Interfaccia web per un sistema di condivisione semantica dell'informazione: studio e implementazione

Questa tesi progettuale nasce per integrare gli sforzi attuali sullo sviluppo del web semantico. La piattaforma di riferimento sulla quale è stato svolto il presente lavoro è SMART-M3. Questa piattaforma mette a disposizione uno spazio condiviso di informazioni, rappresentate e accessibili secondo le tecnologie del web semantico. In questo scenario, nasce la necessità di disporre di un'interfaccia web capace di interagire con la piattaforma - in grado di risolvere la complessità intrinseca dei dati semantici - allo scopo di averne un completo controllo; ricerche precedenti a questo proposito hanno dato come frutto una libreria PHP che mi è stata consegnata come strumento per lo sviluppo dell'interfaccia. La tesi si è articolata in 3 fasi principali: una fase iniziale di documentazione sull'argomento, eseguita principalmente sul libro “A developer's guide to the semantic web” di Liyang Yu e sulla tesi “Ontologie per il web semantico: un'analisi comparativa.” di Indrit Beqiri; una seconda fase, quella principale, di sviluppo del progetto informatico; una terza fase, infine, di sviluppo di questo elaborato di tesi, da considerarsi come la trattazione di tutto il percorso soprascritto, dall'inizio alla fine, secondo l'ordine cronologico in cui si svolto l'intero processo della tesi.

Modelli per l'aggregazione di dati federati: il caso degli orari di apertura degli esercizi commerciali e enti pubblici

Questa tesi tratta di scambio di dati aperti (open data exchange). In particolare, tratta di intervalli temporali con annesse informazioni di vario tipo. Le attività commerciali, come aziende, bar, ristoranti, cinema, teatri, e via dicendo, hanno bisogno di un modo comune per poter condividere i dati inerenti ai propri orari (timetable). Lo scopo di questa tesi è quello di mostrare un modello efficiente, compatto e completo per poter condividere tali informazioni con l'ausilio di formati standard (XML). Oggi giorno esistono diverse soluzioni atte a far fronte a questa necessità ma si tratta di soluzioni incomplete e che gestiscono tali informazioni separatamente. Il problema sorto è quello di avere un'unica struttura che posso unificare informazioni di diverso carattere con gli orari di un'attività: un cinema ha la necessità di fornire orari di diverse proiezioni svolte in sale diverse, una tournée dovrà poter specificare le coordinate geografiche del prossimo evento e così discorrendo.

Conversione per il Semantic Web di dati Turistico-Culturali: il progetto QRPlaces - Semantic Events

Il progetto QRPlaces - Semantic Events, oggetto di questo lavoro, focalizza l’attenzione sull’analisi, la progettazione e l’implementazione di un sistema che sia in grado di modellare i dati, relativi a diversi eventi facenti parte del patrimonio turistico - culturale della Regione Emilia Romagna 1, rendendo evidenti i vantaggi associati ad una rappresentazione formale incentrata sulla Semantica. I dati turistico - culturali sono intesi in questo ambito sia come una rappresentazione di “qualcosa che accade in un certo punto ad un certo momento” (come ad esempio un concerto, una sagra, una raccolta fondi, una rappresentazione teatrale e quant’altro) sia come tradizioni e costumi che costituiscono il patrimonio turistico-culturale e a cui si fa spesso riferimento con il nome di “Cultural Heritage”. Essi hanno la caratteristica intrinseca di richiedere una conoscenza completa di diverse informa- zioni correlata, come informazioni di geo localizzazione relative al luogo fisico che ospita l’evento, dati biografici riferiti all’autore o al soggetto che è presente nell’evento piuttosto che riferirsi ad informazioni che descrivono nel dettaglio tutti gli oggetti, come teatri, cinema, compagnie teatrali che caratterizzano l’evento stesso. Una corretta rappresentazione della conoscenza ad essi legata richiede, pertanto, una modellazione in cui i dati possano essere interconnessi, rivelando un valore informativo che altrimenti resterebbe nascosto. Il lavoro svolto ha avuto lo scopo di realizzare un dataset rispondente alle caratteristiche tipiche del Semantic Web grazie al quale è stato possibile potenziare il circuito di comunicazione e informazione turistica QRPlaces 2. Nello specifico, attraverso la conversione ontologica di dati di vario genere relativi ad eventi dislocati nel territorio, e sfruttando i principi e le tecnologie del Linked Data, si è cercato di ottenere un modello informativo quanto più possibile correlato e arricchito da dati esterni. L’obiettivo finale è stato quello di ottenere una sorgente informativa di dati interconnessi non solo tra loro ma anche con quelli presenti in sorgenti esterne, dando vita ad un percorso di collegamenti in grado di evidenziare una ricchezza informativa utilizzabile per la creazione di valore aggiunto che altrimenti non sarebbe possibile ottenere. Questo aspetto è stato realizzato attraverso un’in- terfaccia di MashUp che utilizza come sorgente il dataset creato e tutti i collegamenti con la rete del Linked Data, in grado di reperire informazioni aggiuntive multi dominio.

