Metaclase (representación del conocimiento)

En la representación del conocimiento , especialmente en la Web Semántica , una metaclase es una clase cuyas instancias pueden ser, a su vez, clases. De forma similar a su función en los lenguajes de programación , las metaclases en los lenguajes de ontología pueden tener propiedades que, de otro modo, solo se aplicarían a individuos, conservando al mismo tiempo la capacidad de la misma clase para ser clasificada en una jerarquía de conceptos. Esto permite que los razonadores semánticos infieran conocimiento sobre las instancias de dichas metaclases utilizando enunciados de la metaclase. De este modo, las metaclases mejoran la expresividad de las representaciones del conocimiento de una manera que puede resultar intuitiva para los usuarios.

Si bien las clases son adecuadas para representar una población de individuos, las metaclases pueden, como una de sus características, usarse para representar la dimensión conceptual de una ontología . ^{[ 1 ]} Las metaclases son compatibles con el Lenguaje de Ontología Web (OWL) y el vocabulario de modelado de datos RDFS . Las metaclases a menudo se modelan estableciéndolas como el objeto de las afirmaciones que involucran rdf:type y rdfs:subClassOf, propiedades integradas comúnmente denominadas instancia de y subclase de . Instancia de implica que el sujeto de la afirmación es una instancia, es decir, un individuo que es miembro de una clase. Subclase de implica que el sujeto es una clase. En el contexto de instancia de y subclase de , la diferencia clave entre las metaclases y las clases ordinarias es que las metaclases son el objeto de instancia de afirmaciones usadas en una clase, mientras que las clases ordinarias no son objetos de tales afirmaciones. (Por ejemplo, en una afirmación , Bob es el sujeto y una instancia, mientras que el objeto, Humano, es una clase ordinaria; pero otra afirmación hace que "Especies animales" sea una metaclase porque tiene un miembro, "Humano", que también es una clase).Bob instance of HumanHuman instance of Animal species

OWL 2 DL admite metaclases mediante una característica llamada juego de palabras , ^{[ 2 ]} en la que una entidad se interpreta como dos tipos diferentes de cosas —una clase y un individuo— dependiendo de su contexto sintáctico. Por ejemplo, mediante el juego de palabras, una ontología podría tener una jerarquía de conceptos como , , y . En este caso, la entidad con juego de palabras sería águila real, porque está representada como una clase (segunda afirmación) y una instancia (tercera afirmación); mientras que la metaclase sería especie, ya que tiene una instancia que es una clase. El juego de palabras también permite que otras propiedades que de otro modo solo serían aplicables a instancias ordinarias se utilicen directamente en clases, por ejemplo " estado de conservación del águila real preocupación menor ". ^{[ 3 ]}Harry the eagle instance ofgolden eaglegolden eagle subclass ofbirdgolden eagle instance ofspecies

Surgidos de los campos de la representación del conocimiento , la lógica descriptiva y la ontología formal , los lenguajes de la Web Semántica tienen una relación más estrecha con la ontología filosófica que los lenguajes de programación convencionales como Java o Python . En consecuencia, la naturaleza de las metaclases se basa en nociones filosóficas como los objetos abstractos , lo abstracto y lo concreto , y la distinción entre tipo y token . Las metaclases permiten que los conceptos se interpreten como tokens de otros conceptos, conservando su estatus ontológico como tipos. Esto posibilita la enumeración de tipos, manteniendo la capacidad de heredar de ellos. Por ejemplo, las metaclases podrían permitir que un razonador automático infiera, a partir de una ontología comprensible para los humanos, cuántos elementos hay en la tabla periódica o, dado que el número de protones es una propiedad de los elementos químicos y los isótopos son una subclase de elementos, cuántos protones existen en el isótopo hidrógeno-2 .

Las metaclases a veces se organizan por niveles, de forma similar a la Teoría de tipos simple ^{[ 4 ],} donde las clases que no son metaclases se asignan al primer nivel, las clases de clases del primer nivel están en el segundo nivel, las clases de clases del segundo nivel en el siguiente, y así sucesivamente. ^{[ 5 ]}

Siguiendo la distinción entre tipo y token , los objetos del mundo real, como Abraham Lincoln o el planeta Marte, se reagrupan en clases de objetos similares. Se dice que Abraham Lincoln es una instancia de humano, y Marte es una instancia de planeta. Esta es una especie de relación "es un" . Las metaclases son clases de clases, como por ejemplo el concepto de nucleido . En química, los átomos suelen clasificarse como elementos y, más específicamente, como isótopos . El vaso de agua que bebimos por última vez tiene muchos átomos de hidrógeno, cada uno de los cuales es una instancia de hidrógeno . El hidrógeno mismo, una clase de átomos, es una instancia de nucleido . El nucleido es una clase de clases, por lo tanto, una metaclase.

Algunas ontologías, como la del proyecto Cyc AI , clasifican clases y metaclases. ^{[ 5 ]} Las clases se dividen en clases de orden fijo y clases de orden variable . En el caso de las clases de orden fijo, se atribuye un orden a las metaclases midiendo la distancia a los individuos con respecto al número de triples "instancia de" que son necesarios para encontrar un individuo. Las clases que no son metaclases son clases de individuos, por lo que su orden es "1" ( clases de primer orden ). Las metaclases que son clases de clases de primer orden tienen un orden de "2" ( clases de segundo orden ), y así sucesivamente. Las metaclases de orden variable, por otro lado, pueden tener instancias; un ejemplo de metaclase de orden variable es la clase de todas las clases de orden fijo.

• Metaclase
• Clase (representación del conocimiento)