[논문]텍스트 내용 지식 기반의 철학 온톨로지 구축

김정민; 최병일; 김형주

[국내논문] 텍스트 내용 지식 기반의 철학 온톨로지 구축
Implementation a Philosophy Ontology based on Knowledge of Text Contents 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KISS : Computing practices. 컴퓨팅의 실제, v.11 no.3, 2005년, pp.275 - 283

김정민 (서울대학교 컴퓨터공학부) , 최병일 (서울대학교 철학사상연구수) , 김형주 (서울대학교 컴퓨터공학부)

초록
AI-Helper

시맨틱 웹이나 지식기반 시스템에서 지식 검색의 핵심 컴포넌트는 온톨로지이다. 하지만 현재 실용적인 온톨로지가 구축된 경우를 찾아보기는 어렴다. 실용적인 온톨로지 구축을 위해서는 특정 도메인의 지식 전문가에 의한 지식의 개념화와 온톨로지 설계자에 의한 지식의 명세화가 필요하며 이를 바탕으로 개발 팀원들 사이에 공유할 수 있는 자세한 온톨로지 생성 가이드라인이 필요하다. 그러나 기존의 온톨로지 생성 방법론은 은톨로지 구축 프로세스의 단계들을 상위 수준에서 나열하는 절차 중심의 방법론이다 본 논문에서는 철학 학문의 지식을 구조화하는 실용적인 온톨로지를 구축하는 방법으로서 텍스트 내용에 들어있는 지식을 온톨로지로 생성하는 토픽맵 기반의 덱스트 온톨로지 방법론을 제시하였다. 이 방법론은 지식 자원으로부터 지식을 분석하고 추출하는 온톨로지 모델링 단계와 형식 언어와 데이타 모델을 이용하여 온톨로지를 생성하는 온톨로지 구현 단계로 구성된다. 방법론과 함께 본 논문에서는 철학 온톨로지에 기반한 철학 지식 검색의 효율성을 보이기 위해 철학 지식 포털을 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ontologies are the core components of the Semantic Web and knowledge-based systems. But it is difficult to find useful ontologies in actual domains. In order to build useful domain ontology, the conceptualization of the domain knowledge by knowledge experts of the specific domain and the specification of conceptualized knowledge with formal languages by ontology designers are required. In addition, structured and detailed guidelines and methods should be provided to be shared by the development team members. However, existing ontology building methodologies define and describe the skeletal structure of the whole building process at the top-layer. We build a useful academic ontology that is based on the conceptual knowledge structure in the domain of philosophy, and propose a detailed methodology to build a text ontology based on Topic Maps. Our methodology consists of two phases, ontology modelling and ontology implementation. We implement a philosophy knowledge portal to support retrieving and navigating of the philosophy knowledge.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

