Новые инструменты поиска дают учёным лучшие способы управления данными
Ботаника, как и вся наука и общество, страдает от проблемы: способность генерировать данные быстро и дёшево превосходит способность получать к ним доступ и анализировать. В эпоху больших данных учёные, сталкиваясь с избытком информации, полагаются на компьютеры для поиска закономерностей в больших наборах данных, которые человек не может распознать. Однако компьютеры могут интерпретировать данные только на основе строгого набора правил в их программировании.
Новые инструменты, называемые онтологиями, предоставляют компьютерам правила, необходимые для преобразования информации в знания, путём придания смысла данным. Это делает данные доступными для поиска компьютерами и более понятными для человека.
Термин «онтология» традиционно относится к философии, но теперь используется компьютерными и информационными учёными для описания стратегии последовательного представления знаний. В современном смысле онтология — это описание типов сущностей в определённой области и отношений между ними.
Новая статья в American Journal of Botany за авторством Рамонны Уоллс (Нью-Йоркский ботанический сад) и коллег описывает, как учёные создают онтологии, такие как Plant Ontology (PO), и как эти инструменты могут преобразовать ботанику, облегчая новые способы сбора и изучения данных.
Когда данные из многих различных источников (например, о конкретном органе растения) связаны или «помечены» определёнными терминами из единой онтологии или набора взаимосвязанных онтологий, данные становится легче найти. Компьютеры могут использовать логические отношения в онтологиях для корректного объединения информации из разных баз данных. Более того, компьютеры также могут использовать онтологии для агрегации данных, связанных с различными подклассами или частями сущностей.
Например, если исследователь ищет в сети все примеры экспрессии генов в листе, любой ботаник включил бы в поиск эксперименты, описывающие экспрессию генов в черешках и средней жилке или в вайе. Однако поисковая система не знала бы, что ей нужно включать эти термины, если бы ей не сказали, что вайя — это тип листа, а каждый черешок и каждая средняя жилка являются частью какого-либо листа. Именно эту информацию предоставляют онтологии.
Статья Уоллс и коллег описывает:
- Что такое онтологии.
- Почему они актуальны для ботаники.
- Некоторые основные принципы разработки онтологий.
В ней представлен обзор онтологий, имеющих отношение к ботанике, с более подробным описанием PO и проблем создания онтологии, охватывающей все зелёные растения.
Также в статье описаны четыре ключевые области ботаники, которые могут выиграть от использования онтологий:
- Сравнительная генетика, геномика, феномика и развитие.
- Таксономия и систематика.
- Семантические приложения.
- Образование.
Хотя большинство примеров в статье взяты из ботаники, принципы применимы к любой группе организмов, и статья может быть интересна и зоологам.
По мере того как геномные и феномные данные становятся доступными для большего числа видов, многие исследовательские группы начинают аннотировать свои данные и изображения терминами онтологий. Одновременно становятся более распространёнными межвидовые запросы, что заставляет всё больше учёных-ботаников обращаться к онтологиям.
Разработчики онтологий работают с учёными, генерирующими данные, чтобы обеспечить точное отражение текущего состояния науки, а также с разработчиками баз данных и издателями, чтобы найти способы облегчить учёным связывание своих данных с онтологиями.