인간 시간 온톨로지 HuTO

초록

HuTO는 RDFS 기반의 인간 시간 온톨로지로, 비볼록(interval) 시간 구간을 모델링하고 정규화·추론 규칙을 통해 비정형·반정형 시계열 데이터를 의미적으로 표현한다. 시간 차원을 지식베이스에 결합해 시점·기간 기반 검색을 지원한다.

상세 요약

HuTO는 기존 시맨틱 웹 시간 모델이 주로 연속적이고 볼록한 구간(예: 시작‑종료 시점)만을 다루는 한계를 극복하기 위해 설계되었다. 비볼록(interval) 구간, 즉 “매주 월·수·금 09:00‑11:00”과 같이 반복적·불연속적인 시간 패턴을 RDF 트리플로 표현할 수 있게 함으로써, 인간이 일상에서 사용하는 복합적인 시간 개념을 온톨로지 수준에서 직접 기술한다. 이를 위해 HuTO는 기본 클래스 TimeEntity, Instant, Interval, RecurringInterval 등을 정의하고, hasStart, hasEnd, hasPattern 같은 속성을 통해 시작·종료 시점과 반복 패턴을 명시한다.

핵심적인 기술적 기여는 두 가지이다. 첫째, 비볼록 구간을 “UnionOfIntervals” 형태로 모델링하고, 이를 SPARQL에서 직접 질의할 수 있도록 “covers”, “overlaps”, “within” 등 논리 연산자를 정의한다. 기존 시맨틱 웹 엔진은 이러한 연산을 지원하지 못했으나, HuTO는 추론 규칙(Rules)과 정규화 스크립트를 통해 구간을 기본적인 선형 구간 집합으로 변환하고, 질의 시 자동으로 전개한다. 둘째, 시간 정규화와 추론 규칙을 RDFS와 OWL 2 RL 수준에서 구현함으로써, “2023년 2월 28일”과 같은 자연어형 날짜를 “2023‑02‑28T00:00:00Z” 형태로 변환하고, “어제”, “다음 주 금요일” 등 상대적 표현을 절대 시점으로 매핑한다. 이러한 규칙은 Jena RuleEngine 등 표준 엔진에 적용 가능하도록 설계돼, 기존 시스템에 최소한의 통합 비용만으로 활용할 수 있다.

HuTO는 또한 지식베이스에 시간 차원을 부착하는 메커니즘을 제공한다. 각 사실(Fact) 객체에 hasTemporalContext 속성을 연결해, 해당 사실이 발생한 시점·기간을 명시한다. 이렇게 하면 시간에 따라 변하는 데이터(예: 정책 변경, 이벤트 기록)를 동일한 URI로 관리하면서도, “현재 유효한 정책” 혹은 “과거에 적용된 정책”을 SPARQL 질의로 손쉽게 구분할 수 있다. 이는 버전 관리와 시계열 분석을 온톨로지 수준에서 일관되게 수행하게 해준다.

성능 측면에서 저자들은 실험적으로 10만 건 규모의 트리플셋에 대해 비볼록 구간 질의를 수행했으며, 정규화·추론 전후의 질의 시간 차이가 30 % 내외로 감소함을 보고한다. 이는 정규화 단계가 구간을 단순화시켜 인덱싱 효율을 높이기 때문이다. 또한, 기존 Time Ontology(OWL‑Time)와 비교했을 때, 표현력에서 2배 이상 복잡한 시간 패턴을 손실 없이 기술할 수 있음을 강조한다.

종합하면, HuTO는 인간 중심의 복합 시간 개념을 시맨틱 웹에 자연스럽게 녹여내는 동시에, 표준 RDF/OWL 툴 체인과 호환되는 실용적인 구현을 제공한다. 이는 시계열 데이터가 급증하고, 시간에 민감한 지식 그래프 응용이 늘어나는 현재와 미래에 중요한 기반 기술이 될 것으로 기대된다.