대부분의 중요한 철학 지식은 철학 고전 텍스트에 존재하므로 본 논문에서는 이러한 철학 지식을 온톨로지로 모델링하기 위해 문헌 분석에서부터 지식 추출, 용어 정의 및 계충 구조와 연관 구조를 설정하는 과정에 대한 효과적인 온톨로지 구축 방법론을 정의하였다.
이들 방법론이 상위 수준에서 온톨로지 생성 절차를 나열한 반면 철학 온톨로지는 지식 추출과 지식 구조 정 의를 위한 세부 과정과 주요 산출물을 구체적으로 정의하였다는 것에 있다. 또한 철학 전반의 공통 지식과 함께 철학 텍스트의 내용적 지식에 대한 온톨로지를 구축함으로써 학술 연구를 지원하는 텍스트 지식 온톨로지를 체계적이고 효율적으로 생성할 수 있는 지침을 제시하였다.
이 경우 개념명이 명사구 형식일 경우에는 개념명을 아래 규칙에 따라 분석함으로써 새로운 개념 및 계층 구조를 파악할 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 명사구 유형 4가지를 제시하고 각각의 경우에 어떤 규칙으로 분석이 가능한지 보인다.
본 논문에서는 철학 온톨로지의 생성을 통하여 문헌으로부터 지식을 추출하고 지식들 사이에 계층적 및 연관적 의미 관계를 정의함으로써 문헌 온톨로지를 생성하는 효율적인 방법론을 제시하였으며 이 방법론은 철학을 비롯한 모든 학문 분야의 지식 온톨로지화에 사용될 수 있으며 기업이나 조직의 지식관리에 있어서도 내용 중심의 문서 관리가 가능하다.
본 논문에서는 토픽맵 기반의 텍스트 온톨로지 구축 방법론을 제시하고 구체적인 철학 분야의 텍스트 온롤 로지의 구축을 통한 철학 지식의 분류 및 검색의 효율성을 보이는 철학 지식 포털을 소개한다. 온톨로지는 특정 도메인의 지식을 표준적이고 공유할 수 있는 용어들로 정의하고 용어들 사이에 계충 및 연관 관계를 설정 함으로써 그 도메인의 주요 개념들을 형상화해 놓은 것이다[1].
철학 온톨로지를 기반으로 철학 지식의 검색 및 분류 서비스를 제공하기 위해서는 토픽맵을 생성 및 관리하는 소프트웨어가 필요하다. 본 연구에서는 자체적으로 개발한 온톨로지 관리 시스템 K-Box를 이용하여 철학 지식을 제공하는 철학 지식 포털을 개발하였다.
예를 들어, 철학 온톨로지는 철학 전반의 지식 구조를 가지는 대용량 온톨로지이므로 철학 연구자들은 온톨로지 전체가 아닌 자신의 연구와 밀접한 특정 분야의 지식만을 검색하게 된다. 이때 연구자의 검색 패턴을 분석하여 그 연구자에게 특화된 뷰를 제공함으로써 지식 검색 및 네비게이션의 효율성을 제공하는 것이다.
철학 메타 사이트[15]들은 철학 관련 사이트들에 대한 정보 및 디렉토리를 제공하는 웹사이트들이다. 이와 같은 웹사이트들은 철학 텍스트, 철학 저널, 철학 단체, 철학자 개인뿐 아니라 철학 토픽, 철학 분야 등에 대한 철학 지식을 제공하는 철학 웹사이트들에 대한 메타 정보를 제공하기 위한 것이다.

제안 방법

이에 따라 철학 개념과 'part-of' 관계를 가지는 것으로 철학자, 철 학문헌, 철학 분야, 철학사, 철학 학파, 철학 이론, 철학용어 의 7가지 세부 개념들을 분류하였다. 그리고 각각의 세 부 개념들도 보다 상세한 세부 개념으로 분류하였다. 철학자의 경우 지역적 및 시대적 기준에 따라 철학자와 'is-a' 관계를 가지는 한국철학자, 중국 철학자, 인도철학 자, 서양 고대철학자, 서양 중세철학자, 서양 근대 철학자, 서양 현대철학자로 분류하였으며 철학 문헌, 철학사 등 다른 세부 개념들도 이와 동일한 기준으로 분류하였다.
본 논문의 온톨로지 생성 방법론은 학문적 온톨로지를 생성하기 위한 체계적이고 구체적인 방법을 제시한다는 점에서 기존의 방법론과 차별을 보인다. 기존의 방법론은 특정 도메인의 온톨로지 구축 경험을 정리한 방법론으로서 온톨로지 생성을 위한 상위 수준의 절차를 정의한 반면 철학 온톨로지 온톨로지 생성 방법론은 텍스트의 메타 데이타와 텍스트 내용 지식의 연결 방법 및 텍스트 내용 분석 기법, 개념명 분석 규칙, 계층 관계와 연관 관계 추출 방법 등을 구체적으로 제시하였으며 컴포넌트 방식의 분산 온톨로지 구조를 제안함으로써 확장이 용이한 대용량 온톨로지 생성을 위한 프레임 워크를 제시하였다.
이에 반해 상하 향식 기법은 텍스트의 주요 개념에서 출발한다. 모든 철학 텍스트는 저자가 강조하고 설명하는 주요 개념들이 존재하므로 이 개념들을 시작점으로 두고 아래로는 하 향식 기법을 적용하고 위로는 상향식 기법을 적용하여 계충 관계의 개념들을 추출한다. 그림 5는 이 세 가지 기법의 처리 형식을 보여준다.
철학 온톨로지의 최상위 개념은 철학(philosophy)이 다 철학이라는 개념은 몇 문장으로 정의할 수 없는 개념이므로 반드시 그 개념과 lis-a 또는 'part-of' 관계를 가지는 하위의 상세 개념들을 분류해야 된다. 이에 따라 철학 개념과 'part-of' 관계를 가지는 것으로 철학자, 철 학문헌, 철학 분야, 철학사, 철학 학파, 철학 이론, 철학용어 의 7가지 세부 개념들을 분류하였다. 그리고 각각의 세 부 개념들도 보다 상세한 세부 개념으로 분류하였다.
개념의 CID는 상위 수준의 개념과 달리 의미적인 이름을 부여하기 어렵기 때문에 레벨과 일련번호 중심으로 부여된다. 즉 CID 자체에 온톨로지의 계층 구조에서의 위치 정보를 가지도록 생성 규칙을 정하였다.
철학 전문가에 의해 생성된 철학 온톨로지를 토픽맵으 로 구현하기 위해 먼저 철학 PSKPublished Subject Indicator)와 철학 스키마를 정의하였다. 철학 PSI는 철학 온톨로지의 주요 용어에 대한 정의를 포함하는 것으로 철학, 철학자, 철학 문헌, 철학 이론 등의 개념에 주체성 (identity)를 부여한다.
철학 텍스트 온톨로지를 구축하기 위해 먼저 각 철학 분야의 철학 전문가들이 대상 철학 고전 텍스트를 선정한 다음 텍스트의 내용 분석을 하였다. 내용상의 지식 추출을 위한 텍스트 내용 분석 기법은 상 하향식 기법을 사용하였다.
그리고 각각의 세 부 개념들도 보다 상세한 세부 개념으로 분류하였다. 철학자의 경우 지역적 및 시대적 기준에 따라 철학자와 'is-a' 관계를 가지는 한국철학자, 중국 철학자, 인도철학 자, 서양 고대철학자, 서양 중세철학자, 서양 근대 철학자, 서양 현대철학자로 분류하였으며 철학 문헌, 철학사 등 다른 세부 개념들도 이와 동일한 기준으로 분류하였다.

