1 La Web Semántica C + C Claudio Gutierrez / Carlos HurtadoCentro de Investigación de la Web Departamento de Ciencias de la Computación Universidad de Chile
2 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
3 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de Conocimiento / Razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
4 La Web: 1989 "HyperText and CERN“ Tim Berners-Lee
5 ¿Qué es la Web? Una gran base de datos distribuídaUna gigantesca red de comunicaciones Una biblioteca (casi) infinita Un foro virtual mundial Un ejemplo de cerebro artificial Un buen ejemplo de grafo complejo Una oportunidad de negocios Un paraíso del ocio . . . Una buena aplicacion computacional
6 Seamos serios: ¿Qué es realmente la Web?La (no una) expresión de la interoperabilidad de la información y el conocimiento a nivel mundial Todas las anteriores (y miles de otras) son triviales consecuencias y corolarios de este hecho fundamental (Entre nosotros: ¡estamos en un área privilegiada!)
7 Dato, información y conocimientoDato: información que incluye aspectos útiles y también irrelevantes y debe ser procesado para darle sentido. Información: Conocimiento obtenido de la investigación, estudio o instrucción y expresado en algún lenguaje. Conocimiento: cuerpo organizado de información. Afirmaciones probadas como verdaderas.
8 La Web Semántica "The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation." Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, Mayo 2001
9 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
10 Web de datos: HTML Foundations of Databases Abiteboul, Hull, Vianu Data on the Web Abiteoul, Buneman, Suciu Bibliography
Addison Wesley, 1995
Morgan Kaufmann, 1999
11 Web de datos: HTML HTML es fácil de usar, fácil de usar, fácil de usar,... y robusto.
12 HTML es limitado Orientado a visualización de datosNo permite describir datos No es extensible: congela pequeños pedazos de etiquetas No describe “contenido” (objetos)
13 Web de datos: XML
14 Web de datos: XML Posibilidad de crear nuevos vocabulariosUniversalidad via espacios de nombres Modularidad via espacios de nombres y tipos de datos Versatilidad via datos semi-estructurados Sólidos fundamentos via SGML Amplio soporte y distribución Estándar de interoperabilidad documental
15 Web de datos: consulta Pediatras de Santiago que atiendan por Fonasa
16 Chile Publicidad - Todo acerca de Google - Google.com in English Chile La Web Imágenes Grupos Directorio Noticias¡Nuevo! Búsqueda Avanzada Preferencias Herramientas del idioma Búsqueda: la Web páginas en españolpáginas de Chile Publicidad - Todo acerca de Google - Google.com in English ¡Haga de Google su página inicial! ©2005 Google - Buscando páginas web
17 Historia (Santiago) - CIENCIA POL ICA E HISTORIA: EDUARDO CRUZ ... La Web Resultados de aproximadamente 70 de Pediatras Santiago Fonasa. (0,35 segundos) Historia (Santiago) - CIENCIA POL ICA E HISTORIA: EDUARDO CRUZ ... ... se han incorporado al sistema público de FONASA. ... edición, , Empresa Periodística de Chile, Santiago. ... sus ayudantes y de algunos pediatras, como el ... scielo.php?pid=S &script=sci_arttext&tlng=es - 101k - 15 Ene En caché - Páginas similares [PDF] CUENTA DEL DIRECTORIO DE LA SOCIEDAD CHILENA DE ENFERMEDADES ... Formato de archivo: PDF/Adobe Acrobat - Versión en HTML ... de Otoño se realizó en Santiago, en el Centro ... de médicos de adultos y pediatras de distintos ... del trasplante de pulmón (solicitud de codificación FONASA) Páginas similares [ Más resultados de ] COLEGIO DE CIRUJANO DENTISTAS DE CHILE ... por un equipo multiprofesional que incluyó pediatras, dermatólogos y ... en el diario, el director de Fonasa Álvaro Erazo ... Arturo López Pérez de Santiago y el ... name=Sections&file=index&req=printpage&art k - En caché - Páginas similares [PDF] Informe N 222 Formato de archivo: PDF/Adobe Acrobat - Versión en HTML ... Lagos en visita al Hospital Salvador de Santiago, 10 de ... A FONASA le afecta menos, pues su ingreso por ... En este momento UNICEF Chile, junto a pediatras y grupos ... php?id=222&url=222.pdf - Páginas similares Analisis On Line ... o de familia, ginecólogos y pediatras, puede llegar ... propios médicos en convenio con el Fonasa o las ... Integramédica Merced 360, Piso 6 Santiago - Fono k - En caché - Páginas similares SAVALnet ... cirujanos plásticos, dermatólogos y pediatras, así como ... Fondo Nacional de Salud (Fonasa), doctor Patricio ... de Rehabilitación de Santiago, dependencias que k - En caché - Páginas similares
