Aplicabilidad de ontologías en bibliotecas digitales

Throughout the last years, the increasing use of Technologies of nformation and Communication (TICs) have stimulated a new gamma of informational necessities. The digital environments favor the transposition of the conventional limits of representation and dissemination of the registered knowledge, incorporating new elements to the processes of production, organization and recovery of information. Considering the ontologies as a new and riveting category of systems of representation of knowledge, we searched bases that allow to analyze the approaches of this new computational approach with the instruments and methods of Knowledge Organization, starting from presentation of the ontology OIR, designed for the representation and exchange of referential informations of academic papers, investigating in what scale the area of Information Science can contribute to the development of ontologies and analyzing the consequences of its use in digital libraries.

Contribución a la automatización de sistemas de respuesta frente a intrusiones mediante ontologías

La seguridad en redes informáticas es un área que ha sido ampliamente estudiada y objeto de una extensa investigación en los últimos años. Debido al continuo incremento en la complejidad y sofisticación de los ataques informáticos, el aumento de su velocidad de difusión, y la lentitud de reacción frente a las intrusiones existente en la actualidad, se hace patente la necesidad de mecanismos de detección y respuesta a intrusiones, que detecten y además sean capaces de bloquear el ataque, y mitiguen su impacto en la medida de lo posible. Los Sistemas de Detección de Intrusiones o IDSs son tecnologías bastante maduras cuyo objetivo es detectar cualquier comportamiento malicioso que ocurra en las redes. Estos sistemas han evolucionado rápidamente en los últimos años convirtiéndose en herramientas muy maduras basadas en diferentes paradigmas, que mejoran su capacidad de detección y le otorgan un alto nivel de fiabilidad. Por otra parte, un Sistema de Respuesta a Intrusiones (IRS) es un componente de seguridad que puede estar presente en la arquitectura de una red informática, capaz de reaccionar frente a los incidentes detectados por un Sistema de Detección de Intrusiones (IDS). Por desgracia, esta tecnología no ha evolucionado al mismo ritmo que los IDSs, y la reacción contra los ataques detectados es lenta y básica, y los sistemas presentan problemas para ejecutar respuestas de forma automática. Esta tesis doctoral trata de hacer frente al problema existente en la reacción automática frente a intrusiones, mediante el uso de ontologías, lenguajes formales de especificación de comportamiento y razonadores semánticos como base de la arquitectura del sistema de un sistema de respuesta automática frente a intrusiones o AIRS. El objetivo de la aproximación es aprovechar las ventajas de las ontologías en entornos heterogéneos, además de su capacidad para especificar comportamiento sobre los objetos que representan los elementos del dominio modelado. Esta capacidad para especificar comportamiento será de gran utilidad para que el AIRS infiera la respuesta óptima frente a una intrusión en el menor tiempo posible. Abstract Security in networks is an area that has been widely studied and has been the focus of extensive research over the past few years. The number of security events is increasing, and they are each time more sophisticated, and quickly spread, and slow reaction against intrusions, there is a need for intrusion detection and response systems to dynamically adapt so as to better detect and respond to attacks in order to mitigate them or reduce their impact. Intrusion Detection Systems (IDSs) are mature technologies whose aim is detecting malicious behavior in the networks. These systems have quickly evolved and there are now very mature tools based on different paradigms (statistic anomaly-based, signature-based and hybrids) with a high level of reliability. On the other hand, Intrusion Response System (IRS) is a security technology able to react against the intrusions detected by IDS. Unfortunately, the state of the art in IRSs is not as mature as with IDSs. The reaction against intrusions is slow and simple, and these systems have difficulty detecting intrusions in real time and triggering automated responses. This dissertation is to address the existing problem in automated reactions against intrusions using ontologies, formal behaviour languages and semantic reasoners as the basis of the architecture of an automated intrusion response systems or AIRS. The aim is to take advantage of ontologies in heterogeneous environments, in addition to its ability to specify behavior of objects representing the elements of the modeling domain. This ability to specify behavior will be useful for the AIRS in the inference process of the optimum response against an intrusion, as quickly as possible.