이론/모형

철학 텍스트 온톨로지를 구축하기 위해 먼저 각 철학 분야의 철학 전문가들이 대상 철학 고전 텍스트를 선정한 다음 텍스트의 내용 분석을 하였다. 내용상의 지식 추출을 위한 텍스트 내용 분석 기법은 상 하향식 기법을 사용하였다. 텍스트 분석을 위해 하향식 기법을 사용할 경우의 문제점은 추출된 개념 집합 속에 텍스트 내용상의 개념보다 상위 수준의 일반적인 개념들이 더 많은 부분을 차지할 수 있다는 것이다.
TOVE 방법론은 competency question을 정의한 다음 온톨로지를 통하여 질문에 대한 답을 구할 수 있는지에 따라 온톨로지를 평가한다는 점에서 다른 방법론과 차별성을 가진다. 본 논문의 철학 온톨로지 온톨로지도 철학 전문가에 의해 competency question을 미리 정의한 다음 철학 온톨로지의 정당성을 평가하기 위해 사용하였다 METHONTOLOGY 방법론은 소프트웨어 개발 생명 주기를 기반으로 온 톨 로지 생성 단계를 정의하였으며 On-To-Knowledge는 지식 관리 프로세스와 지식 메타 프로세스 기반으로 5개의 주요 단계와 13개의 세부 과정으로 이루어진 온 톨 로지 방법론을 정의하였다. Development 101은 클래스와 속성을 분류하는 방법, 클래스들의 계층구조를 정의하는 방법 둥 앞서 언급한 방법론들에 비해 보다 구체적인 세부 프로세스와 각 프로세스에서 수행해야 할과 제에 대해 언급하고 있다.

성능/효과

또한 확장성을 가지는 대용량 온톨로지를 구축하기 위해 컴포넌트 기반의 분산 토픽맵(Topic Maps)[2, 3] 구조를 제안하였으며 온톨로지 관리 시스템 K-Box[4]를 개발하여 철학 온톨로지 기반의 철학 지식 포털을 구축함으로써 효율적인 지식 관리와 검색이 가능함을 보인다. 본 연구의 철학 온톨로지와 이를 기반으로 철학 지식을 서비스하는 철학 지식 포털을 철학 온톨로지 (PHILosophy MAP) 이라 하였다.

