF(Negation Normal Form)로 변환하고, 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조에 있는 논리곱을 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조에 있는 논리합의 하위에 위치시키는 것을 특징으로 하는 지식 관리 시스템. The structure of the developed atomic concept is transformed into NNF (Negation Normal Form) using Demorgan's law, and the logical product in the structure of the atomic concept converted into NNF is the logical sum in the structure of atomic concept converted into NNF. Knowledge management system, characterized in that located below. 제4항에 있어서, 상기 충돌 검사부는, The method of claim 4, wherein the collision detection unit, 상기 NNF로 변환된 원자 개념의 구조의 하위에 위치한 논리곱에 해당하는 하위 개념이 상기 지식 베이스에 존재하는지의 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 지식 관리 시스템. And checking whether or not the subordinate concept corresponding to the logical product located under the structure of the atomic concept converted into the NNF exists in the knowledge base. 제1항에 있어서, 상기 지식 베이스는, The method of claim 1, wherein the knowledge base, 개념들간의 관계를 기술하는 Tbox(Terminological box)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지식 관리 시스템. Knowledge management system, consisting of a terminological box (Tbox) describing the relationships between concepts.
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