Mobile user devices, such as smart phones have become the most popular highend users’ commodity. They will continue evolving toward being palm-top computers with the rapid development of wireless communications and platform technologies. Thanks to the improvement of the technology, the users’ interest and needs are heading for the realization of the Semantic Web in the mobile devices. To fulfill the needs basically, a semantic reasoner is required to understand the semantic knowledge formalism, namely ontology.
The existing semantic reasoners designed for a mobile device was not practically enough to handle the OWL’s rich expressiveness due to lack of functionality. Moreover, after we evaluated the reasoners we noticed that they did not take care of the resource constraint of the mobile device well. In this thesis, we describe our effort to develop a practical semantic reasoner called MiRE4OWL to be embedded onto the resource-limited mobile user devices. MiRE4OWL is a rule-based inference engine which performs semantic reasoning operations over the application semantics represented in OWL-DL. It adopts a light-weight design to meet the resource constraints of the mobile devices and yet achieves better expressiveness than existing engines by diversifying logic operations, such as two types of negations and quantifiers. By applying MiRE4OWL to OWL test cases defined by the W3C, we got a plausible 83% success rate (i.e., pass 50 out of 60 cases). The performance evaluation showed that both the intended functionality and resource efficiency have been fulfilled.
인터넷을 통한 월드 와이드 웹(WWW) 기술이 많은 발전을 거듭해왔고, 더 나 아가 현재 많은 관심을 이끌고 있는 시멘틱 웹 기술이 현실화 되고 있다. 이 시멘틱 웹 기술들이 최종 사용자에게 적용되기 위한 도메인 환경의 관점에서 살펴보면, 기존의 데스크탑 환경의 형태보다 모바일 단말 환경의 그 활용도가 더 높아지고 있다. 그 이유는 모바일 단말의 성능, 즉 메모리 크기, CPU clock, 심지어 디스플레이 크기가 계속적으로 발전되어 가고 있고, 특히 모바일 기기가 사람들에게 없어서는 안될 필수품으로 자리를 잡고 있기 때문이다. 이러한 연구동향이 유비쿼터스 컴퓨팅, 소셜 네트워크 서비스, 헬스케어 서비스 등에서 많이 나타나고 있다.
일반적으로, 시멘틱 웹을 실현하기 위한 가장 기본요소라 할 수 있는 온톨로지를 시스템이 이해하고, 추론하기 위해서는 시멘틱 추론엔진이 중요한 역할을 한다. 기존의 모바일 시멘틱 서비스에서 적용이 되던 Fact, Pellet, Jena, 그리고 Bossam 등의 추론엔진은 데스크탑 환경의 서버를 기반으로 추론을 담당하고, 그 결과를 모바일 단말로 전송하게 되는 형태를 띄고 있다. 하지만, 이러한 서비스 형태는 사용자의 개인정보가 네트웍을 통해 전송되기 때문에 보안문제가 발생할 수 있고, 특정 장소에서 네트웍이 불가능 할 수 있기 때문에 서비스의 가용도가 떨어지는 문제가 생긴다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 모바일 단말에서 온톨로지를 추론을 위한 엔진이 연구되었다. 이러한 엔진은 메모리 한계를 가진 모바일 단말에서 동작하기 위해 그 기능의 최소화에 집중하여 개발되었기 때문에, 온톨로지의 풍부한 표현력을 처리하는데 있어서 그 성능이 현저히 떨어진다.
본 연구에서는 모바일 단말 상에서 온톨로지의 풍부한 표현력을 이해하기 위해 필요한 기능들에 대해 분석하여 최종적으로 MiRE4OWL이라는 시멘틱 추론엔진을 연구 및 개발하였다. 또한 모바일 시멘틱 추론엔진의 경량화를 위한 시스템 아키텍처를 제안하고, 성능 향상에 필요한 메모리 사용을 최소화 하였다. 성능평가 결과에서는 기존의 연구에 비해 빠른 온톨로지의 추론시간을 보이면서도 그 메모리 사용량은 크게 줄어듬을 볼 수 있었다.