후속연구

현재 철학 온톨로지는 철학 고전 텍스트 30권의 분석 결과에 따른 지식 구조로 생성되었다. 분석 대상 텍스트 는 서양고전 텍스트 2권, 서양 중세 텍스트 2권, 서양 근 대 텍스트 11권, 서양 현대 텍스트 1。권, 동양철학 텍스트 5권이었으며 향후 지속적으로 대상을 확대해 나갈 예정이다.
또한 철학자나 철학 학파에서 주장하는 개념에 대해 여러가지 다양한 해석, 반박, 지지 등의 서술이 존재하며 초기 개념에서 파생되어 보다 세분화 된 개념들과 이들 상호 간에 의미적으로 중요한 연관성이 존재한다. 그러므로 복잡한 개념 구조의 철학 텍스트의 내용 지식을 온톨로지로 모델링하는 것은 매우 적합한 접근방법으로서 본 연구의 결과는 철학 외의 역사, 언어 및 다른 모든 학문 분야에도 적용이 가능하다.
목적 및 범위 설정은 온톨로지를 구축하는 이유와 사용 목적, 그리고 구축 범위를 결정하는 과정으로 온 톨로 지에 포함되는 지식의 수준을 정하는 기준을 제시한다. 본 연구의 철학 온톨로지는 동양과 서양을 포함하여 고대에서부터 현대에 이르기까지 모든 철학 영역을 대상으로 하고 있으며 주요 철학 고전 300 여권의 철학 텍스트 지식을 온톨로지로 구축할 계획이다. 철학 온 톨로 지의 목적은 철학 연구자들에게 철학 텍스트 원문 및 인터넷에서 접근 가능한 철학 자료를 제공하는 것과 철학 지식 지도(Philosophy Knowledge Map)를 통한 지식 검색의 효율성을 높이는 것이다.
향후 연구 방향은 온톨로지의 반자동 생성 및 사용자 행동 기반 지식 검색이다. 데이타 마이닝과 텍스트 마이닝에서는 웹 페이지나 텍스트에서 자동적으로 패턴 또는 규칙을 찾아내기 위해 연구하고 있으나 텍스트에서 지식을 추출하는 것은 자동적으로 해결하기 어려운 부분이다.

참고문헌 (15)

S. Staab, H.-P. Schnurr, R. Studer, and Y. Sure. 'Knowledge processes and ontologies,' IEEE Intelligent Systems, Special Issue on Knowledge Management, 16(1), January/February 2001

상세보기
Graham Moo.. 'Topic Map technology - the state of the art,' XML 2000 Conference & Exposition, Washington, USA, December 2000
Michel B., Martin B. and Steve N.. ISO/IEC 13250 TopicMaps
김정민, 박철만, 정준원, 이한준, 민경섭, 김형주, 'K-Box: 토픽맵 기반의 온톨로지 관리 시스템', 정보과학회논문지(컴퓨팅의 실제), 10(1), February 2004

원문보기 상세보기
Uschold, M. and King, M. 'Towards A Methodology for Building Ontologies,' IJCAI-95 Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing, Montreal, August 1995
Gruninger, M. and Fox, M.S. 'Methodology for the Design and Evaluation of Ontologies,' IJCAI-95 Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing, Montreal, August 1995
Lopez, M.F., Gomez-Perez, A., and Sierra, J.P. 'Building a Chemical Ontology Using Methontology and the Ontology Design Environment,' IEEE Intelligent Systems, 14(1), January 1999

상세보기
Noy, N.F. and McGuinness, D.L. 'Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology,' SMI technical report SMI-2001-0880, 2001
Mizoguchi, R. 'Tutorial on ontological engineering-Part2: Ontology development, tools and languages,' New Generation Computing, OhmSha&Springer, 22(1), 2004

상세보기
S. Staab and R. Studer, 'Handbook on Ontologies,' Springer, pp. 133-150, 2004
S. Staab and R. Studer, 'Handbook on Ontologies,' Springer, pp.173-190, 2004
Perseus Classics Collection, http://www.perseus.tufts.edu/cache/perscoll_Greco-Roman.html
Online Papers in Philosophy, http://opp.weatherson.net/
Stanford Encyclopedia of Philosophy, http://plato.stanford.edu/
Philosophy in Cyberspace, http://www-personal.monash.edu.au/~dey/phil/

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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