检查 OWL 表达式之间的逻辑蕴涵关系？答案

【问题标题】：Checking logical implication relationships between OWL expressions?检查 OWL 表达式之间的逻辑蕴涵关系？
【发布时间】：2012-12-25 23:18:34
【问题描述】：

我有一个简单的问题，我怀疑它没有简单的答案。本质上，我想检查一个 OWL 表达式 (#B) 从另一个 (#A) 逻辑上遵循是否是真的 - 换句话说，我想问：#A -> #B 是真的吗？

原因是我正在为应用程序编写匹配算法，该算法将基于知识的结构（由#KnowledgeStructure 类表示）与描述当前应用程序状态需求的结构（#StateRequirement）匹配.两种结构都具有属性，这些属性具有表示第三种结构（#Model）状态的 OWL 表达式的字符串值。它们是： #KnowledgeStructure.PostCondition 表示应用于#Model 的知识结构将如何转换#Model；和#StateRequirement.GoalCondition，它表示应用程序旨在实现的#Model 状态。因此，我想通过检查#KnowledgeStructure.PostCondition 是否产生所需的#StateRequiremment.GoalCondition 来查看#KnowledgeStructure 是否满足#StateRequirement。我可以将其抽象地表达为：(#KnowledgeStructure.Postcondition => #StateRequirement.GoalCondition) => Match(#KnowledgeStructure, #StateRequirement)。不太容易混淆，我可以将其表示为： ((#A -> #B) -> Match(#A, #B)) 其中 #A 和 #B 都是有效的 OWL 表达式。

在一般情况下，我希望能够表达以下规则：“如果表达式#B 来自#A，那么表达式Match(#A,#B) 也是正确的”。

基本上，我的问题是：我如何在 OWL 中提出或实现这样的规则？如何测试一个表达式是否来自另一个表达式？此外，如果没有明确说明，现有的推理器是否足够强大来确定两个表达式之间的关系 #A -> #B？

【问题讨论】：

您能否进一步澄清一下“表达”是什么意思，最好使用 OWL 规范 (w3.org/TR/owl2-syntax) 的术语。
当然，我说的是在 SWRL 规则的前件中使用的那种条件表达式：description '(' i-object ')' | dataRange '(' d-object ')' | individualvaluedPropertyID '(' i-object i-object ')' | datavaluedPropertyID '(' i-object d-object ')' | sameAs '(' i-object i-object ')' | differentFrom '(' i-object i-object ')' |内置 '('builtinID { d-object } ')'

标签： semantic-web ontology owl swrl

【解决方案1】：

我不能 100% 确定我完全理解了这个问题，但根据我的理解，我会以这种方式面对这种情况。

首先我提到 Java，因为我知道的所有库都是为这种语言设计的。其次，我认为OWL本身不能满足你的目标，因为它可以表示规则和公理，但它不提供推理，即你需要一个推理器，所以你需要构建一个程序使用它，再加上我将在下面画出的额外处理：

1）你没有提到它，但我猜你有一个潜在的本体 w.r.t。你需要证明你的后果关系（你用符号“->”表示）。如果本体不明确，也许可以从您在问题中提到的文本表达式中提取/组合它。

2）您需要使用一个库进行本体操作，我建议来自曼彻斯特大学的OWL API，它非常强大且简单，在“文档”部分下的教程中，您可以概述主要功能，包括推理器的使用（示例显示的是 Hermit，但该原理适用于任何其他推理器）。

3）此时你需要检查本体是否一致（否则任何东西都可以推导出来，因为它经常发生在错误的前提下）

4) 你将以下公理添加到本体中（你直接在 Java 中构建它，不需要序列化，你可以让推理器处理内存表示）并检查一致性：A \sqsubseteq B，也就是使用关联的解释：A^I \subseteq B^I，所以它等价于A => B（它们具有相同的真值表）。

5) 此时您可以添加公理 Match(A,B)，其中 A 和 B 是您的类表达式，而 Match 是关联所有类表达式的角色/关系，其中第二个是首先。

6) 在多次重复这些步骤之后，您可能希望序列化结果并存储它，这再次可以非常简单地使用内存中表示的 OWL API 来实现。

有关描述逻辑（支持 OWL 本体的逻辑）的一些基础知识，您可以参考 A description logic Primer (2012), Horrocks et al. 和 Foundations of Description Logics (2011), Rudolph。

我不是逻辑学家或深度学习专家，因此请验证我提供的所有信息并随时纠正我：)

【讨论】：