Semantic social network analysis

Mestrado em Engenharia Informática

Indexação e pesquisa de informação com base em ontologias interligadas

Tecnologias da Web Semântica como RDF, OWL e SPARQL sofreram nos últimos anos um forte crescimento e aceitação. Projectos como a DBPedia e Open Street Map começam a evidenciar o verdadeiro potencial da Linked Open Data. No entanto os motores de pesquisa semânticos ainda estão atrasados neste crescendo de tecnologias semânticas. As soluções disponíveis baseiam-se mais em recursos de processamento de linguagem natural. Ferramentas poderosas da Web Semântica como ontologias, motores de inferência e linguagens de pesquisa semântica não são ainda comuns. Adicionalmente a esta realidade, existem certas dificuldades na implementação de um Motor de Pesquisa Semântico. Conforme demonstrado nesta dissertação, é necessária uma arquitectura federada de forma a aproveitar todo o potencial da Linked Open Data. No entanto um sistema federado nesse ambiente apresenta problemas de performance que devem ser resolvidos através de cooperação entre fontes de dados. O standard actual de linguagem de pesquisa na Web Semântica, o SPARQL, não oferece um mecanismo para cooperação entre fontes de dados. Esta dissertação propõe uma arquitectura federada que contém mecanismos que permitem cooperação entre fontes de dados. Aborda o problema da performance propondo um índice gerido de forma centralizada assim como mapeamentos entre os modelos de dados de cada fonte de dados. A arquitectura proposta é modular, permitindo um crescimento de repositórios e funcionalidades simples e de forma descentralizada, à semelhança da Linked Open Data e da própria World Wide Web. Esta arquitectura trabalha com pesquisas por termos em linguagem natural e também com inquéritos formais em linguagem SPARQL. No entanto os repositórios considerados contêm apenas dados em formato RDF. Esta dissertação baseia-se em múltiplas ontologias partilhadas e interligadas.

Complex question answering on semi-structured repositories: a user centric process enhanced with context

A Teia Mundial (Web) foi prevista como uma rede de documentos de hipertexto interligados de forma a criar uma espaço de informação onde humanos e máquinas poderiam comunicar. No entanto, a informação contida na Web tradicional foi/é armazenada de forma não estruturada o que leva a que apenas os humanos a possam consumir convenientemente. Consequentemente, a procura de informações na Web sintáctica é uma tarefa principalmente executada pelos humanos e nesse sentido nem sempre é fácil de concretizar. Neste contexto, tornou-se essencial a evolução para uma Web mais estruturada e mais significativa onde é dado significado bem definido à informação de forma a permitir a cooperação entre humanos e máquinas. Esta Web é usualmente referida como Web Semântica. Além disso, a Web Semântica é totalmente alcançável apenas se os dados de diferentes fontes forem ligados criando assim um repositório de Dados Abertos Ligados (LOD). Com o aparecimento de uma nova Web de Dados (Abertos) Ligados (i.e. a Web Semântica), novas oportunidades e desafios surgiram. Pergunta Resposta (QA) sobre informação semântica é actualmente uma área de investigação activa que tenta tirar vantagens do uso das tecnologias ligadas à Web Semântica para melhorar a tarefa de responder a questões. O principal objectivo do projecto World Search passa por explorar a Web Semântica para criar mecanismos que suportem os utilizadores de domínios de aplicação específicos a responder a questões complexas com base em dados oriundos de diferentes repositórios. No entanto, a avaliação feita ao estado da arte permite concluir que as aplicações existentes não suportam os utilizadores na resposta a questões complexas. Nesse sentido, o trabalho desenvolvido neste documento foca-se em estudar/desenvolver metodologias/processos que permitam ajudar os utilizadores a encontrar respostas exactas/corretas para questões complexas que não podem ser respondidas fazendo uso dos sistemas tradicionais. Tal inclui: (i) Ultrapassar a dificuldade dos utilizadores visionarem o esquema subjacente aos repositórios de conhecimento; (ii) Fazer a ponte entre a linguagem natural expressa pelos utilizadores e a linguagem (formal) entendível pelos repositórios; (iii) Processar e retornar informações relevantes que respondem apropriadamente às questões dos utilizadores. Para esse efeito, são identificadas um conjunto de funcionalidades que são consideradas necessárias para suportar o utilizador na resposta a questões complexas. É também fornecida uma descrição formal dessas funcionalidades. A proposta é materializada num protótipo que implementa as funcionalidades previamente descritas. As experiências realizadas com o protótipo desenvolvido demonstram que os utilizadores efectivamente beneficiam das funcionalidades apresentadas: ▪ Pois estas permitem que os utilizadores naveguem eficientemente sobre os repositórios de informação; ▪ O fosso entre as conceptualizações dos diferentes intervenientes é minimizado; ▪ Os utilizadores conseguem responder a questões complexas que não conseguiam responder com os sistemas tradicionais. Em suma, este documento apresenta uma proposta que comprovadamente permite, de forma orientada pelo utilizador, responder a questões complexas em repositórios semiestruturados.