Una propuesta de modelado del estudiante basada en ontologías y diagnóstico pedagógico-cognitivo no monótono

Los recientes avances tecnológicos han encontrado un potencial campo de explotación en la educación asistida por computador. A finales de los años 90 surgió un nuevo campo de investigación denominado Entornos Virtuales Inteligentes para el Entrenamiento y/o Enseñanza (EVIEs), que combinan dos áreas de gran complejidad: Los Entornos Virtuales (EVs) y los Sistemas de Tutoría Inteligente (STIs). De este modo, los beneficios de los entornos 3D (simulación de entornos de alto riesgo o entornos de difícil uso, etc.) pueden combinarse con aquéllos de un STIs (personalización de materias y presentaciones, adaptación de la estrategia de tutoría a las necesidades del estudiante, etc.) para proporcionar soluciones educativas/de entrenamiento con valores añadidos. El Modelo del Estudiante, núcleo de un SIT, representa el conocimiento y características del estudiante, y refleja el proceso de razonamiento del estudiante. Su complejidad es incluso superior cuando los STIs se aplican a EVs porque las nuevas posibilidades de interacción proporcionadas por estos entornos deben considerarse como nuevos elementos de información clave para el modelado del estudiante, incidiendo en todo el proceso educativo: el camino seguido por el estudiante durante su navegación a través de escenarios 3D; el comportamiento no verbal tal como la dirección de la mirada; nuevos tipos de pistas e instrucciones que el módulo de tutoría puede proporcionar al estudiante; nuevos tipos de preguntas que el estudiante puede formular, etc. Por consiguiente, es necesario que la estructura de los STIs, embebida en el EVIE, se enriquezca con estos aspectos, mientras mantiene una estructura clara, estructurada, y bien definida. La mayoría de las aproximaciones al Modelo del Estudiante en STIs y en IVETs no consideran una taxonomía de posibles conocimientos acerca del estudiante suficientemente completa. Además, la mayoría de ellas sólo tienen validez en ciertos dominios o es difícil su adaptación a diferentes STIs. Para vencer estas limitaciones, hemos propuesto, en el marco de esta tesis doctoral, un nuevo mecanismo de Modelado del Estudiante basado en la Ingeniería Ontológica e inspirado en principios pedagógicos, con un modelo de datos sobre el estudiante amplio y flexible que facilita su adaptación y extensión para diferentes STIs y aplicaciones de aprendizaje, además de un método de diagnóstico con capacidades de razonamiento no monótono. El método de diagnóstico es capaz de inferir el estado de los objetivos de aprendizaje contenidos en el SIT y, a partir de él, el estado de los conocimientos del estudiante durante su proceso de aprendizaje. La aproximación almodelado del estudiante propuesta ha sido implementada e integrada en un agente software (el agente de modelado del estudiante) dentro de una plataforma software existente para el desarrollo de EVIEs denominadaMAEVIF. Esta plataforma ha sido diseñada para ser fácilmente configurable para diferentes aplicaciones de aprendizaje. El modelado del estudiante presentado ha sido implementado e instanciado para dos tipos de entornos de aprendizaje: uno para aprendizaje del uso de interfaces gráficas de usuario en una aplicación software y para un Entorno Virtual para entrenamiento procedimental. Además, se ha desarrollado una metodología para guiar en la aplicación del esta aproximación de modelado del estudiante a cada sistema concreto.---ABSTRACT---Recent technological advances have found a potential field of exploitation in computeraided education. At the end of the 90’s a new research field emerged, the so-called Intelligent Virtual Environments for Training and/or Education (IVETs), which combines two areas of great complexity: Virtual Environments (VE) and Intelligent Tutoring Systems (ITS). In this way, the benefits of 3D environments (simulation of high risk or difficult-to-use environments, etc.) may be combined with those of an ITS (content and presentation customization, adaptation of the tutoring strategy to the student requirements, etc.) in order to provide added value educational/training solutions. The StudentModel, core of an ITS, represents the student’s knowledge and characteristics, and reflects the student’s reasoning process. Its complexity is even higher when the ITSs are applied on VEs because the new interaction possibilities offered by these environments must be considered as new key information pieces for student modelling, impacting all the educational process: the path followed by the student during their navigation through 3D scenarios; non-verbal behavior such as gaze direction; new types of hints or instructions that the tutoring module can provide to the student; new question types that the student can ask, etc. Thus, it is necessary for the ITS structure, which is embedded in the IVET, to be enriched by these aspects, while keeping a clear, structured and well defined architecture. Most approaches to SM on ITSs and IVETs don’t consider a complete enough taxonomy of possible knowledge about the student. In addition, most of them have validity only in certain domains or they are hard to be adapted for different ITSs. In order to overcome these limitations, we have proposed, in the framework of this doctoral research project, a newStudentModeling mechanism that is based onOntological Engineering and inspired on pedagogical principles, with a wide and flexible data model about the student that facilitates its adaptation and extension to different ITSs and learning applications, as well as a rich diagnosis method with non-monotonic reasoning capacities. The diagnosis method is able to infer the state of the learning objectives encompassed by the ITS and, fromit, the student’s knowledge state during the student’s process of learning. The proposed student modelling approach has been implemented and integrated in a software agent (the student modeling agent) within an existing software platform for the development of IVETs called MAEVIF. This platform was designed to be easily configurable for different learning applications. The proposed student modeling has been implemented and it has been instantiated for two types of learning environments: one for learning to use the graphical user interface of a software application and a Virtual Environment for procedural training. In addition, a methodology to guide on the application of this student modeling approach to each specific system has been developed.

