Ontologías y Web Semántica



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Ontologías y Web Semántica.

La web semántica

  • Introducción general

Índice

  • Qué es la web semántica?
  • Permitir el proceso automático.
  • La web actual / La web semántica
  • Making the web more semantic.
  • Resources

Qué es la web semántica? (I).

  • Evolución de la web actual en la que el contenido es procesable automáticamente (machine-processable) a escala global.
  • Objetivos:
    • Permitir tanto a humanos como a máquinas encontrar, compartir y combinar información de manera sencilla y automatizando ciertas tareas tediosas.
  • Ejemplos en los que la web podría mejorar:
    • Buscar información:
      • Situación: Voy a una conferencia. Mrs. Cook es la ponente. Problema: Encontrar información acerca de la señora Cook para ir documentado.Dificultad: Muchos resultados de búsqueda inútiles.

Qué es la web semántica? (II).

      • Situación: Quiero regalar un disco de Boston y no conozco su discografía. Problema: Buscar información sobre la banda Boston. Dificultad:Boston la ciudad? o Boston la banda?
    • Compartir información:
      • Situación: Quiero añadir a mi agenda la lista de asistentes a una reunión. Dificultad: Debo hacerlo manualmente: X asistentes, Y datos por asistente (nombre, apellido, empresa, teléfono trabajo, teléfono personal, FAX, e-mail, calle, ciudad, código postal, etc..) X*Y operaciones de copiar y pegar!
    • Combinar información:
      • Situación: El sitio web A tiene críticas literarias. El sitio web B tiene precios de libros. Problem: Combinar críticas y precios. Difficulty: Tengo que hacerlo manualmente.

Permitir el proceso automático.

  • Clave del problema: La web actual representa la información utilizando lenguaje natural con muy poca estructura (html) gráficos... Ok para ser comprendido por humanos pero complejo para ser procesado automáticamente.
  • Alternativas:
    • Máquinas más inteligentes: Enseñar a las computadoras a comprender el significado de la información que hay en la web (Procesamiento de lenguaje natural, reconocimiento de imágenes, etc...)
    • Información más inteligente: Representar la información de modo que sea sencilla de comprender a las máquinas (Expresar contenidos en un formato procesable automáticamente. Ejemplo: metainformación.)

The current web / The semantic web.

Hacer la web más semántica.

  • Problemas clave: Ambigüedad y complejidad de los formatos de representación de la información.
    • Ambigüedad: Necesitamos identificar de manera única las cosas. Qué cosas?
      • Recursos web -> URLs
      • Recursos no web.
        • Físicos ->convertirlos en URIs
        • Conceptos abstractos -> Ontologías (También URIs.).

Ontologías

  • Introducción general

Índice

  • Introducción histórica.
  • Qué es una ontología.
  • Tipos de ontologías.
  • La web actual / La web semántica
  • Making the web more semantic.
  • Resources

Introducción histórica

  • 1991: ARPA Knowledge Sharing Effort.
    • Se pueden construir KBS a partir de componentes reutilizables en lugar de empezar de cero cada vez.
    • Desarrolladores de sistemas centrados en la parte específica.
    • Reutilización de vocabularios comunes por plataformas software heterogéneas
  • Nuevos KBS = DK + PSM (Problema de la interacción)
    • DK: Conocimiento Declarativo. Ontologías. Conocimiento estático acerca del dominio.
    • PSM: Métodos de resolución de problemas. Conocimiento acerca de procesos de razonamiento

Qué es una ontología? (I)

  • Definiciones descriptivas
    • Neches (91): Vocabulario acerca de un dominio: Terminos + Relaciones + Reglas de combinacion para extender el vocabulario.
    • Gruber (93): Especificacion explícita de una conceptualización.
    • Borst (97): Gruber+ Especificación formal, Conceptualización compartida.
    • Studer: Conceptualización=Modelo abstracto. Explícita=Los conceptos y restricciones del modelo están definidos explícitamente, Formal = Machine-Readable, Compartida=Captura conocimiento consensuado.

