개념화의 명세 — Gruber 정의와 그 계보

정의가 필요했던 사정

1990년대 초 인공지능 연구의 현안은 지식 공유였다. 지식 기반 시스템은 늘어났지만, 각 시스템의 지식은 서로 다른 형식과 가정 위에 있어 재사용할 수 없었다. 그루버의 1993년 논문 제목이 사정을 말해 준다. 「이식 가능한 온톨로지 명세를 위한 번역 접근(A Translation Approach to Portable Ontology Specifications)」. 시스템 사이에 지식을 옮기려면, 각 시스템이 세계를 어떻게 보는지부터 명시해야 했다. 그 명시물에 그루버가 철학에서 빌린 이름을 붙였다. 온톨로지는 개념화의 명세이다.

개념화 — 목적이 깎아 낸 세계

개념화(conceptualization)는 그루버가 게네세레스와 닐슨(Genesereth & Nilsson)에게서 가져온 개념으로, 어떤 목적을 위해 표상하려는 세계의 추상적이고 단순화된 모형이다. 핵심은 두 가지다.

첫째, 모든 지식 시스템은 개념화에 공약되어 있다. 명시적으로든 암묵적으로든, 시스템은 어떤 대상과 관계가 '있다'고 전제하고 작동한다. 둘째, 개념화는 목적의 함수다. 같은 도서관이라도 사서의 개념화(저자, 저작, 판본, 주제)와 소방 검사관의 개념화(가연물, 출구, 수용 인원)는 다르다. 어느 쪽도 틀리지 않았다. 목적이 다른 것을 깎아 냈을 뿐이다. 1차시의 명제 — 목적이 구조를 결정한다 — 가 여기서 이론적 근거를 얻는다.

명세 — 머릿속에서 문서로

명세(specification)는 소프트웨어 공학의 용어다. 프로그램 명세가 프로그램이 할 일을 명시적으로 적듯, 온톨로지는 개념화를 명시적으로 적는다. 실제 형태는 두 부분이다. 어휘 — 클래스, 관계, 속성의 이름과 정의. 그리고 공리 — 그 어휘의 해석을 제약하는 형식 문장. 정의만으로 부족한 이유는 기계 때문이다. 기계는 '기억'이라는 낱말의 사전적 정의를 이해하지 못하지만, "모든 작업기억은 기억이다" 같은 공리는 처리할 수 있다.

명세라는 선택에는 공학적 태도가 깔려 있다. 모토의 문장이 그것이다. AI 시스템에게 존재하는 것은 표상될 수 있는 것이다. 철학자라면 이 문장에서 멈추겠지만, 공학자는 이 축소를 받아들이는 대가로 공유와 계산을 얻는다. 2차시의 하이데거적 관점에서 보면, 명세는 언제나 선이해에 기댄 근사이며 완전할 수 없다. 두 관점은 모순이 아니라 분업이다.

존재론적 공약 — 같은 어휘로 말하겠다는 약속

온톨로지의 쓸모는 존재론적 공약(ontological commitment)에서 나온다. 어떤 행위자(사람, 프로그램)가 한 온톨로지에 공약한다는 것은, 그 온톨로지의 어휘와 일관되게 관찰 가능한 행동을 하겠다는 합의다. 공약이 있어야 사람 A가 입력한 지식을 사람 B와 AI 시스템이 같은 뜻으로 읽는다. 그루버는 여기에 실용적 단서를 단다. 공약은 공유에 필요한 최소한으로 하라. 온톨로지가 세계의 모든 것을 정하려 들수록, 거기에 공약할 수 있는 행위자는 줄어든다.

조건의 누적 — 각 조건은 무엇을 거르는가

1차시에서 본 정의의 계보(Gruber → Borst → Studer)를 조건 단위로 다시 읽는다. 각 조건은 수식어가 아니라 필터다.

표 1정의의 세 조건과 각 조건이 거르는 것. 조건을 모두 통과해야 '좁은 뜻의 온톨로지'다. 다만 실무에서는 느슨한 용법도 널리 쓰인다.

이 정의에 비판이 없지 않다. 과리노는 '명세'가 지나치게 강한 말이라 보고 "개념화에 대한 부분적 설명을 주는 논리 이론"으로 약화하자고 제안했다. 스미스와 웰티(Smith & Welty)는 반대로 정의가 너무 넓어서 카탈로그, 용어집, 제약 집합까지 모두 포괄한다고 지적했다. 두 비판 모두 다음 두 차시의 주제 — 의도된 모형(4차시), 분류 체계의 스펙트럼(5차시) — 로 이어진다.

설계 원칙 다섯 가지

그루버는 같은 시기의 논문에서 지식 공유용 온톨로지의 설계 원칙 다섯을 제시했다. 30년이 지난 지금도 평가 기준(트랙 3)의 뼈대다.

표 2그루버의 설계 원칙(1993). 다섯째 원칙이 우리의 "복잡한 공리보다 명확한 계층·정의·출처 우선" 방침의 근거다.

점검 연습

적용: 실습 산출물의 정의 문장

이 차시의 어휘로 이 교재의 실습 산출물을 한 문장으로 정의할 수 있다. "이 온톨로지는, 학습이라는 목적으로 거른 인지심리 지식의 개념화를, 학습자 자신과 AI 에이전트가 공약할 수 있도록 OWL로 적은 명세이다." 이 문장에서 '학습이라는 목적'이 개념화를, 'OWL'이 형식성을, '학습자 자신과 AI 에이전트'가 공유 조건을 맡는다. 혼자 만드는 학습용 온톨로지에서 '공유된'이 성립하는 이유도 이 문장이 보여 준다. 공유의 상대는 시점이 다른 자기 자신과, 이 구조를 읽을 기계다.

용어 정리