Begriffe wie Ontologie und auch Semantic Web sind für viele noch immer Neuland. Aber in der heutigen, durch Digitalisierung und Automatisierung geprägten Informationsgesellschaft gewinnen gerade diese Begriffe immer mehr an Bedeutung. Wir möchten Ihnen zeigen, warum Ontologien als nächster logischer Schritt nach der Einführung eines effizienten Terminologiemanagements und dem Aufbau einer konsistenten Terminologiesammlung immer mehr in den Fokus der Aufmerksamkeit rücken.
Aber was genau sind Ontologien? Wie sehen sie aus und wie können sie dargestellt werden? Und welchen Sinn und Zweck erfüllen sie – vor allem im Hinblick auf ihre Verwendung im Semantic Web?
Was sind Ontologien?
Ursprünglich stammt der Begriff der Ontologie aus der Philosophie und wird mit der „Lehre vom Sein“ assoziiert. Die Disziplin der Informatik greift diese Sichtweise als Grundlage auf: Für sie sind Ontologien die „formale Definition von Begriffen und deren Beziehungen als Grundlage für ein gemeinsames Verständnis“ (Busse et al. 2014).
Noch tiefgreifender kann man also von einer formalen Wissensrepräsentation sprechen. Diese kann vor allem im Semantic Web neben der Bereitstellung von Wissensstrukturen auch als Grundlage für die automatisierte Wissensverarbeitung genutzt werden (vgl. Enzyklopädie der Wirtschaftsinformatik). Begriffe, ihre Merkmale sowie ihre Beziehungen untereinander werden also formal repräsentiert, sodass sie maschinenlesbar werden.
Das Semantic Web verstehen
Ontologien und das Semantic Web sind eng miteinander verbunden, doch was genau ist eigentlich dieses Semantic Web?
Zurückführen lässt es sich auf das World Wide Web Consortium (W3C) und wird gemeinhin als eine Erweiterung des bereits existierenden World Wide Web betrachtet. Viele bezeichnen es auch als Kreation für das Web 3.0. Es handelt sich also um eine „intelligente Anwendung des World Wide Webs für die Übermittlung und den Austausch von Inhalten, welche für Maschinen und Menschen gleichermaßen verständlich sind“ (Dengel 2012: 9). Diese Herangehensweise ermöglicht demnach eine deutlich optimierte Kooperation zwischen Mensch und Maschine, wie sie bis vor einiger Zeit noch nicht denkbar war.
Stellen Sie sich z.B. vor, Sie suchen über eine Suchmaschine oder einen Online-Anbieter nach einem familienfreundlichen Hotel mit Meerblick in Norddeutschland. Dank der Ontologie wird nicht mehr nur der Wortlaut einbezogen, sondern es werden alle semantischen sowie inhaltlichen Verknüpfungen innerhalb der Ontologie für Ihre Suche verwendet. Auf diese Weise erkennt die Maschine z.B., dass es sich um ein Hotel an der Nord- oder Ostsee handeln muss, da die Begriffe Nord- und Ostsee in der Ontologie mit dem Begriff Norddeutschland verknüpft sind.
Wie gestaltet sich die Darstellung von Ontologien?
Die Darstellung von Ontologien ist ein interessantes Thema, das von zwei unterschiedlichen Standpunkten aus betrachtet werden kann und muss: der Veranschaulichung für den Menschen und der Bereitstellung für die Maschine.
Als die logische Weiterentwicklung von Concept Maps aus dem Terminologiemanagement, können auch Ontologien in graphischer Form dargestellt werden. Die Klassen, Instanzen, Attribute und Relationen innerhalb einer Ontologie werden hier durch Knoten und Kanten visualisiert. Sogenannte Ontologie-Editoren helfen dabei. ABER: Während eine solche Visualisierung die Erfassung der Ontologie für den Menschen enorm vereinfacht, kann die Maschine nicht mit ihr arbeiten.
Doch was macht Ontologien maschinenlesbar und somit verwendbar im Rahmen des Semantic Web? Die Antwort bieten die sogenannten Ontologiesprachen. Standards wie RDF, RDFS oder OWL bringen Ontologien in ein maschinenlesbares Format und ermöglichen ihre formale Repräsentation. So baut bspw. die Web Ontology Language (OWL) auf RDFS auf und bietet ein umfangreiches Vokabular für die maschinelle Veranschaulichung von Hierarchien und Beziehungen zwischen verschiedenen Begriffen. Durch diese Art der formalen Darstellung können Ontologien dann im Rahmen des Semantic Web als unterstützende Instanz dienen.
Die folgende Abbildung soll als eine kleine Veranschaulichung beider Darstellungsoptionen dienen. Hier erkennt man vor allem die Visualisierung der Ontologie als Graph, allerdings können auch schon entsprechende Elemente der im Hintergrund liegenden Ontologiesprache erkannt werden. Die hier mit „rdfs: […]“ markierten Beziehungstypen repräsentieren die XML-Elemente in der Ontologiesprache:
Auf einen Blick: Nutzen und Anwendungsbereiche von Ontologien
Grundsätzlich können Ontologien also überall dort sinnvoll zum Einsatz kommen, wo die Semantik/die Bedeutung von Informationen formalisiert und für die Maschine nutzbar gemacht werden soll. Daher ist es kein Wunder, dass die Hauptanwendungsszenarien für Ontologien heutzutage im Semantic Web und im Wissensmanagement liegen.
So können sie bspw. bei der Semantischen Suche – z.B in Online-Shops – unterstützen. Hier wird dann anstatt auf der Basis von einfachen Keywords zu arbeiten, bei Suchanfragen auf das durch die Ontologie zur Verfügung gestellte Hintergrundwissen zurückgegriffen. Da die Maschine hierbei Assoziationsprozesse durchführt, die mit Gedankengängen im menschlichen Gehirn vergleichbar sind, gilt Folgendes: Mit je mehr (korrekten!) Informationen die domänenspezifische Ontologie gefüllt ist, bspw. mit Relationen, Synonymen, verwandten Begriffen etc., desto präziser können Suchmaschinen dem Nutzer inhaltlich relevante Ergebnisse liefern.
Ebenso können Ontologien im Rahmen von Wissensbasierten Beratungs- und Assistenzsystemen zum Einsatz kommen. Dazu zählen bspw. Fahrassistenzsysteme, Chatbots usw., bei denen in Form eines „Mensch-Maschine-Tandems“ halbautomatische Problemlösetätigkeiten durchgeführt werden.
Dies sind bei weitem nicht alle möglichen Anwendungsszenarien von Ontologien im Semantic Web. Im Laufe der nächsten Jahre werden mit Sicherheit noch weitere Möglichkeiten das Licht der Welt erblicken. Denn eines ist klar: Die Reise im Semantic Web geht mit Ontologien erst so richtig los, und es wird in jedem Fall noch mehr spannendes zu entdecken geben.
Haben wir Ihr Interesse geweckt?
Sie möchten gerne mehr über Ontologien erfahren und darüber, wie Sie diese Art der Wissensrepräsentation für sich nutzen können? Stöbern Sie gerne durch unsere anderen interessanten Blog-Einträge oder kontaktieren Sie uns. Wir beraten Sie gerne und freuen uns über einen regen Austausch!