Qué es una ontología? (II)

  • Definiciones basadas en el proceso de construcción:
    • Bernaras: Medio para describir explícitamente la conceptualización subyacente al conocimiento representado en una KB. (bottom-up)
    • Swartout: Conjunto de términos estructurados jerárquicamente para describir un dominio que puede ser utilizado como esqueleto de una KB. (top-down)
  • Uschold-Jasper: Puede tomar muchas formas pero necesariamente incluirá un vocabulario de terminos y una especificación de su significado (definiciones e interrelaciones entre conceptos) que impone estructura al dominio y restringe las posibles interpretaciones.
  • Las ontologías tratan de capturar conocimiento consensuado en un modo genérico y formal de tal manera que puedan ser reutilizadas y compartidas por distintas aplicaciones SW y grupos de personas.

Tipos de ontologías (I)

  • Atendiendo a la riqueza de su estructura interna:
    • Vocabularios controlados: Lista de términos. Catálogo.
    • Glosarios: Terminos y su significado en lenguaje natural.
    • Thesauri: Añade semántica. Relaciones de sinonimia. No hay jerarquía explícita.
    • Jerarquía informal: No es “is-a” estricto.
    • Jerarquía formal: Necesaria para explotar la herencia.
    • Jerarquías formales con instancias.
    • Marcos: Clases y propiedades...
    • Restricciones sobre valores de propiedades.
    • Restricciones lógicas generales: Las más expresivas. LPO.

Tipos de ontologías (II)

  • Atendiendo al asunto que conceptualizan:
    • De representación del conocimiento: Capturan primitivas usadas para formalizar el conocimiento según un paradigma de KR. Ej: Ontologías Frame y OKBC.
    • Generales o comunes, Metaontologías: Representan conocimiento de sentido común reutilizables en diferentes dominios. Vocabularios relacionados con eventos, tiempo, espacio, causalidad...
    • De alto nivel o Top-Level: Describen conceptos muy generales. Dependen del criterio de clasificación. SUO.
    • De dominio: Vocabularios de conceptos en un dominio específico. Especializaciones de conceptos definidos en ontologías de alto nivel.
    • De tarea: Vocabularios de conceptos relacionados con una tarea o actividad genérica. Términos utilizados para resolver problemas.
    • De tarea de dominio:
    • De método: Especifican procesos de razonamiento.
    • De aplicación: Extensión y especialización de los anteriores para una aplicación determinada.

Ejemplo práctico

  • Anotación de páginas del departamento SIA.

Índice

  • Una página web.
  • Una ontología.
  • Anotación.
  • Resultado.

Una página web

  • Una pagina web estándar (HTML).
  • Contenidos semánticos:

Una ontología (I)

  • Sobre la publicación en el campo de la informática.
  • Lenguaje formal (comprensible por máquinas)
    • DAML+OIL (Basado en RDF, escrito en XML)
    • Otros (Ontolingua, OWL)

Una ontología (II)

Anotación

  • xmlns:daml="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#"
  • xmlns="http://annotation.semanticweb.org/iswc/iswc.daml#">

  • Jesús Barrasa Rodríguez

  • ...at the
  • Technical University of Madrid and I work...

Resultado

  • La página tiene contenido semántico comprensible y procesable automáticamente.
  • Contenido estático.
  • Generación dinámica.

Aplicaciones SW (I)

  • Semantic Web calendar agent.
    • Interoperabilidad entredescripciones de agendas basadas en RDF existentes en la web y sistemas PIM (Personal Information Manager Ej: Microsoft's Outlook.)
    • Las agendas y los eventos están descritos en la web conRDF, basados en ontologías existentes como la Hybrid iCal-like o la Dublin Core y pueden estar enlazadas con la información personal por ejemplo en la página web.

Aplicaciones SW (II)

  • Navegadores: Mozilla
  • Infrerencias (Razonamientos)

Referencias

  • Estas transparencias:
  • http://www.sia.eui.upm.es/~jbarrasa/teaching/slides/Intro_Sem_Web.ppt
  • Documentos de interés:


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