Modelado y Comparación de Colecciones en la Web Semántica

En esta tesis se estudia la representación, modelado y comparación de colecciones mediante el uso de ontologías en el ámbito de la Web Semántica. Las colecciones, entendidas como agrupaciones de objetos o elementos con entidad propia, son construcciones que aparecen frecuentemente en prácticamente todos los dominios del mundo real, y por tanto, es imprescindible disponer de conceptualizaciones de estas estructuras abstractas y de representaciones de estas conceptualizaciones en los sistemas informáticos, que definan adecuadamente su semántica. Mientras que en muchos ámbitos de la Informática y la Inteligencia Artificial, como por ejemplo la programación, las bases de datos o la recuperación de información, las colecciones han sido ampliamente estudiadas y se han desarrollado representaciones que responden a multitud de conceptualizaciones, en el ámbito de la Web Semántica, sin embargo, su estudio ha sido bastante limitado. De hecho hasta la fecha existen pocas propuestas de representación de colecciones mediante ontologías, y las que hay sólo cubren algunos tipos de colecciones y presentan importantes limitaciones. Esto impide la representación adecuada de colecciones y dificulta otras tareas comunes como la comparación de colecciones, algo crítico en operaciones habituales como las búsquedas semánticas o el enlazado de datos en la Web Semántica. Para solventar este problema esta tesis hace una propuesta de modelización de colecciones basada en una nueva clasificación de colecciones de acuerdo a sus características estructurales (homogeneidad, unicidad, orden y cardinalidad). Esta clasificación permite definir una taxonomía con hasta 16 tipos de colecciones distintas. Entre otras ventajas, esta nueva clasificación permite aprovechar la semántica de las propiedades estructurales de cada tipo de colección para realizar comparaciones utilizando las funciones de similitud y disimilitud más apropiadas. De este modo, la tesis desarrolla además un nuevo catálogo de funciones de similitud para las distintas colecciones, donde se han recogido las funciones de (di)similitud más conocidas y también algunas nuevas. Esta propuesta se ha implementado mediante dos ontologías paralelas, la ontología E-Collections, que representa los distintos tipos de colecciones de la taxonomía y su axiomática, y la ontología SIMEON (Similarity Measures Ontology) que representa los tipos de funciones de (di)similitud para cada tipo de colección. Gracias a estas ontologías, para comparar dos colecciones, una vez representadas como instancias de la clase más apropiada de la ontología E-Collections, automáticamente se sabe qué funciones de (di)similitud de la ontología SIMEON pueden utilizarse para su comparación. Abstract This thesis studies the representation, modeling and comparison of collections in the Semantic Web using ontologies. Collections, understood as groups of objects or elements with their own identities, are constructions that appear frequently in almost all areas of the real world. Therefore, it is essential to have conceptualizations of these abstract structures and representations of these conceptualizations in computer systems, that define their semantic properly. While in many areas of Computer Science and Artificial Intelligence, such as Programming, Databases or Information Retrieval, the collections have been extensively studied and there are representations that match many conceptualizations, in the field Semantic Web, however, their study has been quite limited. In fact, there are few representations of collections using ontologies so far, and they only cover some types of collections and have important limitations. This hinders a proper representation of collections and other common tasks like comparing collections, something critical in usual operations such as semantic search or linking data on the Semantic Web. To solve this problem this thesis makes a proposal for modelling collections based on a new classification of collections according to their structural characteristics (homogeneity, uniqueness, order and cardinality). This classification allows to define a taxonomy with up to 16 different types of collections. Among other advantages, this new classification can leverage the semantics of the structural properties of each type of collection to make comparisons using the most appropriate (dis)similarity functions. Thus, the thesis also develops a new catalog of similarity functions for the different types of collections. This catalog contains the most common (dis)similarity functions as well as new ones. This proposal is implemented through two parallel ontologies, the E-Collections ontology that represents the different types of collections in the taxonomy and their axiomatic, and the SIMEON ontology (Similarity Measures Ontology) that represents the types of (dis)similarity functions for each type of collection. Thanks to these ontologies, to compare two collections, once represented as instances of the appropriate class of E-Collections ontology, we can know automatically which (dis)similarity functions of the SIMEON ontology are suitable for the comparison. Finally, the feasibility and usefulness of this modeling and comparison of collections proposal is proved in the field of oenology, applying both E-Collections and SIMEON ontologies to the representation and comparison of wines with the E-Baco ontology.

