平成 19 年度大学院　知識システム特論

（先端 IT スペシャリスト・プログラム科目）

山口　高平

居室：慶應義塾大学　理工学部　矢上キャンパス　 24-619A

内線： 42673電話： 045-566-1614

FAX; 045-566-1617

メール： yamaguti@ae.keio.ac.jpWeb ：　 www.yamaguti.comp.ae.keio.ac.jp

授業計画，資料，成績評価

計画PART1 ：知識システム，知識獲得支援システム，知識モデリング，オントロジーPART2: セマンティック Web ， RDF(S), OWL, SWS, ツール，応用

資料：ｐｐｔスライドやｐｄｆ資料を Web に掲載

成績：レポート × ２回程度で評価

A Ｉ（ＫＴ）の歴史

１９５６年　ダートマス会議（ 2006 年→ AI 誕生 50 周年，人工知能学会 20

周年）• John McCarthey• Marvin L.Minsky • Claude Elwood Shannon• オートマトン≠人工知能（ＡＩ）• ＡＩ：人間のような知的な動作を機械にさせる

には？• ＧＰＳ (General Problem Solver)• 探索の研究 A* アルゴリズム

１９６５年　ＡＩの３（４）大事件・導出原理：拡張三段論法 J.A.Robinson

　 1972:Prolog 処理系、　 1982 ：第５世代コンピュータ～１９９４・ＤＥＮＤＲＡＬ : スペクトラム分析→分子構造　ファイゲンバウム（スタンフォード大学）　一つのアプリケーションにしかすぎない，汎用性・ピアス勧告：ＭＴは不可能・ファジィ理論：ｻﾞﾃﾞｰ教授・推論の時代→ Toy Problems 、ＡＩ冬の時代へ

１９７７年　知識は力なり• ＨＰＰ：Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃｓ Programming Project

完全ではないがたいていの場合うまくいく知識や方法

• ＭＹＣＩＮプロジェクト（１９７３～１９７６）ＭＹＣＩＮ，ＴＥＩＲＥＳＩＡＳ，ＧＵＩＤＮ，ＥＭＹＣＩＮ

• 知識表現、知識利用、知識獲得→知識工学• There is power in the knowledge ! by Feigenbaum• 知識の時代へ

エキスパートシステム，自然言語・画像・音声理解システム，知的教育支援システム，．．．

• 国家プロジェクト，ＡＩハード・ソフトベンダー• 知識獲得ボトルネック→学習へ期待

1995 ー現在• チェスの世界チャンピオンに勝利

カスパロフ（ロシア人）１勝２敗 DeepBlue(iBM) 1997 年「毎回、対戦相手が違っていた気がする」学習パラメータを変更⇒ DeepBlue の振るまいが変わる

• ホンダヒュ－マノイド、ＡＩＢＯ , ロボカップ• 生物とＡＩ（ゲノム情報．．．）

GACTTTCAGTAA…… 機能分析，バイオ特許• セマンティック Web• データマイニング• 知識マネジメント

WWW とブラウザの過去，現在，未来

図書館のカード目録

ＭＥＭＥＸ（メメックス） MEMory EXtension

ヴァネバー・ブッシュのハイパーメディア

（１９４５．７）コンピュータの無い時代に発表

「メメックスとは、人間がそのすべての蔵書、記録、通信を収納しておく装置で、素早く柔軟に参照できるように機械化されている。 これは、いわば所有者の個人的な記憶の詳細かつ大がかりな補遺のようなものといえる。 メメックスは一種の机であり、離れたところからも操作できるが、基本的にはユーザーがそこで作業する家具といえる。 机の上には傾けた透明のスクリーンがあり、いつでも読めるようにここにデータが投影される。 キーボードと一群のボタンやレバーもある。以上の点を除けば外見上は普通の机に見えるだろう。」

ハイパーテキスト

ディスプレー上で複数の文献を検索し，それらを一つながりのものとして連結するハイパーテキストのような処理が可能な機械を開発し， 1968 年のデモンストレーションとなった。ダグラス・エンゲルバートは，マウス，ワードプロセッサ，

マルチウインドウ・システムなどの発明者．

→ 複数の文書 ( テキスト ) を相互に関連付けてリンクする仕組み（ダグラス・エンゲルバートが考案）．「テキストを超える」という意味から hyper- ( ～を超えた ) text ( 文書 ) と命名．テキスト間を結びつける参照のことをハイパーリンクと言う．

世界最初の WWW ブラウザー（ 1990 年クリスマス）

http://www.w3.org/History/1994/WWW/Journals/CACM/screensnap2_24c.gif

Tim Berners Lee: Information Management: A Proposal (1989)I wrote in 1990 the first GUI browser, and called it "WorldWideWeb". It ran on the NeXT computer. http://www.w3.org/People/Berners-Lee/FAQ.html#browser