An architecture for scaling ontology networks

Constructing ontology networks typically occurs at design time at the hands of knowledge engineers who assemble their components statically. There are, however, use cases where ontology networks need to be assembled upon request and processed at runtime, without altering the stored ontologies and without tampering with one another. These are what we call "virtual [ontology] networks", and keeping track of how an ontology changes in each virtual network is called "multiplexing". Issues may arise from the connectivity of ontology networks. In many cases, simple flat import schemes will not work, because many ontology managers can cause property assertions to be erroneously interpreted as annotations and ignored by reasoners. Also, multiple virtual networks should optimize their cumulative memory footprint, and where they cannot, this should occur for very limited periods of time. We claim that these problems should be handled by the software that serves these ontology networks, rather than by ontology engineering methodologies. We propose a method that spreads multiple virtual networks across a 3-tier structure, and can reduce the amount of erroneously interpreted axioms, under certain raw statement distributions across the ontologies. We assumed OWL as the core language handled by semantic applications in the framework at hand, due to the greater availability of reasoners and rule engines. We also verified that, in common OWL ontology management software, OWL axiom interpretation occurs in the worst case scenario of pre-order visit. To measure the effectiveness and space-efficiency of our solution, a Java and RESTful implementation was produced within an Apache project. We verified that a 3-tier structure can accommodate reasonably complex ontology networks better, in terms of the expressivity OWL axiom interpretation, than flat-tree import schemes can. We measured both the memory overhead of the additional components we put on top of traditional ontology networks, and the framework's caching capabilities.

Interpreting Judgements using Knowledge Representation Methods and Computational Models of Argument

The goal of the present research is to define a Semantic Web framework for precedent modelling, by using knowledge extracted from text, metadata, and rules, while maintaining a strong text-to-knowledge morphism between legal text and legal concepts, in order to fill the gap between legal document and its semantics. The framework is composed of four different models that make use of standard languages from the Semantic Web stack of technologies: a document metadata structure, modelling the main parts of a judgement, and creating a bridge between a text and its semantic annotations of legal concepts; a legal core ontology, modelling abstract legal concepts and institutions contained in a rule of law; a legal domain ontology, modelling the main legal concepts in a specific domain concerned by case-law; an argumentation system, modelling the structure of argumentation. The input to the framework includes metadata associated with judicial concepts, and an ontology library representing the structure of case-law. The research relies on the previous efforts of the community in the field of legal knowledge representation and rule interchange for applications in the legal domain, in order to apply the theory to a set of real legal documents, stressing the OWL axioms definitions as much as possible in order to enable them to provide a semantically powerful representation of the legal document and a solid ground for an argumentation system using a defeasible subset of predicate logics. It appears that some new features of OWL2 unlock useful reasoning features for legal knowledge, especially if combined with defeasible rules and argumentation schemes. The main task is thus to formalize legal concepts and argumentation patterns contained in a judgement, with the following requirement: to check, validate and reuse the discourse of a judge - and the argumentation he produces - as expressed by the judicial text.

Generazione di ontologie da rappresentazioni grafiche

La produzione ontologica è un processo fondamentale per la crescita del Web Semantico in quanto le ontologie rappresentano i vocabolari formali con cui strutturare il Web of Data. Le notazioni grafiche ontologiche costituiscono il mezzo ideale per progettare ontologie OWL sensate e ben strutturate. Tuttavia la successiva fase di generazione ontologica richiede all'utente un fastidioso cambio sia di prospettiva sia di strumentazione. Questa tesi propone dunque GraMOS, Graffoo to Manchester OWL Syntax, un motore di trasformazione da modelli Graffoo a ontologie formali in grado di fondere le due fasi di progettazione e generazione ontologica.

