Los diferentes Los diferentes niveles en la niveles en la

representación del representación del conocimiento en conocimiento en la Web Semánticala Web Semántica

melabosch@europe.com

Qué e s la re pre s e nta c ión de l

conoc imie nto e n e l me dio dig ita l •Es un substituto de la cosa en sí, utilizado para permitir que una

entidad pueda determinar las consecuencias a partir de una conceptualización aún antes de actuar

• Es un conjunto de expresiones que indican en qué términos se representa un dominio

•Es una teoría fragmentaria de razonamiento inteligente indicado en base a tres componentes: a. Las representaciones de las bases fundamentales del razonamiento inteligente b. Las confirmación de esas representaciones por medio de una simbolización; c. Un conjunto de inferencias que es posible realizar.

• Es un medio para la expresión humana, un lenguaje para decir cosas sobre un mundo

• Es un medio para una pragmática y eficiente computabilidadRef: Davis, R., Shrobe, H., and Szolovits, P. What is a Knowledge

Representation? AI Magazine, 14(1):17-33, 1993.

http://groups.csail.mit.edu/medg/ftp/psz/k-rep.html

Qué e s la re pre s e nta c ión de l c onoc imie nto e n la We b S e má ntic a

• Es la des cripc ión de la forma y e l contenido de rere curs os curs os webweb

• Es ta des cripc ión es tá expres ada por medio de una es tructura de metadata en un lenguaje de marcado: RDF, Res ource Des cription Format

• En un modo comprens ibles por las máquinasNo hay una sola estructura de representación de

conocimiento.  

Lo formalismos de representación de la Web Semantica consisten en diferentes tipos de lógicas con diferentes

lenguajes y formatos

1. Resourcedescription:

data andmetadata

2. Form andContent:human

classificationand

catalogation

3. computersinteractivity:middleware

CDU, ISBD,Dewey,Thesauri

© Mela Bosch2006

RDF - SKOS

Controlledlanguages andcatalogationstandards

Artificial languagesOWL(Ontologies)

HTML, XML. RDF,DC

Descriptionlogic

Indexinglogic

Objectoriented

logic

Levels Conceptual toolsApplication tools Logic tools

Web resourcesmarkup lenguages

Declarative

Knowledge

representation

Semantic web: logics, tools and levels of KnowledgeRepresentation

Domain experts: know-how in the field to beontologically modeled

1. Resourcedescription:

data andmetadata

Semantic web: logics, tools and levels of Knowledge Representation

HTML, XML. RDF,DC

Descriptionlogic

Declarative

Knowledge

representation

Levels Conceptual toolsApplication tools Logic tools

Web resourcesmarkup lenguages

Level 1

© Mela Bosch2006

Primer nivel de repres entación

Metodologías para los s is temas inteligentes

Procedimental el conocimiento está integrado en el programa

VentajasVentajas: gran especificidad: algoritmos adaptados a cada caso DDesventajasesventajas: poca versatilidad dificultad para modificar Declarativa La representación del conocimiento es

independiente del proceso computacional VentajasVentajas : flexible y con fuerte base lógica

DDesventajasesventajas: alto nivel de abstracción, difficultad para mantener una lógica consistente

  Web Web Semántica: Representación declarativa Semántica: Representación declarativa utilizando metadatautilizando metadata

La metadata s e expres a en:

•languaje controlado cuya sintaxis es sintaxis es independ independiiententee de los procedimientos del sistema y la terminologterminología ía está adepatada al dominio de adominio de aplicaplicacciióónn

•Semántica bien definida muy expresiva

 Lógca descriptiva también llamada lógica terminológicaLógca descriptiva también llamada lógica terminológica

Lenguaje de marcado: tiene la Lenguaje de marcado: tiene la especificidad procedimental con la especificidad procedimental con la

capacidad de abstracción de la forma capacidad de abstracción de la forma declarativadeclarativa

Lenguaje de marcado: Markup language: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"</rdf:RDF>

1. Resourcedescription:

data andmetadata

2. Form andContent:human

classificationand

catalogation

CDU, ISBD,Dewey,Thesauri

Semantic web: logics, tools and levels of Knowledge Representation

© Mela Bosch2006

Controlledlanguages andcatalogationstandards

HTML, XML. RDF,DC

Descriptionlogic

Indexinglogic

Levels Conceptual toolsApplication tools Logic tools

Web resourcesmarkup lenguages

Declarative

Knowledge

representation

Second level of knowledge repres entation: well known for well known for library s cience profes s ionals library s cience profes s ionals

Segundo nivel de repres entación, otro tipo de lógica

La lógica de la indización para catalogación y La lógica de la indización para catalogación y clasificaciónclasificación

Pero no es lo mismo indizar un Pero no es lo mismo indizar un objeto objeto que indizar la que indizar la referencia a ese referencia a ese

objetoobjeto

Web Semántica indiza recurs os web

Los items de referencia a objetos digitales : autor, fecha etc .

