Смешение типов и ролей в онтологиях.

Одной из частых проблем, встречающихся при описании отношений класс-подкласс, является смешение так называемых типов и ролей в одной иерархии. Например, отношения тип-тип (береза - это дерево) и отношения тип-роль (яблоко - это пища) в равной степени могут быть выражены всеми диагностическими тестами, применяемыми для установления родовидовых отношений. Различие заключается в том, что береза остается деревом в каждый момент своего существования, а яблоко может быть использовано в пищу, может быть использовано для других целей, может вообще никак не использоваться.

Достаточно распространенной ошибкой при описании предметной области является размещение понятий-ролей как родовых понятий над понятиями-типами. Например, поскольку работодателем может быть человек или организация, то понятие РАБОТОДАТЕЛЬ представляется как вышестоящее, родовое понятие, а понятия ЧЕЛОВЕК и ОРГАНИЗАЦИЯ представляются как нижестоящие, видовые понятия (Steinmann, 2000). Однако такое представление неточно описывает свойства сущностей, поскольку не каждый человек является работодателем.

Во многих случаях анализ отношения может выявить нарушение основного принципа установления отношений класс-подкласс о принадлежности всех примеров нижестоящего понятия к классу вышестоящих понятий (см. Проблемы установления отношений класс-подкласс в онтологиях.), как это происходит при неправильном установлении отношения ЧЕЛОВЕК-выше-РАБОТОДАТЕЛЬ. Для работы системы логического вывода такая неточность приведет к тому, что система для каждого экземпляра понятия ЧЕЛОВЕК будет делать вывод, что это экземпляр понятия РАБОТОДАТЕЛЬ, что в общем случае неверно.

В других случаях проблема не столь очевидна. Например, при установлении отношения ЯБЛОКО-ПИЩА разработчик онтологии может учитывать особенности моделируемой предметной области, в которой все или подавляющее большинство яблок могут рассматриваться как пища.

Далее мы подробно рассмотрим, как можно определить ролевые понятия, как можно описать знание об основных ролях того или иного понятия, оставаясь в рамках простых моделей представления знаний и не нарушая принципов установления родовидовых отношений.

Несмотря на то, что размещение ролей как родовых понятий для типов не подчиняется одному из наиболее известных принципов описания отношений класс-подкласс, который заключается в том, что все примеры видового понятия должны всегда быть примерами родового понятия, эта проблема остается серьезной, поскольку «провоцируется» многими текстовыми источниками. Например, следующий фрагмент (http://www.giord.ru/0705211117391.php):

наиболее используемыми консервантами являются: поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и некоторые их соли

может показаться хорошим источником информации для того, чтобы описать виды консервантов: поваренная соль, этиловый спирт и т. п. Определение электролита:

Электролит - проводник второго рода; вещество, обладающее ионной проводимостью. Электролитами являются: - расплавы солей, оксидов или гидроксидов;

-растворы солей, кислот или оснований в полярных растворителях, а также + твердые электролиты.

может показаться основанием, например, для установления отношения, что соль является видом электролита.

Однако в таких случаях нужно помнить, что консервант и электролит являются ролями веществ - вещество становится консервантом или электролитом только в случае, если попадает в некоторые условия. А поваренная соль и соль как химическое соединение являются типами веществ.

Устанавливая родовидовую связь от типа к роли, мы сообщаем системе некорректное знание, состоящее, например, в том, что любое вещество, относящееся к классу солей, в любой момент времени своего существования в любой ситуации является электролитом, что далеко не так.