Método para la Construcción Automática de Ontologías Basado en Patrones Lingüísticos

La tesis que se presenta tiene como propósito la construcción automática de ontologías a partir de textos, enmarcándose en el área denominada Ontology Learning. Esta disciplina tiene como objetivo automatizar la elaboración de modelos de dominio a partir de fuentes información estructurada o no estructurada, y tuvo su origen con el comienzo del milenio, a raíz del crecimiento exponencial del volumen de información accesible en Internet. Debido a que la mayoría de información se presenta en la web en forma de texto, el aprendizaje automático de ontologías se ha centrado en el análisis de este tipo de fuente, nutriéndose a lo largo de los años de técnicas muy diversas provenientes de áreas como la Recuperación de Información, Extracción de Información, Sumarización y, en general, de áreas relacionadas con el procesamiento del lenguaje natural. La principal contribución de esta tesis consiste en que, a diferencia de la mayoría de las técnicas actuales, el método que se propone no analiza la estructura sintáctica superficial del lenguaje, sino que estudia su nivel semántico profundo. Su objetivo, por tanto, es tratar de deducir el modelo del dominio a partir de la forma con la que se articulan los significados de las oraciones en lenguaje natural. Debido a que el nivel semántico profundo es independiente de la lengua, el método permitirá operar en escenarios multilingües, en los que es necesario combinar información proveniente de textos en diferentes idiomas. Para acceder a este nivel del lenguaje, el método utiliza el modelo de las interlinguas. Estos formalismos, provenientes del área de la traducción automática, permiten representar el significado de las oraciones de forma independiente de la lengua. Se utilizará en concreto UNL (Universal Networking Language), considerado como la única interlingua de propósito general que está normalizada. La aproximación utilizada en esta tesis supone la continuación de trabajos previos realizados tanto por su autor como por el equipo de investigación del que forma parte, en los que se estudió cómo utilizar el modelo de las interlinguas en las áreas de extracción y recuperación de información multilingüe. Básicamente, el procedimiento definido en el método trata de identificar, en la representación UNL de los textos, ciertas regularidades que permiten deducir las piezas de la ontología del dominio. Debido a que UNL es un formalismo basado en redes semánticas, estas regularidades se presentan en forma de grafos, generalizándose en estructuras denominadas patrones lingüísticos. Por otra parte, UNL aún conserva ciertos mecanismos de cohesión del discurso procedentes de los lenguajes naturales, como el fenómeno de la anáfora. Con el fin de aumentar la efectividad en la comprensión de las expresiones, el método provee, como otra contribución relevante, la definición de un algoritmo para la resolución de la anáfora pronominal circunscrita al modelo de la interlingua, limitada al caso de pronombres personales de tercera persona cuando su antecedente es un nombre propio. El método propuesto se sustenta en la definición de un marco formal, que ha debido elaborarse adaptando ciertas definiciones provenientes de la teoría de grafos e incorporando otras nuevas, con el objetivo de ubicar las nociones de expresión UNL, patrón lingüístico y las operaciones de encaje de patrones, que son la base de los procesos del método. Tanto el marco formal como todos los procesos que define el método se han implementado con el fin de realizar la experimentación, aplicándose sobre un artículo de la colección EOLSS “Encyclopedia of Life Support Systems” de la UNESCO. ABSTRACT The purpose of this thesis is the automatic construction of ontologies from texts. This thesis is set within the area of Ontology Learning. This discipline aims to automatize domain models from structured or unstructured information sources, and had its origin with the beginning of the millennium, as a result of the exponential growth in the volume of information accessible on the Internet. Since most