Un metodo di tipo Newton per la ricostruzione di immagini con norma L1

Scopo dell'opera è implementare in maniera efficiente ed affidabile un metodo di tipo Newton per la ricostruzione di immagini con termine regolativo in norma L1. In particolare due metodi, battezzati "OWL-QN per inversione" e "OWL-QN precondizionato", sono presentati e provati con numerose sperimentazioni. I metodi sono generati considerando le peculiarità del problema e le proprietà della trasformata discreta di Fourier. I risultati degli esperimenti numerici effettuati mostrano la bontà del contributo proposto, dimostrando la loro superiorità rispetto al metodo OWL-QN presente in letteratura, seppure adattato alle immagini.

Sviluppo e verifica di un framework basato su logica computazionale per la selezione dinamica di web services tramite informazioni

La presenza sempre più massiccia di fornitori di servizi basati su web service ha portato in rilievo uno dei limiti di questo approccio, l’impossibilità di rendere automatizzabili i task di ricerca, invocazione e orchestrazione dei servizi. Il raggiungimento di questo obiettivo risulta impossibile a causa della mancanza di informazioni comprensibili ad una macchina attraverso le quali un agente software può effettuare delle scelte tra vari servizi esposti. Il fallimento della “ricerca intelligente” di un servizio pubblicato sta nella stessa modellazione dei servizi. I linguaggi attualmente disponibili permettono di modellare un servizio solo dal punto di vista sintattico. Definire le operazioni proposte, il tipo di parametri accettati e il tipo di output prodotto non è sufficiente a comprendere cosa il servizio può fare. I web services semantici consentono di superare questo limite fornendo uno stack semantico, il quale ha il compito di racchiudere le informazioni relative ai servizi, il loro funzionamento e gli obiettivi raggiungibili organizzando la conoscenza in ontologie. La formalizzazione dei modelli ontologici e la loro integrazione con i servizi esistenti è uno dei problemi più interessanti che ha catturato l’attenzione di numerosi studi di settore. Negli ultimi anni numerose sono state le soluzioni proposte. Tra queste si possono considerare due principali vie di sviluppo che hanno visto un’intensa attività sperimentale. Il primo scenario è volto a modellare in maniera formale la conoscenza legata ai servizi esposti, il secondo integra i servizi già esistenti con nuove strutture semantiche in modo da conservare le infrastrutture presenti. Entrambi i filoni hanno come scopo quello di fornire la conoscenza adatta a sistemi esperti che consentano di automatizzare la ricerca dei servizi in base ai desideri dei clienti, permettendo la loro composizione dinamica basata su un’interazione utile e indipendente dai protocolli che vincolano il trasporto delle informazioni.

Seropositivity and Risk Factors Associated with Toxoplasma gondii Infection in Wild Birds from Spain

Toxoplasma gondii is a zoonotic intracellular protozoan parasite of worldwide distribution that infects many species of warm-blooded animals, including birds. To date, there is scant information about the seropositivity of T. gondii and the risk factors associated with T. gondii infection in wild bird populations. In the present study, T. gondii infection was evaluated on sera obtained from 1079 wild birds belonging to 56 species (including Falconiformes (n = 610), Strigiformes (n = 260), Ciconiiformes (n = 156), Gruiformes (n = 21), and other orders (n = 32), from different areas of Spain. Antibodies to T. gondii (modified agglutination test, MAT titer ≥1:25) were found in 282 (26.1%, IC95%:23.5–28.7) of the 1079 birds. This study constitute the first extensive survey in wild birds species in Spain and reports for the first time T. gondii antibodies in the griffon vulture (Gyps fulvus), short-toed snake-eagle (Circaetus gallicus), Bonelli's eagle (Aquila fasciata), golden eagle (Aquila chrysaetos), bearded vulture (Gypaetus barbatus), osprey (Pandion haliaetus), Montagu's harrier (Circus pygargus), Western marsh-harrier (Circus aeruginosus), peregrine falcon (Falco peregrinus), long-eared owl (Asio otus), common scops owl (Otus scops), Eurasian spoonbill (Platalea leucorodia), white stork (Ciconia ciconia), grey heron (Ardea cinerea), common moorhen (Gallinula chloropus); in the International Union for Conservation of Nature (IUCN) “vulnerable” Spanish imperial eagle (Aquila adalberti), lesser kestrel (Falco naumanni) and great bustard (Otis tarda); and in the IUCN “near threatened” red kite (Milvus milvus). The highest seropositivity by species was observed in the Eurasian eagle owl (Bubo bubo) (68.1%, 98 of 144). The main risk factors associated with T. gondii seropositivity in wild birds were age and diet, with the highest exposure in older animals and in carnivorous wild birds. The results showed that T. gondii infection is widespread and can be at a high level in many wild birds in Spain, most likely related to their feeding behaviour.