Esos Esos ObjetObjetosos sonson descri descriptos a traves de una ptos a traves de una ontologontologiaia

Es decir, objetobjetosos, no materiales, sino objetobjetooss digitaldigitaleses..

Son s imilares a los que s e us an en los s is temas de c las ificación y catalogación documentalOtros as pectos de los objetos digitales como atributos , comportamiento, cardinalidad, s on

expres ados con otraotra l lóó gicgica:

1. Resourcedescription:

data andmetadata

2. Form andContent:human

classificationand

catalogation

3. computersinteractivity:middleware

CDU, ISBD,Dewey,Thesauri

© Mela Bosch2006

RDF - SKOS

Controlledlanguages andcatalogationstandards

Artificial languagesOWL(Ontologies)

HTML, XML. RDF,DC

Descriptionlogic

Indexinglogic

Objectoriented

logic

Levels Conceptual toolsApplication tools Logic tools

Web resourcesmarkup lenguages

Declarative

Knowledge

representation

Semantic web: logics, tools and levels of KnowledgeRepresentation

has become the mainstream has become the mainstream technique in the technique in the software industrysoftware industry

Se opone al tradicional enfoque Se opone al tradicional enfoque en el que el programa es una en el que el programa es una

colección de viewcolección de view in funciones,, o una lista de

instrucciones que se dan a la computadora.

OOrientación a objetosrientación a objetosPrograma computación: Programa computación: conjunto de unidades conjunto de unidades

individuales, los individuales, los objetosobjetos, que , que administran por sí mismos su administran por sí mismos su

estado y sus operacionesestado y sus operaciones

Tercer nive l de repres entac ión: Paradigma de orientac ión a objetos

VentajasVentajas IntuitivIntuitiva construcción directamente desde el a construcción directamente desde el mundo real mundo real

Tercer nive l de repres entac ión de l conoc imiento , Lógica orientada objetos que permite :

DDeessventajas ventajas DificultDificultad para construir jerarquías de objetos,ad para construir jerarquías de objetos,

trabajo manualtrabajo manual

•Hacer explícitos los presupuestos de Hacer explícitos los presupuestos de un dominioun dominio

•Separar el dominio del conocimientoSeparar el dominio del conocimiento del conocimiento operacionaldel conocimiento operacional

•Usan términos para representar conceptos Usan términos para representar conceptos que son una abstracción de las principales que son una abstracción de las principales propiedades de los objetospropiedades de los objetos

Orientación a Objetos y Cons trucción de ontologías

La misma lógica, peroLa misma lógica, pero::Una Una ontologontologiaia

•RefleRefleja la estructura del ja la estructura del mundo

• es un estructura de conceptos

• No describe aspectos físicos  Estructura de clases en Orientación aEstructura de clases en Orientación a O Objetos bjetos

•RefleRefleja la estructura de los ja la estructura de los datos

•Se ocupa de los comportamientos

•describes la representación física delos datos los datos (long int, char, etc.)(long int, char, etc.)  ((RefRef: http://protege.stanford.edu): http://protege.stanford.edu)

. Class structure usually constitute a taxonomic hierarchy:

Class           Subclass

:

Ejemplos : Protégé: a graphical ontology- development tool, open-s ource and free ly available: (http://protege .s tanford.edu)

Hierarchy: French wines

Hierarchy: Pizza

Slots in a class definition describe attributes of instances of the class and relations to other instances: Each wine will have color, sugar content, producer, etc.

