A Method of Ontology Modularization for Effective Knowledge Utilization

Abstract

오늘날 컴퓨터가 일상생활에 깊숙이 녹아 들면서, 컴퓨터를 기반으로 하는 서비스에 대한 사용자의 진입 장벽이 점차 낮아지고 있다. 이와 같이 일반인을 대상으로 하는 서비스가 증가함에 따라, 그 서비스들의 지능화에 대한 요구 또한 점차 증가하고 있다. 서비스의 지능화는 지식 관리를 그 기반으로 한다. 지식 관리를 위한, 지식의 생성, 유지, 보완, 그리고 그 지식으로부터의 추론 과정은 일반적으로 고비용의 작업이기 때문에, 지식 관리 과정에서는 항상 효율성을 고려해야 한다. 지식 관리 과정에서의 효율성을 획득하기 위해, 지식은 다음의 요소들을 고려해서 생성되어야 한다. 첫째, 주어진 문제를 해결하기 위한 지식을 매번 새로 만드는 것은 불합리하기 때문에, 기존에 만들어진 지식을 재활용할 수 있어야 한다. 둘째, 지식은 적용되는 분야에 따라서 의미가 변화할 수 있기 때문에 분야별로 관리되어야 한다. 셋째, 문제를 해결하기 위해 가지고 있는 모든 지식을 사용할 필요는 없다. 오컴의 면도날로 표현되는 것처럼, 문제 해결을 위해 필요한 지식을 선별할 수 있어야 한다. 넷째, 지식 표현 수단의 표현력이 높아질수록, 보다 높은 추상화 수준에서의 지식 표현이 가능해지지만, 동시에 그 지식의 추론 과정은 복잡해진다. 그렇기 때문에 적절한 수준에서의 표현력의 한계를 설정해야 한다. 본 연구에서는 시멘틱 웹 환경에서 표준 지식 표현 방법으로 사용되는 온톨로지를 기반으로, 온톨로지로 표현된 지식의 효율적인 활용을 위한 모듈화 기법을 제안한다. 온톨로지는 주어진 도메인에서 사용되는 개념과 그 개념들 사이의 관계를 명시적으로 정해진 형식을 따라 기술하는 지식 표현의 한 방법으로, 동일 도메인에 존재하는 여러 서비스들은 이 온톨로지를 공유함으로써, 지식의 확장, 운영, 보수의 과정을 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 하지만, 도메인 내부의 지식의 정도가 깊어질수록, 온톨로지의 크기는 커지게 되고, 대규모로 성장한 온톨로지를 통째로 재활용하는 것은 지식 활용의 비용을 높이는 원인이 된다. 본 연구에서 제안하는 기법은 상기 기술된 네 가지 고려 사항들에 대해 다음의 대응 방식을 따른다. 우선 주어진 문제를 해결하기 위해 필요한 지식 분야를 선정하고, 각 분야에 대한 대표 온톨로지로부터, 문제 해결에 필요한 지식들만을 추출해낸다. 분야별로 추출된 지식은 원본 온톨로지의 일부분으로 우리는 그것을 온톨로지 모듈이라고 부른다. 이렇게 만들어진 온톨로지 모듈을 분야별 분류 구분을 유지하면서 재조합 한다. 이렇게 만들어진 온톨로지는 처음 주어진 문제를 해결하기 위한 새로운 온톨로지가 된다. 기 존재하는 온톨로지들로부터 필요한 부분을 재활용하여 생성된 이 온톨로지는 분야별 구조를 통한 모듈 관리가 가능하기 때문에, 문제 해결 과정에서 동적으로 모듈 변경이 가능하고, 모듈 단위의 수정이 가능하기 때문에 온톨로지를 통한 지식 활용의 효율을 높일 수 있다. 이 때, 외부에서 모듈 단위로 참조하는 온톨로지의 표현이 다른 경우 재조합 과정에서 표현력을 맞춰줘야 하는데, 본 연구에서는 현재 시멘틱 웹 환경에서 공개된 온톨로지들을 포함할 수 있으면서 동시에 과도한 표현력을 감당하지 않는 수준으로의 EL 표현력을 기준으로 사용하는 것으로 온톨로지간 표현 언어의 변환 과정은 추가적으로 고려하지 않는다. 지식화를 목적으로 하는 하나의 서비스가 존재한다면, 그 서비스는 제안된 방법을 통해서, 모듈화된 자신의 온톨로지를 쉽게 구축할 수 있다. 제안된 방법의 흐름은 다음과 같다. 우선 해결하려는 문제를 일련의 어휘들로 기술하고, 그 각각의 어휘에 대한 기존에 존재하는 온톨로지들로부터, 밀접하게 연관된 부분들을 모듈 단위로 추출되고, 추출된 모듈을 재 조합하여 새로운 온톨로지를 생성한다. 제안된 방법은, 문제 해결에 필요한 지식들을 기존 지식의 재활용하고, 추출된 모듈들을 원 문제에 적합한 구조로 재구성하여 자신의 문제를 해결하는 특화된 신규 온톨로지를 구축하는 일련의 과정을 제공하기 때문에, 이를 통해 보다 효율적인 지식 구축 및 활용을 가능하게 해 준다.