Semantic Methods for Intelligent Distributed Design Environments

Continuous advancements in technology have led to increasingly comprehensive and distributed product development processes while in pursuit of improved products at reduced costs. Information associated with these products is ever changing, and structured frameworks have become integral to managing such fluid information. Ontologies and the Semantic Web have emerged as key alternatives for capturing product knowledge in both a human-readable and computable manner. The primary and conclusive focus of this research is to characterize relationships formed within methodically developed distributed design knowledge frameworks to ultimately provide a pervasive real-time awareness in distributed design processes. Utilizing formal logics in the form of the Semantic Web’s OWL and SWRL, causal relationships are expressed to guide and facilitate knowledge acquisition as well as identify contradictions between knowledge in a knowledge base. To improve the efficiency during both the development and operational phases of these “intelligent” frameworks, a semantic relatedness algorithm is designed specifically to identify and rank underlying relationships within product development processes. After reviewing several semantic relatedness measures, three techniques, including a novel meronomic technique, are combined to create AIERO, the Algorithm for Identifying Engineering Relationships in Ontologies. In determining its applicability and accuracy, AIERO was applied to three separate, independently developed ontologies. The results indicate AIERO is capable of consistently returning relatedness values one would intuitively expect. To assess the effectiveness of AIERO in exposing underlying causal relationships across product development platforms, a case study involving the development of an industry-inspired printed circuit board (PCB) is presented. After instantiating the PCB knowledge base and developing an initial set of rules, FIDOE, the Framework for Intelligent Distributed Ontologies in Engineering, was employed to identify additional causal relationships through extensional relatedness measurements. In a conclusive PCB redesign, the resulting “intelligent” framework demonstrates its ability to pass values between instances, identify inconsistencies amongst instantiated knowledge, and identify conflicting values within product development frameworks. The results highlight how the introduced semantic methods can enhance the current knowledge acquisition, knowledge management, and knowledge validation capabilities of traditional knowledge bases.

Bright moonlight triggers natal dispersal departures

Upon leaving their natal area, dispersers are confronted with unknown terrains. Species-specific perceptual ranges (i.e. the maximum distance from which an individual can perceive landscape features) play a crucial role in spatial movement decisions during such wanderings. In nocturnal animals that rely on vision, perceptual range is dramatically enhanced during moonlight, compared to moonless conditions. This increase of the perceptual range is an overlooked element that may be responsible for the successful crossing of unfamiliar areas during dispersal. The information gathered from 143 radio-tagged eagle owl Bubo bubo juveniles in Spain, Finland and Switzerland shows that, although the decision to initiate dispersal is mainly an endogenous phenomenon determined by the attainment of a given age (∼6 months), dispersers leave their birthplace primarily under the best light conditions at night, i.e. when most of the lunar disc is illuminated. This sheds new light into the mechanisms that may trigger dispersal from parental territory.

La interoperabilidad entre sistemas de organización del conocimiento : Un nuevo desafío

La interoperabilidad entre distintos sistemas de organización del conocimiento (SOC) ha cobrado gran importancia en los últimos tiempos, con el propósito de facilitar la búsqueda simultánea en varias bases de datos o fusionar distintas bases de datos en una sola. Las nuevas normas para el diseño y desarrollo de SOC, la estadounidense Z39.19:2005 y la británica BS 8723-4:2007, incluyen recomendaciones detalladas para la interoperabilidad. También se encuentra en preparación una nueva norma ISO 25964-1 sobre tesauros e interoperabilidad que se agregará a las anteriores. La tecnología disponible proporciona herramientas para este fin, como son los formatos y requisitos funcionales de autoridades y las herramientas de la Web Semántica RDF/OWL, SKOS Core y XML. Actualmente es difícil diseñar y desarrollar nuevos SOC debido a los problemas económicos, de modo que la interoperabilidad hace posible aprovechar los SOC existentes. En este trabajo se revisan los conceptos, modelos y métodos recomendados por las normas, así como numerosas experiencias de interoperabilidad entre SOC que han sido documentadas.