ハイパーテキストの概念をネットワーク上で展開．

CERN( 欧州原子力研究所）における文書の流通

他のコンピューターにアクセスして他人の文書を見ることができる．さらに，ハイパーリンクを使って，また別の文書にも移動できる

WWW を使って WWW を見る！

1993 年 4 月• TBL の決断： Web と CERN で開発されたソースコードを公開． CERN

の Web 技術ライセンスの主張放棄． Web が世界中に普及する原点．2004 年 6 月 16 日にエリザベス女王よりナイトの称号の授与だれる．

• NCSA （イリノイ大学，スーパーコンピュータ応用研究所）がブラウザMosaic1.0 をリリース．ﾏｰｸ・ｱﾝﾄﾞﾘｭｰｾﾝが開発担当．

従来，画像は別ウィンドウで表示．Mosaic では Web ページ内に表示．メニューもボタンもアドレスバーあり，現在のブラウザーの原型となる．

ただ，画像ダウンロードでは残り時間が表示されず使いにくかった．

ブラウザ戦争• １９９４： Netscape Navigator 1.0• １９９５：インターネット元年

IE 1.0 (=Mosaic) in Windows95<<NN2.0• １９９６： IE2.0, IE3.0 << NN3.0• １９９７～：ブラウザ戦争 IE4.0 = NC4.0• MS が， OS と IE の抱き合わせによる販売を展開．

IE のシェアが急速に拡大• 1998 年： AOL が Netscape を買収

IE の停滞　 Blue-e

• Netscape が敗北した後， 1998 年以降 IE技術革新が停滞． OS と IE が一心同体．2001 年から 2006 年まで version up なし．

• ブラウザーのオープンソースFirefox （タブブラウジング， RSS ，．．．） http://www.mozilla-japan.org/products/firefox/central.html

IE のセキュリティ問題

• 2004 年 6 月 24 日～ウィルス（トロイの木馬）が蔓延

→キーロガー（個人情報を外部にもらす）発生

→ IE のセキュリティホールを利用　他のブラウザなら問題なし

→ US-CERT( 米国コンピュータ非常事態対策チーム）が「 IE を使うな．他のブラウザを使え」と警告

TBL の当初の Web 構想

• Information Management: A Proposal 　 (1989) by Tim Berners-Lee

http://www.w3.org/History/1989/proposal-msw.html• 数千人が働く• 人々が入れ替わる• 組織は常に変化している• 情報欠落が起こっている

– Where is this module used? – Who wrote this code? Where does he work? – What documents exist about that concept? – Which laboratories are included in that project? – Which systems depend on this device? – What documents refer to this one?

• Hypertext による情報の管理を提案• 一つの文書で巨大な組織のすべてのことを書くことは不可能• 組織は階層的で木構造だが、情報は階層的には管理しにくい• キーワードでの検索では探しにくい

TBL 1st Proposal Information Management: A Proposal 　 (1989)

• リンクにタイプがあった– depends on– is part of– made– refers to– uses– is an example of

• データ解析を行いたかった– 自動的な解析– 人の居ない division やドキュメントのないソフトウェアの検索– メーリングリストの自動生成– 実際の組織の構造を導き出す

セマンティック Web 入門

TBL 2nd Proposal (2001)Tim Berners Lee, James Hendler, Ora Lassila: The Semantic Web, http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=00048144-10D2-1C70-84A9809EC588EF21&sc=I10032

• Semantic Web– Web を正しい Hypertext システムにする– リンクにタイプがある– データ間の関係を書く– 文書だけでなくデータを取り扱う– データにも型がある ?

• 自動的な解析を行うことができる– 推論可能にする

“The Semantic Web will globalize KR,

just as the WWW globalized hypertext

WWW が登場する以前、ハイパーテキストは一部の「理想家」だけが熱心に取り組んでいる特殊な道具でした。 知識表現や機械に理解可能な知識というコンセプトの現在も、とてもよく似た状況と言えそうです。 「絶対の真実、全ての物事を網羅する知識、あらゆる可能性といった中央集約型のコンセプト」から離れて、限られた知識で何ができるかというところからスタートすることで、知識表現における WWW 、すなわちセマンティック・ウェブへの未知が開けてくるというのです。By TBL

http://www.semanticweb.org/about.html#bigpicture

Big Picture for Semantic Web (2001)

セマンティック Web が実現した世界（１）

電話が鳴ったとき、エンターテインメントシステムはビートルズの ｢ We Can Work It Out 」を大音量で再生していた。 Pete が電話に出ると，ボリューム設定ができる他のローカル機器すべてにその電話機がメッセージを送信し，自動的に音量を下げた．電話の相手は妹の Lucy で，病院からの連絡だった。「ママは専門医のところへ行って，物理療法のための診察を受けなくてはならないの。週に 2回程度ね．私はエージェントにアポイントを取ってもらうつもりよ」と彼女は話した． Pete は即座に，車での送迎は自分が請け負うと申し出た．

セマンティック Web が実現した世界（２）

この後，セマンティツクウェブのエージェント群が， Pete や Lucy や他

のエージェント群と協力しながら物理療法士を選定し，母親のための一連のアポイントを設定していく．

私たちのエージェントは，ママに処方された治療法についての情報を医師エージェントから即座に入手し，その提供者の複数のリストを調べ，ママの自宅から半径 20マイル以内で，信頼できる評価サービスにおいて「きわめて良い」または とても良い」という評価を得ている，｢加入済みの保険のプランでカバーできるところをチェックした．次には、アポイント設定が可能な日時（各提供者のウェブサイトを通じてエージェントが配信している）と， Pete や Lucy の多忙なスケジュー

