Ontologien zur Navigation in Informationsräumen

Ontologien zur Navigation in InformationsräumenLarissa Bethe | ON07 | DHBW Mosbach

Überblick

(1) Einführung1. Begriffsdefinition2. Zusammenhang Semantic

Web3. Semantic Web

Schichtenmodell4. Spektrum der

Wissensrepräsentation

(2) Ontologien allgemein1. Darstellungsmöglichkeiten2. Anforderungen an

Navigation3. Sechs Charakteristika4. Klassifizierung nach Mike

Uschold

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(1) J(2) h(3) Ontologien in der Praxis

1. Beispiele2. Einsatzbereiche3. Ontologie-Management

(4) Ausblick1. Problemstellung Suche2. Evolution des Webs3. Fazit

Begriffsdefinition , Zusammenhang Semantic Web, Wissensrepräsentation

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1.1. Begriffsdefinition

• Philosophie▫ Lehre des Seienden: Was existiert?▫ Hält fest, was in jeder möglichen Domäne existiert▫ Sprachunabhängig, abstrakte Kategorisierung

• Informatik▫ Konkretes Artefakt, Konzeptualisierung in Form eines Modells▫ Formalisiert und damit von Symbolen, Schrift und Sprache abhängig

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1.1. Begriffsdefinition

• Thomas R. Gruber, 1993:„An ontology is an explicit, formal specification of a shared conceptualization. The term is borrowed from philosophy, where an Ontology is a systematic account of Existence. For AI* systems, what ‘exists’ is that which can be represented.“*AI = Artificial Intelligence

• M. Uschold und M. Gruninger, 1996:„shared understanding of a domain of interest“ = ein gemeinsames Verständnis einer bestimmten Domäne

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1.2. Zusammenhang Semantic Web

Semantic Web:• Grafische Notation zur Wissenspräsentation• Grundsatz

▫ Bedeutung von Informationen für Computer verwertbar machen▫ Möglichkeit der maschinellen Weiterverarbeitung▫ Erkennen neuer Zusammenhänge (Serendipity-Effekt)

Ontologien:• Datenstrukturierung und -formalisierung• Semantic Gap wird mit Ontologien überbrückt• Interoperabilität von Metadaten

=> Formale Modelle, die Wissen konzeptuell abbilden

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1.3. Das Semantic Web Schichtenmodell

• Statische Schichten:▫ Unicode, URI, Namespaces, XML bilden Basis▫ XML als Syntaxträger

• RDF (Ressource Description Framework)▫ Beschreibt Webressourcen in Tripeln▫ Eigenschaften mit bestimmtem Wert

• RDFS (Ressource Description Framework Syntax)▫ Erweitert RDF um Klassen und Eigenschafts-Hierarchien

• Ontology-Schicht:▫ Beinhaltet OWL (Web Ontology Language)▫ OWL beschreibt bsp. Klassenzugehörigkeiten,

Schnittmengen und Ausschlüsse

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1.4. Spektrum der Wissensrepräsentation mithilfe von Semantik

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Klassifizierung, Darstellungsmöglichkeiten, Anforderungen

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2.1. Darstellungsmöglichkeiten

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2.1. Darstellungsmöglichkeiten

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2.2. Anforderung an Navigation

• Netzartige grafische Darstellung (s. Bild)

• Effektive Navigierbarkeit (nach J. Nielsen)▫ Jeder Knoten von jeder Position aus schnell erreichbar▫ Möglichkeit des Zurücksetzens▫ Sichtbare, schnelle Reaktion▫ Zoomoption

• Zusammenhänge und Orientierung▫ Stichwort Breadcrump▫ Kontext / GUI erhalten

• Keine kognitive Überforderung

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(1) Interrelation [Wechselbeziehung, Zusammenhang]

(2) Instantiation [Umschreibung / Instantiierung]

(3) Subsumption [Zusammenfassung]

(4) Exclusion [Ausschluss]

(5) Axiomatisation [Axiomatisierung]

(6) Attribution [Zuordnung]

2.3. Sechs Charakteristika

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2.4. Klassifizierung nach M. Uschold

Drei Aspekte:

(1)Formalisierungsgrad

(2)Einsatzzweck▫ Kommunikationsunterstützung▫ Interoperabilitätsverbesserung▫ Unterstützung von Systementwicklung

(3)Modellierungsgegenstand▫ Domänenmodellierung▫ Problemlösung▫ Wissensrepräsentation

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Beispiele, Einsatzbereiche

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3.1. Beispiele

• Visual Thesaurus▫ http://www.visualthesaurus.com

• Musicovery▫ http://musicovery.com

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3.1. Beispiele

• Open Source Software• Erstellung von Ontologien• http://protege.stanford.edu

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3.2. Einsatzbereiche

• Semantische Suchassistenten▫ Verbesserte Websuchmaschine

• Kollaboration zwischen Arbeitsbereichen▫ Wissensnutzung entlang der Wertschöpfungskette▫ Ersatz für Wikis

• Visuelle Darstellung von Inhalten und deren Zusammenhänge▫ Erleichterung für bsp. Call-Center

• Vereinheitlichen verteilter Informationssysteme

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3.3. Ontologie-Management

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http://www.theseus-programm.dehttp://joint-research.org/ontologien/

Revolutionierung von Suchmaschinen, Evolution des Webs und Fazit

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4.1. Problemstellung Suche

Klassische Strategien des Information Retrieval (inhaltorientierte Suche)

• Syntaktische Suche▫ hohe Zahl unstrukturierter

Treffer▫ Problem Homonyme (z.B. Java)▫ Manuelle Sortierung▫ Kognitive Überforderung

• Navigation ▫ beinhaltet Begriffshierarchien▫ Nachvollziehbarkeit abhängig

von Vorwissen

• Grenzen bei der Darstellung

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• Lösungsansatz Ontologien▫ Kontextsensitive Informationsfilterung▫ Darstellung vielfältiger Beziehungen▫ Grafische Navigation durch Suchresultate▫ Erkennen neuer Zusammenhänge▫ Verstehen des Informationsraums

Wissen = Vernetzung von Information Suchmaschinen werden zu Antwortmaschinen

4.1. Problemstellung Suche

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4.2. Evolution des Webs

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4.3. Fazit

• Realisierbarkeit ist abhängig von Anzahl und Qualität der vorhandenen Daten im Linked Data / Semantic Web

• Erstellen der Daten sowie deren Wartung ist mit Aufwand verbunden

• Durchsetzung ist eng verknüpft mit der Akzeptanz des Semantic Web

• Jeder kann semantische Daten in öffentliche Datenbanken eintragen, auch zu Personen

• Zukunftsweisende Technologie, die viele Erleichterungen mit sich bringt

• Verwirklichung der Semantic-Web-Vision durch maschinenlesbare Inhalte

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Fragen oder Anmerkungen?

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Quellen

o A. N. Schmude (2004): Ontologiebasierte Suche und Navigation in webbasierten Informationssystemen

o M. Uschold, M. Gruninger (1996): Ontologies – Principles, Methods and Applications

o Dr. H. Sack (2009/10): Vorlesungsfolien Semantic Webo S. Grimm (2009): A unifying formal ontology modelo M. Davis (2008): Semantic Wave 2008 Report

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