Types of properties

•“intrinsic” properties: flavor and color of wine

•“extrinsic” properties: name and price of wine

•parts: ingredients in a dish

•relations to other objects: producer of wine (winery)

TerminologyClass=conceptInstance= objectSlot= property Facet=valuesSlot cardinality = the number of values a slot has (common facet)Slot value type = the type of values a slot has (common facet): string, num, booleanMinimum and maximum value = a range of values for a numeric slot (common facet)Default value = the value a slot has unless explicitly specified otherwise(common facet)

Class instance creation

  

Examples from: http://protege.stanford.edu/publications/ontology_development/ontology101.html

Superclass Wine

Subclass French wine

A subclass inherits all the slots from the superclass, but with a list of own allowed values

Ref: http://www.ncess.ac.uk/insight/tutorials/datagrids/data_sh/ontologies/

  

Common problems : Is a Margherita Pizza a Vegetarian Pizza?

A class can have more than one superclassA subclass inherits slots and facet restrictions from all the parentsDifferent systems resolve conflicts differently

Ref: http://www.co-ode.org

Errors in understanding common logical constructs

  

Ref: http://www.co-ode.org

Common problems : Is a Margherita Pizza a Vegetarian Pizza?

Different subclasses

Closure Axiom: onlyClosure Axiom: only

Correct hierarchy

Conclus ion“Every ontology is a treaty – a social agreement – among people with some common motive in sharing”

Gruber dijo:

Ref: http://www.sigsemis.org/newsletter/october2004/tom_gruber_interview_sigsemis

Enfoque colaborativo para la Enfoque colaborativo para la construcción de ontologíasconstrucción de ontologías

•La comunicación entre los colaboradores de diferentes diciplinas es difícil

• La construcción de ontologías, el manteniminto y reuso son actividades que toman tiempo y el análisis de costo es complejo

Domain experts: know-how in the field to beontologically modeled

Web developers:markup language:RDF, OWL, SKOS

Library Science andTerminology:

controlled languagesand classification

schemes

Software Engineering:Object Oriented Design

Collaborativeapproach to

construction ofontologies

Conclus ion

•Metodologías para creación y manejo de información compartida: Modelado de datos semánticamente heterogeneos

•Sistemas de apoyo para comunidades para creación de aplicaciones en forma colaborativa: Groupware tools for supporting collaborative ontology design, Semantic Wikis, semantic blogging.

•Estudios de caso y experiencias sobre en aplicaciones colaborativas.

•Estudios de estimación de costos de la ingeniería de ontologías en forma colaborativa

Tareas y tendencias

Bibliografía

•Hodgson, Ralph; Keller, Paul. Collaborative Ontology-Based Systems. Innovator Perspectives and Demonstrations of New Open Standards and Technologies in Support of Ontology Engineered Solutions. TopQuadrant and NASA Ames. Collaborative Expedition Workshop #38. February 22, 2005 at NSF Semantic Conflict, Mapping, and Enablement: Making Commitments Together. http://www.topquadrant.com/documents/talks/TQ%20Ontology-Based%20Collaborative%20Environments%20(v4).pdfBased%20Collaborative%20Environments%20(v4).pdf 

• Díaz, Alicia, Baldo, G. CO-Protégé: A Groupware Tool for Supporting Collaborative Ontology Design with Divergence. Lifia, Fac. Informática- UNLP, La Plata, Argentina- Loria, Campus Scientifique, Vandœuvre-lès-Nancy cedex, France. http://protege.stanford.edu/conference/2005/slides/6.2_A.Diaz_Co-Protege_slices_and_flyer.pdf; http://protege.stanford.edu/conference/2005/submissions/abstracts/accepted-abstract-diaz.pdf 

•Gamper, Johann, Nejdl, Wolfgang; Wolpers, Martin. Combining Ontologies and Terminologies in Information Systems. European Academy Bolzano/Bozen, Scientific Area ``Language and Law''Bozen, Italy - Institut für Rechnergestützte Wissensverarbeitung University of Hannover, Germany. http://www.kbs.uni-hannover.de/Arbeiten/Publikationen/1999/tke99/

•W3C Working Draft 07 March 2002, Requirements for a Web Ontology Language. Latest version:http://www.w3.org/TR/webont-req/

•Institut für Informatik,  Freie Universität Berlin. Ontology Engineering Cost Estimation with ONTOCOM. http://ontocom.ag-nbi.de//index.html

melabos ch@europe.com

Ejemplos de onto logíasProtegeOnto log ies Libraryhttp://protege .c im3.net/cg i-bin/wiki.pl?ProtegeOntologies Library