Ontologia stosowana w procesie podnoszenia jakości mięsa wołowego

Wykonawcy: Robert Trypuz, Piotr Kulicki, Rafał Trójczak1 , Jerzy Wierzbicki, Alicja Woźniak2

Wydział Filozofii – Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II1, Polskie Zrzeszenie Producentów Bydła Mięsnego2

Oczywistym jest, że zestawienie danych pochodzących z wielu ośrodków badawczych jest pożyteczne. Jest też wysoce prawdopodobne, że ważne dla zrozumienia badanych zjawisk informacje są rozsiane w kilku bazach danych, a ich połączenie może przynieść bardzo interesujące i często zaskakujące wyniki. Świat nauki i biznesu zaczyna to dziś dobrze rozumieć (koszty). Niestety problemem jest rzeczywistość naukowa. Ośrodki badawcze zapisują swoje dane w „prywatnych” schematach pojęciowych, które powstają ad hoc. Częste jest też akceptowanie przez naukowców chaosu pojęciowo-terminologicznego. Znany jest przypadek dwóch amerykańskich laboratoriów badających te same geny, które nie mogły porównać wyników swoich badań, z powodu zastosowania różnego nazewnictwa. Istnieje również problem narzędzi używanych w nauce do gromadzenia danych. Powszechne jest poleganie na rozwiązaniach z natury nieprzystosowanych do wymiany informacji (np. zwykłych arkuszy kalkulacyjnych).
Na szczęście początek XXI w. przyniósł dynamiczny rozwój technologii pozwalającej zapisywać wiedzę jednoznacznie, w łatwy sposób łączyć ją z innymi źródłami wiedzy oraz dokonywać na niej logicznych inferencji. Warunkiem jest zapisanie wiedzy w jednym ze standardowych języków reprezentacji wiedzy rekomendowanych przez W3C, np. RDFs lub OWL. Wiedzę na dany temat zapisaną w jednym ze wspomnianych języków nazywa się ontologią.

W projekcie ProOptiBeef bardzo dobrze rozumiemy zalety transparentnego i precyzyjnego podejścia do zapisu, prezentacji i wymiany danych. Od samego początku podejmujemy działania mające na celu reprezentację wiedzy dotyczącej produkcji i konsumpcji wołowiny w sposób umożliwiający jej automatyczne przetwarzania z uwzględnieniem jej treści oraz łączenie jej z innymi dostępnymi bazami wiedzy. Nasze innowacyjne rozwiązania sytuują nas w czołówce tego typu badań na świecie.

Punktem wyjścia oraz pierwszym rezultatem naszych prac jest ontologia zapisana w formacie OWL nazwana OntoBeef. Jest to sieć ponad 2,5 tys. wzajemnie powiązanych pojęć dotyczących wołowiny. Zbiera ona terminy ważne dla dziedziny oraz precyzyjnie je charakteryzuje. Generalnie dzieli ona wszystkie terminy na nazywające 1) obiekty, 2) procesy w jakich te obiektu biorą udział, 3) cechy badane obiektów oraz 4) skale i miary, w jakich dokonuje się opisu pomiarów cech. Graficznie obrazuje to ilustracja 1.

Ontologię OntoBeef udostępniliśmy w formie elektronicznego tezaurusa pod adresem  http://onto.beef.org.pl/ontobeef/ Każde pojęcie jest tu definiowane poprzez miejsce w hierarchii/taksonomii pojęć oraz powiązania z innymi pojęciami. Aplikacja pozwala wyszukiwać pojęcia w języku polskim i angielskim.

Ilustracja 1: Ontologia OntoBeef          

W projekcie ProOptiBeef powstała również baza danych, w której gromadzone są artykuły naukowe oraz opisy ich treści i zawartych w nich wyników. Dziś liczy ona ponad 2800 rekordów. Połączyliśmy ją z ontologią OntoBeef w taki sposób, aby umożliwić wyszukiwanie artykułów za pomocą pojęć ontologicznych. Przy każdym pojęciu ontologii zgromadzone zostały artykuły, które dotyczą tego pojęcia. Na przykład przy pojęciu „opas” aplikacja pokazuje wszystkie artykuły z bazy danych artykułów na temat opasu.

Około 1/3 pojęć z ontologii OntoBeef została połączona z czterema znanymi ontologiami. Np. pojęcie „opas” (http://onto.beef.org.pl/domain/concept/743) można dzięki połączeniom łatwo odszukać w ontologii AGROVOC (własność Food and Agriculture Organization of the United Nations) oraz NAL (własność United States Department of Agriculture). Połączenia te pozwalają na dalsze pogłębienie wiedzy na temat opasu (np. dzięki połączeniu z NAL możemy mieć łatwy dostęp do bazy artykułów tam zgromadzonych np. na temat opasu).

Pojęcia z OntoBeef zostały też użyte do reprezentacji wyników badań. Stworzona została ontologia OWL praw naukowych, nazwana Science, która dokonuje ich systematyki oraz pozawala na zapisanie wyników badań w formacie pozwalający na automatyczną inferencję. Inferencje te przeprowadzone na zgromadzonych w ProOptiBeef danych w niektórych przypadkach pozwalają nawet na otrzymanie zupełnie nowej wiedzy (zob. http://onto.beef.org.pl/science/concept/G6015). Aktualnie trwają dalsze prace nad umożliwieniem dostępu do bazy danych eksperymentów naukowych prowadzonych w ramach ProOptiBeef.

Na koniec warto wspomnieć, że prace nad ontologiami w ProOptiBeef doprowadziły w ostatnim czasie do powstania w ramach tego projektu Laboratorium ontologii rolno-spożywczej (ang. Laboratory for AgriFood Ontology, w skrócie LAO) (zob. http://onto.beef.org.pl/). Zespół osób zaangażowanych w prace laboratorium tworzą pracownicy naukowi SGGW i Wydziału Filozofii KUL, eksperci dziedzinowi z PZPBM, programiści oraz studenci i doktoranci. Aktualnie LAO kontynuuje prace nad ontologiami wyżej opisanymi, jak również włącza się w międzynarodowe aktywności m.in. opracowując ontologiczną reprezentację  UNECE Standard for Bovine MeatCarcases and Cuts.

 

Polski

Partnerzy projektu

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka