Ontology alignment

Introduction to alignment, mapping,

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.

Enhancing Agent Mediated Electronic Markets with Ontology Matching Services and Social Network Support

Os Mercados Eletrónicos atingiram uma complexidade e nível de sofisticação tão elevados, que tornaram inadequados os modelos de software convencionais. Estes mercados são caracterizados por serem abertos, dinâmicos e competitivos, e constituídos por várias entidades independentes e heterogéneas. Tais entidades desempenham os seus papéis de forma autónoma, seguindo os seus objetivos, reagindo às ocorrências do ambiente em que se inserem e interagindo umas com as outras. Esta realidade levou a que existisse por parte da comunidade científica um especial interesse no estudo da negociação automática executada por agentes de software [Zhang et al., 2011]. No entanto, a diversidade dos atores envolvidos pode levar à existência de diferentes conceptualizações das suas necessidades e capacidades dando origem a incompatibilidades semânticas, que podem prejudicar a negociação e impedir a ocorrência de transações que satisfaçam as partes envolvidas. Os novos mercados devem, assim, possuir mecanismos que lhes permitam exibir novas capacidades, nomeadamente a capacidade de auxiliar na comunicação entre os diferentes agentes. Pelo que, é defendido neste trabalho que os mercados devem oferecer serviços de ontologias que permitam facilitar a interoperabilidade entre os agentes. No entanto, os humanos tendem a ser relutantes em aceitar a conceptualização de outros, a não ser que sejam convencidos de que poderão conseguir um bom negócio. Neste contexto, a aplicação e exploração de relações capturadas em redes sociais pode resultar no estabelecimento de relações de confiança entre vendedores e consumidores, e ao mesmo tempo, conduzir a um aumento da eficiência da negociação e consequentemente na satisfação das partes envolvidas. O sistema AEMOS é uma plataforma de comércio eletrónico baseada em agentes que inclui serviços de ontologias, mais especificamente, serviços de alinhamento de ontologias, incluindo a recomendação de possíveis alinhamentos entre as ontologias dos parceiros de negociação. Este sistema inclui também uma componente baseada numa rede social, que é construída aplicando técnicas de análise de redes socias sobre informação recolhida pelo mercado, e que permite melhorar a recomendação de alinhamentos e auxiliar os agentes na sua escolha. Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e implementação do sistema AEMOS, mais concretamente: • É proposto um novo modelo para comércio eletrónico baseado em agentes que disponibiliza serviços de ontologias; • Adicionalmente propõem-se o uso de redes sociais emergentes para captar e explorar informação sobre relações entre os diferentes parceiros de negócio; • É definida e implementada uma componente de serviços de ontologias que é capaz de: • o Sugerir alinhamentos entre ontologias para pares de agentes; • o Traduzir mensagens escritas de acordo com uma ontologia em mensagens escritas de acordo com outra, utilizando alinhamentos previamente aprovados; • o Melhorar os seus próprios serviços recorrendo às funcionalidades disponibilizadas pela componente de redes sociais; • É definida e implementada uma componente de redes sociais que: • o É capaz de construir e gerir um grafo de relações de proximidade entre agentes, e de relações de adequação de alinhamentos a agentes, tendo em conta os perfis, comportamento e interação dos agentes, bem como a cobertura e utilização dos alinhamentos; • o Explora e adapta técnicas e algoritmos de análise de redes sociais às várias fases dos processos do mercado eletrónico. A implementação e experimentação do modelo proposto demonstra como a colaboração entre os diferentes agentes pode ser vantajosa na melhoria do desempenho do sistema e como a inclusão e combinação de serviços de ontologias e redes sociais se reflete na eficiência da negociação de transações e na dinâmica do mercado como um todo.

Homolonto: generating homology relationships by pairwise alignment of ontologies and application to vertebrate anatomy.

MOTIVATION: The anatomy of model species is described in ontologies, which are used to standardize the annotations of experimental data, such as gene expression patterns. To compare such data between species, we need to establish relations between ontologies describing different species. RESULTS: We present a new algorithm, and its implementation in the software Homolonto, to create new relationships between anatomical ontologies, based on the homology concept. Homolonto uses a supervised ontology alignment approach. Several alignments can be merged, forming homology groups. We also present an algorithm to generate relationships between these homology groups. This has been used to build a multi-species ontology, for the database of gene expression evolution Bgee. AVAILABILITY: download section of the Bgee website http://bgee.unil.ch/

A hymenopterists' guide to the Hymenoptera Anatomy Ontology: utility, clarification, and future directions

Hymenoptera exhibit an incredible diversity of phenotypes, the result of similar to 240 million years of evolution and the primary subject of more than 250 years of research. Here we describe the history, development, and utility of the Hymenoptera Anatomy Ontology (HAO) and its associated applications. These resources are designed to facilitate accessible and extensible research on hymenopteran phenotypes. Outreach with the hymenopterist community is of utmost importance to the HAO project, and this paper is a direct response to questions that arose from project workshops. In a concerted attempt to surmount barriers of understanding, especially regarding the format, utility, and development of the HAO, we discuss the roles of homology, "preferred terms", and "structural equivalency". We also outline the use of Universal Resource Identifiers (URIs) and posit that they are a key element necessary for increasing the objectivity and repeatability of science that references hymenopteran anatomy. Pragmatically, we detail a mechanism (the "URI table") by which authors can use URIs to link their published text to the HAO, and we describe an associated tool (the "Analyzer") to derive these tables. These tools, and others, are available through the HAO Portal website (http://portal.hymao.org). We conclude by discussing the future of the HAO with respect to digital publication, cross-taxon ontology alignment, the advent of semantic phenotypes, and community-based curation.

MultiFarm: A benchmark for multilingual ontology matching

In this paper we present the MultiFarm dataset, which has been designed as a benchmark for multilingual ontology matching. The MultiFarm dataset is composed of a set of ontologies translated in different languages and the corresponding alignments between these ontologies. It is based on the OntoFarm dataset, which has been used successfully for several years in the Ontology Alignment Evaluation Initiative (OAEI). By translating the ontologies of the OntoFarm dataset into eight different languages – Chinese, Czech, Dutch, French, German, Portuguese, Russian, and Spanish – we created a comprehensive set of realistic test cases. Based on these test cases, it is possible to evaluate and compare the performance of matching approaches with a special focus on multilingualism.

Bgee: integrating and comparing heterogeneous transcriptome data among species

Gene expression patterns are a key feature in understanding gene function, notably in development. Comparing gene expression patterns between animals is a major step in the study of gene function as well as of animal evolution. It also provides a link between genes and phenotypes. Thus we have developed Bgee, a database designed to compare expression patterns between animals, by implementing ontologies describing anatomies and developmental stages of species, and then designing homology relationships between anatomies and comparison criteria between developmental stages. To define homology relationships between anatomical features we have developed the software Homolonto, which uses a modified ontology alignment approach to propose homology relationships between ontologies. Bgee then uses these aligned ontologies, onto which heterogeneous expression data types are mapped. These already include microarrays and ESTs.

L'ingénierie des documents d'affaires dans le cadre du web sémantique

Dans cette thèse, nous présentons les problèmes d’échange de documents d'affaires et proposons une méthode pour y remédier. Nous proposons une méthodologie pour adapter les standards d’affaires basés sur XML aux technologies du Web sémantique en utilisant la transformation des documents définis en DTD ou XML Schema vers une représentation ontologique en OWL 2. Ensuite, nous proposons une approche basée sur l'analyse formelle de concept pour regrouper les classes de l'ontologie partageant une certaine sémantique dans le but d'améliorer la qualité, la lisibilité et la représentation de l'ontologie. Enfin, nous proposons l’alignement d'ontologies pour déterminer les liens sémantiques entre les ontologies d'affaires hétérogènes générés par le processus de transformation pour aider les entreprises à communiquer fructueusement.

Framework para integração semântica de dados geoespaciais: integração de dados geológicos

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Combining Taxonomies using Word2vec

Taxonomies have gained a broad usage in a variety of fields due to their extensibility, as well as their use for classification and knowledge organization. Of particular interest is the digital document management domain in which their hierarchical structure can be effectively employed in order to organize documents into content-specific categories. Common or standard taxonomies (e.g., the ACM Computing Classification System) contain concepts that are too general for conceptualizing specific knowledge domains. In this paper we introduce a novel automated approach that combines sub-trees from general taxonomies with specialized seed taxonomies by using specific Natural Language Processing techniques. We provide an extensible and generalizable model for combining taxonomies in the practical context of two very large European research projects. Because the manual combination of taxonomies by domain experts is a highly time consuming task, our model measures the semantic relatedness between concept labels in CBOW or skip-gram Word2vec vector spaces. A preliminary quantitative evaluation of the resulting taxonomies is performed after applying a greedy algorithm with incremental thresholds used for matching and combining topic labels.

The business model ontology a proposition in a design science approach

The goal of this dissertation is to find and provide the basis for a managerial tool that allows a firm to easily express its business logic. The methodological basis for this work is design science, where the researcher builds an artifact to solve a specific problem. In this case the aim is to provide an ontology that makes it possible to explicit a firm's business model. In other words, the proposed artifact helps a firm to formally describe its value proposition, its customers, the relationship with them, the necessary intra- and inter-firm infrastructure and its profit model. Such an ontology is relevant because until now there is no model that expresses a company's global business logic from a pure business point of view. Previous models essentially take an organizational or process perspective or cover only parts of a firm's business logic. The four main pillars of the ontology, which are inspired by management science and enterprise- and processmodeling, are product, customer interface, infrastructure and finance. The ontology is validated by case studies, a panel of experts and managers. The dissertation also provides a software prototype to capture a company's business model in an information system. The last part of the thesis consists of a demonstration of the value of the ontology in business strategy and Information Systems (IS) alignment. Structure of this thesis: The dissertation is structured in nine parts: Chapter 1 presents the motivations of this research, the research methodology with which the goals shall be achieved and why this dissertation present a contribution to research. Chapter 2 investigates the origins, the term and the concept of business models. It defines what is meant by business models in this dissertation and how they are situated in the context of the firm. In addition this chapter outlines the possible uses of the business model concept. Chapter 3 gives an overview of the research done in the field of business models and enterprise ontologies. Chapter 4 introduces the major contribution of this dissertation: the business model ontology. In this part of the thesis the elements, attributes and relationships of the ontology are explained and described in detail. Chapter 5 presents a case study of the Montreux Jazz Festival which's business model was captured by applying the structure and concepts of the ontology. In fact, it gives an impression of how a business model description based on the ontology looks like. Chapter 6 shows an instantiation of the ontology into a prototype tool: the Business Model Modelling Language BM2L. This is an XML-based description language that allows to capture and describe the business model of a firm and has a large potential for further applications. Chapter 7 is about the evaluation of the business model ontology. The evaluation builds on literature review, a set of interviews with practitioners and case studies. Chapter 8 gives an outlook on possible future research and applications of the business model ontology. The main areas of interest are alignment of business and information technology IT/information systems IS and business model comparison. Finally, chapter 9 presents some conclusions.

Spin alignment measurements of the K*(0)(892) and phi(1020) vector mesons in heavy ion collisions at root S(NN)=200 GeV

We present the first spin alignment measurements for the K*(0)(892) and phi(1020) vector mesons produced at midrapidity with transverse momenta up to 5 GeV/c at root s(NN) = 200 GeV at RHIC. The diagonal spin-density matrix elements with respect to the reaction plane in Au+Au collisions are rho(00) = 0.32 +/- 0.04 (stat) +/- 0.09 (syst) for the K*(0) (0.8 < p(T) < 5.0 GeV/c) and rho(00) = 0.34 +/- 0.02 (stat) +/- 0.03 (syst) for the phi (0.4 < p(T) < 5.0 GeV/c) and are constant with transverse momentum and collision centrality. The data are consistent with the unpolarized expectation of 1/3 and thus no evidence is found for the transfer of the orbital angular momentum of the colliding system to the vector-meson spins. Spin alignments for K(*0) and phi in Au+Au collisions were also measured with respect to the particle's production plane. The phi result, rho(00) = 0.41 +/- 0.02 (stat) +/- 0.04 (syst), is consistent with that in p+p collisions, rho(00) = 0.39 +/- 0.03 (stat) +/- 0.06 (syst), also measured in this work. The measurements thus constrain the possible size of polarization phenomena in the production dynamics of vector mesons.

Quantitative assessment of postural alignment in young adults based on photographs of anterior, posterior, and lateral views

Objective: Postural assessment through photography is a simple method that allows the acquisition of quantitative values to define the alignment of body segments. The purpose of this study was to quantitatively assess the postural alignment of several body segments in standing through anterior, posterior, and lateral views. Methods: In this cross-sectional study, 122 subjects were initially evaluated. Seven subjects were excluded from the study after cluster analysis. The final sample had 115 subjects, 75% women with a mean age of 26 + 7 years. Photographs were taken from anterior, posterior, and lateral views after placement of markers on specific anatomical points. Photographs were analyzed using free Postural Analysis Software/Software of Postural Analysis (PAS/SAPO). Quantitative values for postural analysis variables were ascertained for head, upper and lower limbs, and trunk, along with the frequency of inclinations to the left and to the right. Results: Regarding the head, 88% of the sample presented some inclination, 67% of which was to the right. There was a predominance of right inclination of the shoulder and pelvis in 68% and 43% of study subjects, respectively. Lower limbs presented mean alignment of 178 in the anterior view, and the trunk showed predominant right inclination in 66% of participants. Conclusion: Small asymmetries were observed in anterior and posterior views. This study suggests that there is no symmetry in postural alignment and that small asymmetries represent the normative standard for posture in standing. (J Manipulative Physiol Ther 2011;34:371-380)