Estudio de fiabilidad y viabilidad de la Web 2.0 y la Web semántica para enriquecer lexicones en el dominio farmacológico

Los actuales sistemas de Reconocimiento de Entidades en el dominio farmacológico, necesarios como apoyo para el personal sanitario en el proceso de prescripción de un tratamiento farmacológico, sufren limitaciones relacionadas con la falta de cobertura de las bases de datos oficiales. Parece por tanto necesario analizar la fiabilidad de los recursos actuales existentes, tanto en la Web Semántica como en la Web 2.0, y determinar si es o no viable utilizar dichos recursos como fuentes de información complementarias que permitan generar y/o enriquecer lexicones empleados por sistemas de Reconocimiento de Entidades. Por ello, en este trabajo se analizan las principales fuentes de información relativas al dominio farmacológico disponibles en Internet. Este análisis permite concluir que existe información fiable y que dicha información permitiría enriquecer los lexicones existentes con sinónimos y otras variaciones léxicas o incluso con información histórica no recogida ni mantenida en las bases de datos oficiales.

La Web Semántica Como Herramienta para el Apoyo a la Docencia

La web semántica consiste en un nuevo paradigma web para acceder, buscar, compartir y gestionar información a través de la combinación de tecnologías y de estructuras de gestión del conocimiento. El concepto de web semántica proporciona herramientas para el almacenamiento, intercambio y consulta de esta información mediante el desarrollo y la inclusión de metadatos y ontologías del cuerpo de conocimiento. La estructura de los datos que proporciona permite que sea consultada automáticamente por usuarios humanos o sistemas informáticos, mejorando su interoperabilidad. El desarrollo de la web semántica supone una evolución del desarrollo web en general hacia una web más inteligente o web 3.0. Este paradigma puede ser aprovechado en los procesos de docencia-aprendizaje para estructurar, almacenar y compartir los contenidos mediante sistemas automáticos de consultas alojados en web semánticas que tratan sobre los cuerpos de conocimiento de las materias. La disciplina informática es especialmente adecuada para este propósito debido a su complejidad y a la gran variedad de términos que maneja. Por otra parte, su desarrollo en continua evolución propicia la implantación de mecanismos automáticos de mantenimiento y de actualización de los nuevos contenidos.

Cloud query manager: uso de web semântica para evitar o problema de aprisionamento em IaaS

Cloud computing can be defined as a distributed computational model by through resources (hardware, storage, development platforms and communication) are shared, as paid services accessible with minimal management effort and interaction. A great benefit of this model is to enable the use of various providers (e.g a multi-cloud architecture) to compose a set of services in order to obtain an optimal configuration for performance and cost. However, the multi-cloud use is precluded by the problem of cloud lock-in. The cloud lock-in is the dependency between an application and a cloud platform. It is commonly addressed by three strategies: (i) use of intermediate layer that stands to consumers of cloud services and the provider, (ii) use of standardized interfaces to access the cloud, or (iii) use of models with open specifications. This paper outlines an approach to evaluate these strategies. This approach was performed and it was found that despite the advances made by these strategies, none of them actually solves the problem of lock-in cloud. In this sense, this work proposes the use of Semantic Web to avoid cloud lock-in, where RDF models are used to specify the features of a cloud, which are managed by SPARQL queries. In this direction, this work: (i) presents an evaluation model that quantifies the problem of cloud lock-in, (ii) evaluates the cloud lock-in from three multi-cloud solutions and three cloud platforms, (iii) proposes using RDF and SPARQL on management of cloud resources, (iv) presents the cloud Query Manager (CQM), an SPARQL server that implements the proposal, and (v) comparing three multi-cloud solutions in relation to CQM on the response time and the effectiveness in the resolution of cloud lock-in.

