Wissensmodellen

Wissensmodellen bezeichnet man formale oder semi-formale Darstellungen von Wissen in einem bestimmten Fachgebiet. Sie dienen der Strukturierung und dem Austausch von Wissen, ermöglichen logische Ableitungen, unterstützen Entscheidungen und Lernprozesse.

Zu den zentralen Bestandteilen gehören Konzepte oder Klassen, Relationen und Attribute, Instanzen, Regeln sowie Einschränkungen. Je nach Einsatz können Wissensmodelle konzeptionell, theoretisch oder in einer konkreten Software umgesetzt sein.

Typen umfassen Ontologien, Taxonomien, Thesauri, semantische Netze, Rahmenstrukturen (Frames) und regelbasierte oder logikbasierte Modelle. Ontologien definieren Begriffe, Klassen und deren Relationen; Taxonomien ordnen Begriffe hierarchisch; Thesauri ergänzen Begriffe durch Synonyme, Antonyme und assoziative Beziehungen.

Technologien und Standards unterstützen die Implementierung, zum Beispiel formale Sprachen wie OWL und RDF/RDFS, Abfragesprachen wie SPARQL sowie UML-basierte Modellierung. Zur Interoperabilität werden Ontologien oft gemappt oder ausgerichtet.

Anwendungen finden sich im Wissensmanagement, in wissensbasierten bzw. Expertensystemen, in der Semantischen Web-Entwicklung, der Informationsintegration, im E-Learning sowie in Medizin, Biotechnik und Produktion, wo sie Entscheidungsprozesse unterstützen und Daten sinnvoll vernetzen.

Herausforderungen umfassen Konsistenz und Widerspruchsfreiheit, Pflege und Versionierung, Skalierbarkeit, Aktualität sowie die Abstimmung unterschiedlicher Domänenmodelle. Forschungsfelder umfassen Ontologie-Engineering, automatische Ontologieerzeugung und Qualitätssicherung.