Ontology mapping evolution

Introdução Hoje em dia, o conceito de ontologia (Especificação explícita de uma conceptualização [Gruber, 1993]) é um conceito chave em sistemas baseados em conhecimento em geral e na Web Semântica em particular. Entretanto, os agentes de software nem sempre concordam com a mesma conceptualização, justificando assim a existência de diversas ontologias, mesmo que tratando o mesmo domínio de discurso. Para resolver/minimizar o problema de interoperabilidade entre estes agentes, o mapeamento de ontologias provou ser uma boa solução. O mapeamento de ontologias é o processo onde são especificadas relações semânticas entre entidades da ontologia origem e destino ao nível conceptual, e que por sua vez podem ser utilizados para transformar instâncias baseadas na ontologia origem em instâncias baseadas na ontologia destino. Motivação Num ambiente dinâmico como a Web Semântica, os agentes alteram não só os seus dados mas também a sua estrutura e semântica (ontologias). Este processo, denominado evolução de ontologias, pode ser definido como uma adaptação temporal da ontologia através de alterações que surgem no domínio ou nos objectivos da própria ontologia, e da gestão consistente dessas alterações [Stojanovic, 2004], podendo por vezes deixar o documento de mapeamento inconsistente. Em ambientes heterogéneos onde a interoperabilidade entre sistemas depende do documento de mapeamento, este deve reflectir as alterações efectuadas nas ontologias, existindo neste caso duas soluções: (i) gerar um novo documento de mapeamento (processo exigente em termos de tempo e recursos computacionais) ou (ii) adaptar o documento de mapeamento, corrigindo relações semânticas inválidas e criar novas relações se forem necessárias (processo menos existente em termos de tempo e recursos computacionais, mas muito dependente da informação sobre as alterações efectuadas). O principal objectivo deste trabalho é a análise, especificação e desenvolvimento do processo de evolução do documento de mapeamento de forma a reflectir as alterações efectuadas durante o processo de evolução de ontologias. Contexto Este trabalho foi desenvolvido no contexto do MAFRA Toolkit1. O MAFRA (MApping FRAmework) Toolkit é uma aplicação desenvolvida no GECAD2 que permite a especificação declarativa de relações semânticas entre entidades de uma ontologia origem e outra de destino, utilizando os seguintes componentes principais: Concept Bridge – Representa uma relação semântica entre um conceito de origem e um de destino; Property Bridge – Representa uma relação semântica entre uma ou mais propriedades de origem e uma ou mais propriedades de destino; Service – São aplicados às Semantic Bridges (Property e Concept Bridges) definindo como as instâncias origem devem ser transformadas em instâncias de destino. Estes conceitos estão especificados na ontologia SBO (Semantic Bridge Ontology) [Silva, 2004]. No contexto deste trabalho, um documento de mapeamento é uma instanciação do SBO, contendo relações semânticas entre entidades da ontologia de origem e da ontologia de destino. Processo de evolução do mapeamento O processo de evolução de mapeamento é o processo onde as entidades do documento de mapeamento são adaptadas, reflectindo eventuais alterações nas ontologias mapeadas, tentando o quanto possível preservar a semântica das relações semântica especificadas. Se as ontologias origem e/ou destino sofrerem alterações, algumas relações semânticas podem tornar-se inválidas, ou novas relações serão necessárias, sendo por isso este processo composto por dois sub-processos: (i) correcção de relações semânticas e (ii) processamento de novas entidades das ontologias. O processamento de novas entidades das ontologias requer a descoberta e cálculo de semelhanças entre entidades e a especificação de relações de acordo com a ontologia/linguagem SBO. Estas fases (“similarity measure” e “semantic bridging”) são implementadas no MAFRA Toolkit, sendo o processo (semi-) automático de mapeamento de ontologias descrito em [Silva, 2004].O processo de correcção de entidades SBO inválidas requer um bom conhecimento da ontologia/linguagem SBO, das suas entidades e relações, e de todas as suas restrições, i.e. da sua estrutura e semântica. Este procedimento consiste em (i) identificar as entidades SBO inválidas, (ii) a causa da sua invalidez e (iii) corrigi-las da melhor forma possível. Nesta fase foi utilizada informação vinda do processo de evolução das ontologias com o objectivo de melhorar a qualidade de todo o processo. Conclusões Para além do processo de evolução do mapeamento desenvolvido, um dos pontos mais importantes deste trabalho foi a aquisição de um conhecimento mais profundo sobre ontologias, processo de evolução de ontologias, mapeamento etc., expansão dos horizontes de conhecimento, adquirindo ainda mais a consciência da complexidade do problema em questão, o que permite antever e perspectivar novos desafios para o futuro.