Uma proposta de Linked Data de acervos em uma rede de museus com recursos da Web Semântica

Os museus são instituições que desempenham um importante papel para a sociedade, com seus acervos de grande valor cultural e científico. É dever dos museus promover o acesso aos acervos e realizar ações de comunicação para divulgação e acesso público aos bens culturais que compõem suas coleções. Os museus vêm empregando a Tecnologia da Informação e Comunicação para apoiar suas atividades, ampliar o leque de serviços prestados à sociedade, promover a cultura, ciência e conhecimento, divulgar e disponibilizar seus acervos por meio da Web. Para disponibilizar as informações de acervos de museus, tornando uma navegação mais intuitiva e natural, e possibilitar a troca de informações entre os museus, visando a Recuperação da Informação, o reuso e interoperabilidade dos dados, é preciso adaptá-las para o formato da Web Semântica. Este estudo propõe uma solução para integrar os dados de acervos da Rede de Museus e Espaços de Ciências e Cultura da Universidade Federal de Minas Gerais e disponibilizá-los na Web, utilizando conceitos da Web Semântica e Linked Data. Para atingir esse objetivo, será desenvolvido um estudo experimental e um protótipo de aplicação para validá-lo e responder à pergunta de competência.

Descrição Bibliográfica na era da Web Semântica: por uma nova noção de documento

A partir da filosofia pragmatista de William James a qual valoriza a noção de fragmentação e a junção disjuntiva de fragmentos, bem como a partir da filosofia francesa do pós-68 delineou-se a noção de documento como agenciamento permitindo assim traçar a evolução de protocolos para a descrição bibliográfica desde o AACR, passando pelo modelo conceitual FRBR, RDA e chegando à Web Semântica onde são identificadas estruturas rizomáticas de representação do conhecimento.  

Propuesta de una Memoria de Recursos Didácticos de gestión vía Web considerando su naturaleza semántica y los Estilos de Aprendizaje.

Resumen basado en el de la publicación

De los registros a los objetos : Semántica y comportamiento de los documentos: el desafío de la Web 3.0

Se presenta un panorama y los interrogantes fundamentales de la etapa de la Web 3.0. Se analizan las características actuales de los sistemas bibliográficos estructurados con el modelo entidad-relación. Se definen los niveles conceptual, lógico y físico en los sistemas informáticos; consecuentemente se presentan las características de los FRBR y se obervan las relaciones entre obra y documento en el modelo conceptual FRBR. Se describen los FRBRoo como una interpretación con una lógica de objetos de los mismos requerimientos funcionales. Finalmente se plantean las tendencias a futuro, tales como pasar de las modelizaciones de entidad-relación a la de objetos, la explicitación con anotación semántica consistente, el mapeo de bases bibliográficas existentes y el desarrollo de ontologías para que los sistemas documentales se integren en la Web Semática

De los registros a los objetos : Semántica y comportamiento de los documentos: el desafío de la Web 3.0

Se presenta un panorama y los interrogantes fundamentales de la etapa de la Web 3.0. Se analizan las características actuales de los sistemas bibliográficos estructurados con el modelo entidad-relación. Se definen los niveles conceptual, lógico y físico en los sistemas informáticos; consecuentemente se presentan las características de los FRBR y se obervan las relaciones entre obra y documento en el modelo conceptual FRBR. Se describen los FRBRoo como una interpretación con una lógica de objetos de los mismos requerimientos funcionales. Finalmente se plantean las tendencias a futuro, tales como pasar de las modelizaciones de entidad-relación a la de objetos, la explicitación con anotación semántica consistente, el mapeo de bases bibliográficas existentes y el desarrollo de ontologías para que los sistemas documentales se integren en la Web Semática