information is presented on the web in the form of text, the automatic ontology learning is focused on the analysis of this type of source, nourished over the years by very different techniques from areas such as Information Retrieval, Information Extraction, Summarization and, in general, by areas related to natural language processing. The main contribution of this thesis consists of, in contrast with the majority of current techniques, the fact that the method proposed does not analyze the syntactic surface structure of the language, but explores his deep semantic level. Its objective, therefore, is trying to infer the domain model from the way the meanings of the sentences are articulated in natural language. Since the deep semantic level does not depend on the language, the method will allow to operate in multilingual scenarios, where it is necessary to combine information from texts in different languages. To access to this level of the language, the method uses the interlingua model. These formalisms, coming from the area of machine translation, allow to represent the meaning of the sentences independently of the language. In this particular case, UNL (Universal Networking Language) will be used, which considered to be the only interlingua of general purpose that is standardized. The approach used in this thesis corresponds to the continuation of previous works carried out both by the author of this thesis and by the research group of which he is part, in which it is studied how to use the interlingua model in the areas of multilingual information extraction and retrieval. Basically, the procedure defined in the method tries to identify certain regularities at the UNL representation of texts that allow the deduction of the parts of the ontology of the domain. Since UNL is a formalism based on semantic networks, these regularities are presented in the form of graphs, generalizing in structures called linguistic patterns. On the other hand, UNL still preserves certain mechanisms of discourse cohesion from natural languages, such as the phenomenon of the anaphora. In order to increase the effectiveness in the understanding of expressions, the method provides, as another significant contribution, the definition of an algorithm for the resolution of pronominal anaphora limited to the model of the interlingua, in the case of third person personal pronouns when its antecedent is a proper noun. The proposed method is based on the definition of a formal framework, adapting some definitions from Graph Theory and incorporating new ones, in order to locate the notions of UNL expression and linguistic pattern, as well as the operations of pattern matching, which are the basis of the method processes. Both the formal framework and all the processes that define the method have been implemented in order to carry out the experimentation, applying on an article of the "Encyclopedia of Life Support Systems" of the UNESCO-EOLSS collection.

Interoperabilidad semántica de ontologías basada en técnicas de procesamiento del lenguaje natural

Se presenta un estudio y propuesta de interoperabilidad semántica entre ontologías del dominio de la salud basada en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. El objetivo fundamental ha sido el desarrollo de un algoritmo de interconexión semántica entre los términos de dos ontologías solapadas y heterogéneas, denominadas «fuente» (Clasificación internacional de enfermedades, 9ª revisión, modificación clínica: CIE-9-MC) y «diana» (esquema jerárquico de la asignatura Enfermería Materno-Infantil: EMI). Esta propuesta permite emparejar semánticamente ontologías, a partir de la reutilización de otro recurso ontológico (WordNet español), sin destruir o modificar la semántica de identidad de cada una de las ontologías involucradas. El modelo presentado puede permitir al usuario acceder a la información que necesita en otra clasificación jerárquica, sin precisar de un entrenamiento referido a la conceptualización de cada sistema, pues utilizaría la ontología «diana» con la que está familiarizado para su aplicación a la recuperación de información.