ルとを突き合わせて，実際に設定可能なアポイント日時を探し始めた。

ZDNet エンタープライズ　（２００２．１２．１７）

http://www.zdnet.co.jp/enterprise/

Opinion ：現実のものとなるセマンティック Web

• 人が HTML ページを要求するのではなく、離れたコンピュータ同士が意味のある方法で会話できる Web を、 XML よりさらに高いレベルでつくりあげようという「セマンティック Web 」が現実味を帯びてきた。 W3C が取り組んでいるほか、国防総省の DARPA も後押ししている。

• セマンティック Web は単なる騒動かもしれないし、インターネットの将来かもしれない。人により意見が異なる。

デビッドワインバーグの批判 (2002)

　私が危惧するのは，セマンティツクウェブがSGMLと同じ末路をたどるのではないか－それも基本的に同じ理由で，ということである．　メタデータの正規化が真に機能するのは，高い報酬が得られ，管理権限が一カ所に集約されており，ユーザに規範を遵守させやすいような，限定的なアプリケーションにおいてである．

言い換えれば，Webにおいてはうまく機能しない，ということだ。David Weinberge: The Semantic Argument Web, 64.28.79.69/read/swiftkick/colum.html?ArticleID=421

知識工学とセマンティック Web におけるオントロジーの研究開発知識工学

• 90-: 概念化の明示的仕様（ Tom Gruber オントロジーの定義）オントロジー記述言語 (Ontolingua)知識交換言語 (KIF)Generic OntologyCYC, WordNet, EDR…PSMTask Ontologyオントロジー構築方法論．．．

セマンティック Web

• 95-97: XML as arbitrary structures

• 97-98: RDF

• 98-99: RDFS

• 00-01: DAML+OIL

• 2004.2.10: OWL 　• Rule 仕様検討中

Semantic Web Stack 2001 　　 -> 　　　 2005

セマンティック Web 　参考書• セマンティック Web入門、斉藤・萩野監修、オーム社、 2800円

• セマンティック・ウェブのための RDF/OWL 入門、神崎正英、 2800円、森北出版

• ～進化する Web ～セマンティック Web 、斉藤・萩野監訳、 4800円、ジャストシステム

• CD-ROM で始めるセマンティック Web ，ジャストシステム翻訳， 3150円，ジャストシステム

• 知の科学シリーズ：オントロジー工学、溝口理一郎、 3800円、オーム社

セマンティック Web 　リンク集• www.semanticweb.org　 SW最大ポータルサイト• www.w3.org/2001/sw/　 W3C における SW最新情報• www.deri.com/　欧州最大 SW プロジェクト

（日本語のサイト） • www.kanzaki.com/docs/sw/　 SW入門最適• www.jaist.ac.jp/ks/labs/kbs-lab/sig-swo

人工知能学会　セマンティックウェブとオントロジー研究会• www.net.intap.or.jp INTAP セマンティックウェブ委員会

• http://mmm.semanticweb.org/www.semanticweb.org　当研究室の SWサイト

人工知能学会セマンティック Web とオントロジー研究会　特別講演会　 2005 年 5 月 9 日　慶應日吉

Opportunities for Semantics Web Services in Service Oriented Architectures• Dr. Michael L. Brodie

• Dr. Michael L. Brodie is Chief Scientist of Verizon IT. He works on large-scale strategic Information Technology (IT) challenges for Verizon Communications Corporation’s senior executives.

His primary interest is in the optimal use of IT, with an emphasis on emerging and advanced technologies and practices, to enable organizational and business objectives, including organizational change. In addition to Computer Science he investigates the relationships between economics, business, and technology, and computing-communications convergence.

第 12 回研究会2006 年 1 月 28 日 ( 土 ) 慶應・矢上

特集「セマンティック Web サービス」【招待講演】 Semantically Enabled Service-Oriented

Architectures: 　 A Framework

Dr. Dieter Fensel, Dr. Michal Zaremba (DERI International)

第 13 回研究会2006 年 7 月 3 日 ( 月 ) 　慶應・日吉特集：セマンティック Web 応用

【招待講演】 Semantic Web Technologies for Real-World App

licationsProf. Ulrich Reimer(University of Applied Sciences St. Gallen, Switz

erland ）

• Alleviation of information overload

• Querying facts instead of searching texts

• Integration of heterogeneous information sources

• Process integration

• Dynamic formation of business transactions

• Model-driven development of information systems

• Specialization and aggregation of reference models

Semantic Web Technologies: Opportunities

Semantic Web Technologies: Barriers

• Where do the ontologies come from?

But: Many ontologies already exist

• Where do the semantic content descriptions come from?Ontology development is expensive.

• Not many people have the expertise to build ontologies.

• How to achieve good cost/benefit ratio?