De los registros a los objetos : Semántica y comportamiento de los documentos: el desafío de la Web 3.0

Se presenta un panorama y los interrogantes fundamentales de la etapa de la Web 3.0. Se analizan las características actuales de los sistemas bibliográficos estructurados con el modelo entidad-relación. Se definen los niveles conceptual, lógico y físico en los sistemas informáticos; consecuentemente se presentan las características de los FRBR y se obervan las relaciones entre obra y documento en el modelo conceptual FRBR. Se describen los FRBRoo como una interpretación con una lógica de objetos de los mismos requerimientos funcionales. Finalmente se plantean las tendencias a futuro, tales como pasar de las modelizaciones de entidad-relación a la de objetos, la explicitación con anotación semántica consistente, el mapeo de bases bibliográficas existentes y el desarrollo de ontologías para que los sistemas documentales se integren en la Web Semática

Ontologias e consulta semântica : uma aplicação ao caso Lattes

A quantidade e diversidade dos dados disponíveis na Web aumentam constantemente. Os motores de busca disponíveis, que usam palavras-chave, fornecem ao usuário resultados inexatos. Atualmente, os sistemas convencionais de consultas utilizam técnicas de base sintática. As pesquisas voltam-se para o estudo de abordagens de consultas através de conceitos, permitindo a recuperação semântica. Neste sentido, algumas propostas envolvem a criação de metadados que seguem modelos de ontologias.O propósito deste trabalho é apresentar, avaliar e permitir uma melhor compreensão de um conjunto de conceitos, linguagens e ferramentas que são usadas na Web Semântica. Dentre elas, linguagens para construção de ontologias e linguagens para consultas; além das ferramentas associadas que objetivam o armazenamento, manutenção e anotação em ontologias. Para atingir este propósito, estas linguagens e ferramentas são aplicadas a um caso de dimensão e complexidade realistas, o Currículo Lattes. O trabalho apresenta um modelo de metadados com semântica para o Currículo Lattes. Este modelo é baseado numa ontologia especificada na linguagem DAML+OIL. Além disso, é apresentada uma avaliação dos métodos de instanciação desta ontologia. Uma avaliação dos métodos e/ou linguagens de consulta mais adequadas para a consulta semântica das informações também é apresentada.

Arquitectura semântica para a integração de sistemas no domínio do turismo

A indústria do turismo caracteriza-se pela sua heterogeneidade e pelo grande volume de transacções realizadas on-line. Cada vez mais os pequenos operadores turísticos optam por desenvolver os seus pequenos sistemas de reservas, para não terem de estar submetidos ao pagamento de comissões às entidades que gerem os grandes sistemas de informação turística. Devido a este facto, têm surgido um grande número de novas fontes de informação turística na Internet. A proliferação de informação turística torna complexo o planeamento das férias por parte do turista. A implementação de sistemas de integração de informação turística torna-se uma necessidade urgente. Ao mesmo tempo que ajudam o turista no planeamento das férias, também permitem aos operadores implementarem novas estratégias de marketing. Uma destas novas estratégias de marketing passa pela implementação do conceito de “Dynamic Packaging”. O “Dynamic Packaging” permite ao turista, ou ao agente turístico, a construção de pacotes que incluem produtos turísticos escolhidos por este sem qualquer limitação. Aos operadores turísticos, permite a criação de regras de negócio sobre a constituição de um pacote. As regras são depois aplicadas dinamicamente à medida que os pacotes são definidos. A arquitectura SEED define a implementação de um sistema de integração de informação turística. Pretende também disponibilizar a base para a implementação de sistemas que suportem o “Dynamic Packaging”. A integração da informação é realizada através da utilização das tecnologias associadas à Web Semântica. A implementação do “Dynamic Packaging” é suportada pela utilização de motores de inferência que permitem a definição e interpretação de regras semânticas.