Inteoperabilização dos Resultados de Aprendizagem: Um estudo de caso

Atualmente, fala-se de sociedade da informação e do conhecimento, de globalização, de inovação, e, mais particularmente, de competências, de resultados aprendizagem e do Processo de Bolonha. As áreas de conhecimento interligam-se e as mudanças acontecem a um ritmo impressionante. O objetivo deste trabalho reside no desenvolvimento de um modelo de identificação e classificação de competências e resultados de aprendizagem, baseado nos documentos oficiais das Unidades Curriculares (UC) de um curso de Ensino Superior. O resultado da aplicação deste modelo, disponível na Web Semântica, vai permitir interoperabilizar os Resultados de Aprendizagem (RA) do caso de estudo, potenciando assim a mobilidade de docentes e discente no Espaço Europeu de Ensino Superior (EEES) e países terceiros.

Evaluating the combination of relaxation and argumentation in ontology matching negotiation

No decorrer dos últimos anos, os agentes (inteligentes) de software foram empregues como um método para colmatar as dificuldades associadas com a gestão, partilha e reutilização de um crescente volume de informação, enquanto as ontologias foram utilizadas para modelar essa mesma informação num formato semanticamente explícito e rico. À medida que a popularidade da Web Semântica aumenta e cada vez informação é partilhada sob a forma de ontologias, o problema de integração desta informação amplifica-se. Em semelhante contexto, não é expectável que dois agentes que pretendam cooperar utilizem a mesma ontologia para descrever a sua conceptualização do mundo. Inclusive pode revelar-se necessário que agentes interajam sem terem conhecimento prévio das ontologias utilizadas pelos restantes, sendo necessário que as conciliem em tempo de execução num processo comummente designado por Mapeamento de Ontologias [1]. O processo de mapeamento de ontologias é normalmente oferecido como um serviço aos agentes de negócio, podendo ser requisitado sempre que seja necessário produzir um alinhamento. No entanto, tendo em conta que cada agente tem as suas próprias necessidades e objetivos, assim como a própria natureza subjetiva das ontologias que utilizam, é possível que tenham diferentes interesses relativamente ao processo de alinhamento e que, inclusive, recorram aos serviços de mapeamento que considerem mais convenientes [1]. Diferentes matchers podem produzir resultados distintos e até mesmo contraditórios, criando-se assim conflitos entre os agentes. É necessário que se proceda então a uma tentativa de resolução dos conflitos existentes através de um processo de negociação, de tal forma que os agentes possam chegar a um consenso relativamente às correspondências que devem ser utilizadas na tradução de mensagens a trocar. A resolução de conflitos é considerada uma métrica de grande importância no que diz respeito ao processo de negociação [2]: considera-se que existe uma maior confiança associada a um alinhamento quanto menor o número de conflitos por resolver no processo de negociação que o gerou. Desta forma, um alinhamento com um número