Prueba de concepto de expansión de consultas basada en ontologías de dominio financiero

Este trabajo presenta el uso de una ontología en el dominio financiero para la expansión de consultas con el fin de mejorar los resultados de un sistema de recuperación de información (RI) financiera. Este sistema está compuesto por una ontología y un índice de Lucene que permite recuperación de conceptos identificados mediante procesamiento de lenguaje natural. Se ha llevado a cabo una evaluación con un conjunto limitado de consultas y los resultados indican que la ambigüedad sigue siendo un problema al expandir la consulta. En ocasiones, la elección de las entidades adecuadas a la hora de expandir las consultas (filtrando por sector, empresa, etc.) permite resolver esa ambigüedad.

San Agustín : la luz de la ley y el bien del hombre

Pensamos que el tema del orden natural es determinante de la antropología y la ética de San Agustín. La contemplación del orden real y la conquista de la restauración y reproducción del mismo en el seno del ser y el obrar del hombre, son imperativos ineludibles en el camino hacia la realización del destino humano. Nos guían en este estudio diversos intereses. En primer lugar pretendemos poner en evidencia la importancia del conocimiento del orden del ser para la antropología y la ética agustiniana, en la que es central el tema de la caridad entendida como ordo amoris. En segundo lugar prestaremos atención a las principales consecuencias del orden: la unidad y la paz que esta conlleva a distintos estratos señalados por la reflexión agustiniana. Finalmente proponemos iluminar a partir de estas ideas de San Agustín, ciertas tesis de la filosofía contemporánea que consideran, en su intento por procurar la paz, que la caridad sólo halla fundamento en el nihilismo de las ontologías débiles.

Designing of Portlet-basedWeb Portals

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Taxonomía, ontología y folksonomía, ¿qué son y qué benefi cios u oportunidades presentan para los usuarios de la web?.

Muchas personas, entidades públicas y, en especial, entidades privadas, están tratando de obtener el mayor provecho en la utilización de la infraestructura tecnológica de información y comunicaciones, adquirida no solo como una herramienta para el desarrollo de los procesos y actividades en el desempeño cotidiano de sus labores, sino como una oportunidad para la construcción de conocimiento a través del aprendizaje colaborativo. En este artículo se describe de forma breve cómo temas relacionados con la taxonomía, ontología y folksonomía contribuyen de forma acertada a la generación de nuevo conocimiento. Se considerarán varios elementos como: qué son, quién las utiliza, qué benefi cios tienen y qué oportunidades brindan a los usuarios de la web. Algunas de las consideraciones importantes sobre taxonomías muestran cómo estas pasan de ser la ciencia que trata de los principios, métodos y fi nes de la clasifi cación, para convertirse en la tecnología utilizada para la gestión efi caz de información y contenidos, la taxonomía es elemento esencial en la construcción de conocimiento dentro de las organizaciones; sobre las ontologías, se muestra cómo a partir de ellas se pueden defi nir vocabularios que las entidades computacionales logran entender y especifi car con la sufi - ciente precisión como para permitir diferenciar términos y referenciarlos de manera exacta, facilitando las búsquedas en la web y optimizando los recursos de los usuarios; por último, sobre folksonomías se muestra que son una forma para aprovechar el conocimiento de las personas de manera orgánica y democrática, al ordenar y clasifi car la información que circula por Internet, sobre la base de un ambiente de construcción colaborativo, a través de acuerdos que conducen al logro de un mismo objetivo. Este artículo está dirigido a las personas que se interesan por los temas de actualidad, como lo son las taxonomías, las ontologías y las folksonomías.

