「DeepOntoに会ってください 深層学習を用いたオントロジーエンジニアリングのためのPythonパッケージ」

DeepOnto Python package for ontology engineering using deep learning

ディープラーニングの方法論の進歩は、人工知能コミュニティに大きな影響を与えています。優れたイノベーションと開発により、多くのタスクが容易になっています。ディープラーニングの技術は、医療、ソーシャルメディア、エンジニアリング、金融、教育など、ほとんどの業界で広く使用されています。最も優れたディープラーニングの発明の一つは、最近人気が出ている大規模言語モデル（LLM）であり、その信じられないほどのユースケースが主な話題となっています。これらのモデルは人間を模倣し、自然言語処理やコンピュータビジョンの力を利用して、驚くべき解決策を示します。

大規模言語モデルのオントロジーエンジニアリングへの応用は、以来話題となっています。オントロジーエンジニアリングは、オントロジーの作成、構築、キュレーション、評価、保守に関わる知識工学の分野です。オントロジーとは、特定の領域内の知識の形式的で正確な仕様であり、概念と属性の体系的な語彙とそれらの間の関係を提供し、人間と機械の間で意味論的な共有理解を可能にします。

OWL APIやJenaなどのよく知られたオントロジーAPIは主にJavaベースですが、PyTorchやTensorflowなどのディープラーニングフレームワークは一般的にPythonプログラミング向けに開発されています。これに対処するため、研究者のチームはDeepOntoというPythonパッケージを開発しました。このパッケージは、フレームワークとAPIのシームレスな統合を可能にする、オントロジーエンジニアリングに特化したものです。

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DeepOntoパッケージは、ディープラーニングをベースとしたオントロジーエンジニアリングに包括的で一般的なPythonフレンドリーなサポートを提供し、基本的な操作（読み込み、保存、エンティティのクエリ、エンティティと公理の変更など）をサポートするオントロジー処理モジュールを基盤としています。また、オントロジーの推論や言語モデルの検証などの高度な機能も備えています。また、オントロジーアライメント、補完、オントロジーベースの言語モデルプロービングのためのツールやリソースも含まれています。

チームはDeepOntoのバックエンド依存関係としてOWL APIを選択しました。これは、ROBOTやHermiTなどの傑出したプロジェクトやツールでの安定性、信頼性、広範な採用など、APIの特性によるものです。ディープラーニングの依存関係には、PyTorchが基盤として使用されています。これは、モデルのアーキテクチャをランタイムで調整できる動的な計算グラフを持つため、柔軟性と使いやすさを提供します。言語モデルのアプリケーションには、HuggingfaceのTransformersライブラリが使用され、ChatGPTなどの大規模言語モデルにおける重要な基盤であるプロンプト学習パラダイムをサポートするためにOpenPromptライブラリが使用されています。

DeepOntoの基本的なオントロジー処理モジュールは、特定のタスクを実行するためのいくつかの部分で構成されています。最初はOntologyで、DeepOntoのベースクラスであり、オントロジーの表示と変更のための基本的なメソッドを提供します。次に、オントロジーの推論があります。これは推論活動を実施するために使用されます。それに続いて、オントロジーのプルーニングがあります。これは、オントロジーを取り、意味的な種類などの特定の基準に応じてスケーラブルなサブセットを抽出します。最後に、オントロジーの言語化があります。これにより、オントロジーのアクセシビリティが向上し、オントロジーエンジニアリングのさまざまな活動をサポートするために、オントロジー要素を自然言語テキストに変換します。

チームは、DeepOntoの実用的な有用性を2つのユースケースを通じて示しました。最初のユースケースでは、DeepOntoがSamsung Research UKのデジタルヘルスコーチングのフレームワーク内でのオントロジーエンジニアリングタスクをサポートするために使用されています。2番目のユースケースでは、DeepOntoがディープラーニングの技術を使用してバイオメディカルオントロジーを整列させ、完成させるために使用されています。

まとめると、DeepOntoはオントロジーエンジニアリングのための強力なパッケージであり、人工知能の分野の発展において重要な存在です。DeepOntoは、論理埋め込みや新しい概念の発見と導入などの将来の実装やプロジェクトに対して、柔軟かつ拡張可能なインタフェースを提供します。

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