elevado de conflitos por resolver apresenta uma confiança menor que o mesmo alinhamento associado a um número elevado de conflitos resolvidos. O processo de negociação para que dois ou mais agentes gerem e concordem com um alinhamento é denominado de Negociação de Mapeamentos de Ontologias. À data existem duas abordagens propostas na literatura: (i) baseadas em Argumentação (e.g. [3] [4]) e (ii) baseadas em Relaxamento [5] [6]. Cada uma das propostas expostas apresenta um número de vantagens e limitações. Foram propostas várias formas de combinação das duas técnicas [2], com o objetivo de beneficiar das vantagens oferecidas e colmatar as suas limitações. No entanto, à data, não são conhecidas experiências documentadas que possam provar tal afirmação e, como tal, não é possível atestar que tais combinações tragam, de facto, o benefício que pretendem. O trabalho aqui apresentado pretende providenciar tais experiências e verificar se a afirmação de melhorias em relação aos resultados das técnicas individuais se mantém. Com o objetivo de permitir a combinação e de colmatar as falhas identificadas, foi proposta uma nova abordagem baseada em Relaxamento, que é posteriormente combinada com as abordagens baseadas em Argumentação. Os seus resultados, juntamente com os da combinação, são aqui apresentados e discutidos, sendo possível identificar diferenças nos resultados gerados por combinações diferentes e possíveis contextos de utilização.

An Approach To Publish a Data Warehouse Content as Linked Data

Mestrado em Engenharia Informática - Área de Especialização em Tecnologias do Conhecimento e Decisão

Uma ontologia para os processos de negócio da Administração

O órgão coordenador da política arquivística portuguesa promoveu a constituição de uma Lista consolidada (LC) de processos de processos de negócio da Administração Pública (AP). Esta lista de natureza incremental e colaborativa foi desenvolvida a partir da identificação de uma macroestrutura representativa das funções exercidas pela AP, a Macroestrutura Funcional (MEF). Concretizado este produto e colocado à disposição da comunidade, na página oficial da Direção-Geral do Livro, dos Arquivos e das Bibliotecas (DGLAB), importa potenciar a sua aplicabilidade. Neste sentido, encontra-se em curso um projeto que envolve os autores, em contexto universitário, orientado para o desenvolvimento de um vocabulário formal, um modelo de dados que represente este conjunto de conceitos referentes aos processos de negócio e aos relacionamentos entre eles. Pretende-se que esta ontologia possa vir a ser disponibilizada em listas ou diretórios de ontologias com mecanismos de pesquisa (bibliotecas de ontologias) de modo a incrementar a sua utilização na websemântica, para além da sua utilização como esquema de classificação em sistemas eletrónicos de gestão de arquivos (SEGA), businesse intelligence systems e sistemas de gestão do conhecimento. Com esta comunicação pretende-se dar a conhecer à comunidade de profissionais um projeto de aplicação transversal para todas as entidades públicas e para as empresas com interesse na área.