La interoperabilidad entre sistemas de organización del conocimiento : Un nuevo desafío

La interoperabilidad entre distintos sistemas de organización del conocimiento (SOC) ha cobrado gran importancia en los últimos tiempos, con el propósito de facilitar la búsqueda simultánea en varias bases de datos o fusionar distintas bases de datos en una sola. Las nuevas normas para el diseño y desarrollo de SOC, la estadounidense Z39.19:2005 y la británica BS 8723-4:2007, incluyen recomendaciones detalladas para la interoperabilidad. También se encuentra en preparación una nueva norma ISO 25964-1 sobre tesauros e interoperabilidad que se agregará a las anteriores. La tecnología disponible proporciona herramientas para este fin, como son los formatos y requisitos funcionales de autoridades y las herramientas de la Web Semántica RDF/OWL, SKOS Core y XML. Actualmente es difícil diseñar y desarrollar nuevos SOC debido a los problemas económicos, de modo que la interoperabilidad hace posible aprovechar los SOC existentes. En este trabajo se revisan los conceptos, modelos y métodos recomendados por las normas, así como numerosas experiencias de interoperabilidad entre SOC que han sido documentadas.

La interoperabilidad entre sistemas de organización del conocimiento : Un nuevo desafío

La interoperabilidad entre distintos sistemas de organización del conocimiento (SOC) ha cobrado gran importancia en los últimos tiempos, con el propósito de facilitar la búsqueda simultánea en varias bases de datos o fusionar distintas bases de datos en una sola. Las nuevas normas para el diseño y desarrollo de SOC, la estadounidense Z39.19:2005 y la británica BS 8723-4:2007, incluyen recomendaciones detalladas para la interoperabilidad. También se encuentra en preparación una nueva norma ISO 25964-1 sobre tesauros e interoperabilidad que se agregará a las anteriores. La tecnología disponible proporciona herramientas para este fin, como son los formatos y requisitos funcionales de autoridades y las herramientas de la Web Semántica RDF/OWL, SKOS Core y XML. Actualmente es difícil diseñar y desarrollar nuevos SOC debido a los problemas económicos, de modo que la interoperabilidad hace posible aprovechar los SOC existentes. En este trabajo se revisan los conceptos, modelos y métodos recomendados por las normas, así como numerosas experiencias de interoperabilidad entre SOC que han sido documentadas.

Bird count in Mastbos forest (Breda, Netherlands) in the years 1950 to 1981

Notes from Henrik de Nie: The project started as a phenological study in cooperation with the (Dutch) meteorological institute (KNMI) to register the time of arrival of Fitis and Tjiftaf. During 1951 to 1969 he went every day to the wood (except 1966, in this year his wife died). Thereafter he went no more daily, but because he knew the wood very well and he was free to choice the day on which he did a survey, therefore he choose days with relatively good weather. He did not observe very common bird species, maybe because they are dependent on nest boxes and he did not want to be dependent on the management of the nest box-people (in fact I forgot precisely his arguments, and now I cannot ask him this): Common Starling; Eurasian Tree Sparrow (not common); Great Tit; Eurasian Blue Tit Pieter mentioned 14 species that scored many zero values or only one observation: Stock Dove; Common Cuckoo; Lesser Spotted Woodpecker; Eurasian Golden Oriole; Eurasian Nuthatch; Short-toed Treecreeper; Common Nightingale; Marsh Warbler; Lesser Whitethroat; Goldcrest; Common Firecrest (after 1970 he had difficulties in hearing these two species); Spotted Flycatcher; Eurasian Bullfinch; Black Woodpecker He also mentioned species that he found much fewer as: European Greenfinch; European Pied Flycatcher; Long-eared Owl; Red Crossbill; Sedge Warbler; Icterine Warbler; Eurasian Woodcock; Eurasian Siskin; European Green Woodpecker; Great Spotted Woodpecker; Eurasian Hobby; Western Barn Owl; Woodlark; Common Wood Pigeon; Little Owl; European Crested Tit; Hawfinch. But for these species I think that observations are strongly dependent on the number of visits to the wood. Also here, many zeros and few 1 x during the whole series of visits.