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知識網(wǎng)格

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1.什么是知識網(wǎng)格[1]

Fran Berman 較早提出知識網(wǎng)格(Knowledge Grid 簡稱KG)的概念,指出知識網(wǎng)格的主要研究內(nèi)容是:利用網(wǎng)格、數(shù)據(jù)挖掘、推理等技術(shù)從大量在線數(shù)據(jù)集中抽取合成知識使搜索引擎能夠智能地進(jìn)行推理和回答問題,并從大量數(shù)據(jù)中得出結(jié)論。Cannataro 和Talia 于2003 年1 月提出了基于數(shù)據(jù)挖掘的知識網(wǎng)格。諸葛海教授認(rèn)為:“知識網(wǎng)格是一個智能互聯(lián)環(huán)境,它能使用戶或虛擬角色有效地獲取、發(fā)布、共享和管理知識資源,并為用戶和其他服務(wù)提供所需要的知識服務(wù),輔助實(shí)現(xiàn)知識創(chuàng)新、協(xié)同工作、問題解決和決策支持。它包含了反映人類認(rèn)知特性的認(rèn)識論和本體論;運(yùn)用社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)學(xué)原理;采納下一代互聯(lián)網(wǎng)所使用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)?!?

2.知識網(wǎng)格的特點(diǎn)

中科院計算技術(shù)研究所研究員諸葛海在《知識網(wǎng)格》一文中,提出了知識網(wǎng)格五個不同于其他技術(shù)的特點(diǎn)。

(1)人們能夠通過單一語義入口獲取和管理全球分布的知識,而無需知道知識的具體位置。

(2)全球分布的相關(guān)知識可以智能地聚合,并通過后臺推理與解釋機(jī)制提供按需的知識服務(wù)。達(dá)到這個目標(biāo)的方法之一是知識提供者提供元知識。統(tǒng)一的資源管理模型將有助于實(shí)現(xiàn)知識服務(wù)的動態(tài)聚合。

(3)人或虛擬角色能在一個單一語義空間映射、重構(gòu)和抽象的基礎(chǔ)上共享知識和享用推理服務(wù),其中的相互理解沒有任何障礙。知識網(wǎng)格還會使知識共享更加普適。

(4)知識網(wǎng)格應(yīng)能在全球范圍搜索解決問題所需的知識,并確保合適的知識閉包,即最小完備知識集。為了達(dá)到這個目標(biāo),需要建立新的知識組織模型。

(5)在知識網(wǎng)格環(huán)境中,知識不是靜態(tài)存儲的,它能動態(tài)演化而保持常新。這意味著知識網(wǎng)格中的知識服務(wù)在使用過程中可以不斷自動演化改進(jìn)。

3.知識網(wǎng)格的研究內(nèi)容[2]

知識網(wǎng)格所要解決的主要科學(xué)問題包括以下幾個方面。

(1)知識獲取與知識表示的理論、模型、方法和機(jī)制。在知識網(wǎng)格中獲取知識有兩種方法。一種方法是人們直接通過交流互相獲取知識,或通過接受他人發(fā)布的知識資源獲取知識。另一種方法是知識網(wǎng)格通過對諸如數(shù)據(jù)、文本和圖像等資源進(jìn)行抽取、挖掘、歸納、演繹、合成來獲取知識。

(2)知識可視化和創(chuàng)新。主要包括智能化的用戶接口,如語義瀏覽器或知識瀏覽器,它使人們通過可視化來共享知識。語義網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)知圖可以縮短知識表示和知識可視化之間的鴻溝。接口應(yīng)體現(xiàn)知識網(wǎng)格的個性特征,并能通過類比推理、歸納機(jī)制及組織規(guī)則來激發(fā)知識創(chuàng)新。

(3)在動態(tài)虛擬組織間進(jìn)行有效的知識傳播知識管理。為此中國知識網(wǎng)格研究組提出一種知識流網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)動態(tài)虛擬團(tuán)隊間的知識有效共享。

(4)知識的有效組織、評估、提煉和衍生。知識可通過基于語義的范式來組織,有效檢索和修改操作。知識網(wǎng)格應(yīng)能刪除冗余知識,并提煉所含的知識來合理擴(kuò)展有用的知識。它也會有助于從已有的良好知識、范例和類似文本的知識源中衍生出新知識。

(5)知識關(guān)聯(lián)和集成。知識網(wǎng)格應(yīng)能關(guān)聯(lián)和集成不同級別(如概念級、公理級、規(guī)則級和方法級)和不同領(lǐng)域的知識資源,以此來支持跨領(lǐng)域的類比推理、問題解決和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

4.知識網(wǎng)格的體系

結(jié)構(gòu)國內(nèi)諸葛海研究員提出了知識網(wǎng)格的多空間體系結(jié)構(gòu)。這是一個如圖所示的三層結(jié)構(gòu),人類層反映知識網(wǎng)格的社會和人類行為特征,包括知識空間、用戶空間和社會組織規(guī)則三個功能模塊。這三個功能模塊既是相互獨(dú)立的,又是相互合作的。語義層包括知識表示子空間、角色子空間、需求子空間、服務(wù)子空間和規(guī)范語義空間。語義層的主要功能是避免用戶直接與資源實(shí)體層的交互,它能夠把收集的異構(gòu)數(shù)據(jù)通過語義進(jìn)行規(guī)范,以人機(jī)可理解的形式表述,并且使得用戶對控制于資源實(shí)體層的任何變化都能即時察覺,實(shí)現(xiàn)用戶透明化。資源實(shí)體層包括智能通信平臺和資源實(shí)體空間。后者包含知識存儲子空間、XML文件子空間、HTML文件子空間、軟設(shè)備子空間等。知識存儲子空間通過定義在語義空間的原語來實(shí)現(xiàn)。

Image:知識網(wǎng)格的多空間體系結(jié)構(gòu).jpg

5.數(shù)據(jù)網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和知識網(wǎng)格關(guān)系

歐洲網(wǎng)格項(xiàng)目提出了一種三層框架:計算(數(shù)據(jù))網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和知識網(wǎng)格,即從下至上的三層結(jié)構(gòu)。從下層至上層,數(shù)據(jù)的抽象層次愈來愈高。上層則建立在下層功能之上,需要控制和調(diào)用下層的服務(wù)。數(shù)據(jù)網(wǎng)格(Data Grid)主要解決數(shù)據(jù)訪問問題。信息網(wǎng)格(Information Grid)是將異構(gòu)的信息訪問變成同構(gòu)的信息訪問,包括信息表示和檢索,Internet上信息的分布與組織。知識網(wǎng)格建立在信息網(wǎng)格之上,借助于經(jīng)過信息網(wǎng)格處理后的同構(gòu)信息,實(shí)現(xiàn)知識的自動積累,并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、知識挖掘和問題求解。它們之間的關(guān)系如圖所示。

Image:數(shù)據(jù)網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和知識網(wǎng)格關(guān)系.jpg

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