Da gestão da informação à gestão do conhecimento: uma proposta para a e-Administração em Portugal

O trabalho proposto tem como objetivo apresentar um projeto de elaboração de um sistema de informação que visa gerir o desenvolvimento de uma ontologia promovida pelo organismo de coordenação da política arquivística para a classificação e avaliação da informação na Administração Central e Local, em Portugal. Entre os produtos propostos a partir do referido sistema, conta-se um website no qual é possível consultar toda a informação contida na ontologia, bem como descarregar versões da mesma, com níveis diferentes de semântica. A referida ontologia foi promovida pelo órgão coordenador da política arquivística portuguesa, e tem por base uma Lista consolidada (LC) de processos de processos de negócio da Administração Pública (AP). Esta lista de natureza incremental e colaborativa foi desenvolvida a partir da identificação de uma macroestrutura representativa das funções exercidas pela AP, a Macroestrutura Funcional (MEF). Concretizado este produto e colocado à disposição da comunidade, na página oficial da Direção-Geral do Livro, dos Arquivos e das Bibliotecas (DGLAB), importa potenciar a sua aplicabilidade. Neste sentido, encontra-se em curso um projeto que envolve os autores, em contexto universitário, orientado para o desenvolvimento de um vocabulário formal, um modelo de dados que represente este conjunto de conceitos referentes aos processos de negócio e aos relacionamentos entre eles. Pretende-se que esta ontologia possa vir a ser disponibilizada em listas ou diretórios de ontologias com mecanismos de pesquisa (bibliotecas de ontologias) de modo a incrementar a sua utilização na web semântica, para além da sua utilização como esquema de classificação em sistemas eletrónicos de gestão de arquivos (SEGA), businesse intelligence systems e sistemas de gestão do conhecimento. Com esta comunicação pretende-se dar a conhecer à comunidade de profissionais um projeto de aplicação transversal para todas as entidades públicas e para as empresas com interesse na área.

Onto-Trauma : Ontologia d'aprenentatge en l'àrea de la cirurgia traumatològica

Treball en què es crea una ontologia per simular totes les etapes d'una operació traumatològica, i usa aquesta ontologia per crear un prototip de wiki semàntica.

Projecte OntoTrauma : Definició d'una ontologia d'aprenentatge en l'àrea de cirurgia traumatològica

Aquest treball fa una revisió de les principals tecnologies implicades en la web semàntica i fa ús d'elles per obtenir una base de dades semàntica de coneixement dins del domini de les operacions quirúrgiques traumatològiques.

Ontologia d'aprenentatge en l'àrea de la cirurgia traumatològica

Creació d'una wiki semàntica per l'aprenentatge en l'àrea de la cirurgia traumatològica amb OntoWiki i Semantic MediaWiki.

Estudi de com OWL amplia la funcionalitat d' RDF i aquest, a la vegada d' XML.

L'objectiu general d'aquest treball és conèixer el concepte de web semàntica i aprofundir-hi, i també entendre els principis bàsics d'algunes de les tecnologies en què recolza: les ontologies, l'XML, l'RDF i l'OWL.

Llenguatges de consulta per documents RDF

Els objectius principals d'aquest projecte són analitzar i descartar algunes dels llenguatges de consulta, gestors relacionals i reposadors que s'estan utilitzant més habitualment en l'entorn de la Web Semàntica. Amb l'estudi de les principals tecnologies implicades en la Web Semàntica es tractarà de realitzar una aplicació que permeti el maneig de dades d'un graf RDF.

Estudi dels llenguatges de consulta per a documents RDF

Aquest treball aporta una visió general de la Web Semàntica i alhora n'estudia en suficient detall les principals tecnologies relacionades. Com a objectiu final per comprovar de forma pràctica la teoria descrita, l'aplicació web permet consultar bases de dades RDF mitjançant el llenguatge de consulta SPARQL.