Modelo de enseñanza basada en casos : de los tutores inteligentes a los videojuegos

Los juegos crean un entorno seguro en el que practicar y aprender habilidades necesarias en la vida. Los videojuegos pueden servir como primer paso hacia la alfabetización digital. Los primeros juegos de arcade mejoran la coordinación ojo-mano, además de aumentar la agilidad mental o la creatividad.. Las mejoras del hardware incrementan la complejidad de los videojuegos, circunstancia que despierta el interés de educadores deseosos de aprovechar esta capacidad de motivación de los videojuegos para enseñar dominios más específicos, aprovechando el enriquecimiento del lenguaje que logrado por el medio. En la enseñanza de estos dominios más complejos, el modelo de aprendizaje por descubrimiento existente en los videojuegos muestra sus debilidades. Es necesario un apoyo por parte del propio sistema para guiar al estudiante. El área de la enseñanza asistida por ordenador facilita varias soluciones a este problema, aunque tienden a requerir un gran esfuerzo de autoría, de contenido o de conocimiento. En esta investigación se propone el uso del razonamiento basado en casos intensivos en conocimiento. Los casos, contenido, hacen referencia a ontologías, representaciones explícitas de conocimiento, lo que proporciona las ventajas de ambos. Los casos permiten enfrentarse con cualquier dominio de conocimiento, y la representación de éste posibilita reaprovechar una parte del esfuerzo de autoría e incluso generar fragmentos de las soluciones de forma automática.. Se demuestra que este modelo encaja perfectamente en el ciclo habitual de interacción de los videojuegos, por lo que es posible integrarlo en software de entretenimiento para aprovechar la motivación que produce en los usuarios..

Modelo de enseñanza basada en casos : de los tutores inteligentes a los videojuegos.

Los juegos permiten practicar y aprender habilidades necesarias a lo largo de la vida. Los videojuegos pueden, de la misma forma, servir a la alfabetización digital. Los juegos de arcade mejoran la coordinación entre la visión y la mano y favorecen la agilidad mental o la creatividad.. Las mejoras experimentadas por hardware permiten videojuegos más complejos que despiertan el interés de educadores para aprovecharlos como instrumentos para motivar la enseñanza de dominios de conocimiento más específicos, gracias el enriquecimiento del lenguaje experimentado en este medio. Sin embargo, el modelo de aprendizaje por descubrimiento de los videojuegos también muestra debilidades en la enseñanza de dominios más complejos y hace necesario apoyo por parte del sistema para guiar al estudiante. La enseñanza asistida por ordenador proporciona soluciones a este problema, aunque éstas suelen requerir un gran esfuerzo de autoría, bien de contenido, bien de conocimiento. En esta investigación se propone una alternativa mixta: el uso del razonamiento intensivo en conocimiento basado en casos (contenidos). Los casos hacen referencia a las ontologías que son representaciones del conocimiento. Los casos pueden ser empleados en cualquier dominio del saber, y las ontologías permiten reaprovechar parte del esfuerzo de autoría, e incluso generar de forma automática fragmentos de las soluciones.. En esta tesis se demuestra que modelo analizado encaja perfectamente en el ciclo de interacción de los videojuegos, por lo que resulta plausible integrarlo en software de entretenimiento para aprovechar la motivación que éste produce en los usuarios con fines formativos..

Enseñanza superior, profesores y TIC : estrategias de evaluación, investigación e innovación educativas.

En cubierta serie 'Innovación Escolar'. Resumen basado en el de la publicación

La orientación psicopedagógica desde la complejidad sistémica : un nuevo enfoque

Resumen tomado de la publicación. Con el apoyo económico del departamento MIDE de la UNED

Integrando las tecnologías de web semántica en la Archivística.

Monográfico con el título: 'Las TIC en la enseñanza universitaria : estudio, análisis y tendencias'. Resumen basado en el de la publicación

Cómo introducir semántica en las aplicaciones SIG móviles: expectativas, teoría y realidad

Este trabajo presenta un exhaustivo estudio sobre los principales formalismos que permiten representar conocimiento y las herramientas que los utilizan disponibles en dispositivos móviles. El artículo presenta, para cada uno de los formalismos y herramientas, una descripción, sus actuales implementaciones en dispositivos móviles y las limitaciones de dichas implementaciones. Este estudio permite vislumbrar rápidamente las distintas opciones disponibles para implementar aplicaciones geográficas semánticas en dispositivos móviles. El articulo muestra también un caso práctico donde se han utilizado ontologías para aportar semántica a un asistente de viaje que se ejecuta en los dispositivos móviles