18 Seamos serios: nos merecemos algo más...
19 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
20 Web de datos vs. información
21 Web de información
22 Modelo de datos I: RequerimientosTodo es un recurso: páginas web, bases de datos, ampolleta del patio, dirección de la empresa, etc. Identificadores únicos: cada recurso tiene un único identificador Vocabularios compartidos: predicados deben ser comunes para todos en un área Estructura extensible y distribuída: todos pueden agregar su información y nadie debe ser dueño de toda
23 Modelo de datos: XML no es suficiente
24 Modelo de datos: XML no es suficienteModelo es un árbol (no un grafo) Hijos están ordenados Esquemas no permiten extensibilidad distribuída pero sobretodo: XML modela documentos, y el mundo real no es un documento, sino una red de relaciones (aunque no olvidemos que hay muchos documentos)
25 Modelo de datos II: la soluciónResource Description Framework (RDF) La información es un grafo dirigido etiquetado que modela las relaciones entre objetos Nodos: recursos Arcos: propiedades Las oraciones tienen de la forma: predicado objeto sujeto
26 Modelo de datos III: propiedades de RDFExpresividad: fragmento conjuntivo de la lógica de primer orden Complejidad: tratable bajo condiciones “razonables” Soporte teórico: modelo de grafos en Bases de Datos, Redes semánticas
27 Web de información: consultaPediatras de Santiago que atiendan por Fonasa Beaucheff Pediatra calle especialidad dirección ciudad Santiago ?X convenio Fonasa
28 Lenguajes de Consulta para la Web Semántica(2000) rdfDB: basado en correspondencia de patrones simples. (2001) SquishQL: navegación en grafo, variables para nodos en patrones, filtros. Implementaciones: RDQL, InkLink. (2002) RQL: enfoque funcional a la OQL, variables para nodos y arcos en patrones. (2003) DQL: considera un grafo RDF como una base de conocimiento.
29 RDF: Sentencias sobre Sentencias (Reificación)
30 Sintaxis XML para RDF
31 Web de información: relaciones entre conceptos
32 Web de información: OntologíasEntendimiento compartido de algún dominio de interés Vocabulario aceptado por una comunidad amplia Facilitan descripciones, búsqueda semántica y razonamiento Similar a esquemas en bases de datos tradicionales pero aceptados globalmente
33 Ejemplo: Ontología para fuentes naturales de aguaFuenteNaturalDeAgua CorrienteDeAgua CuerpoDeAgua Arroyo Río Tributario Lago Oceano Mar Propiedades: largo: Literal desembocaEn: CuerpoDeAgua Vertiente
34 Modelo de datos IV: RDF Schema (RDFS)Vocabulario para definir Ontologías Clases, subclases y propiedades. (Rio,rdfs:type,rdfs:class) (Rio,rdfs:subclass,CorrienteDeAgua) (desembocaEn,rdf:type,rdfs:property) (desembocaEn,rdf:domain,Rio) (desembocaEn,rdf:range,CuerpoDeAgua)
35 Inferencia usando RDFSOceano Lago CuerpoDeAgua Río CorrienteDeAgua Propiedades: longitud: Literal desembocaEn: CuerpoDeAgua Mar FuenteNaturalDeAgua Tributary Arroyo Vertiente (Yangtze,rdfs:type,Río) (Yangtze,longitud,”6300 Km”) (Yangtze,desembocaEn,MarEsteChina) Inferencia: (Yangtze,rdfs:type,CorrienteDeAgua) (Yangtze,rdf:type,FuenteNaturalDeAgua) (MarEsteChina,rdfs:type,CuerpoDeAgua)
36 Búsqueda usando una ontología (Shoe)Seleccionar una Ontología “Fuentes naturales de agua” Seleccionar la categoría que mejor describa el tópico de la consulta: “Río” Usar propiedades de la categoría que para restringir la búsqueda “Longitud > 5000 km & desembocaEn = Lago” Ingresar los términos de la consulta “Yang”
37 Seamos serios; lo anterior es utopía si no resolvemos:Escalabilidad Falta de integridad referencial Autoridad distribuída Múltiples fuentes Diversidad de contenidos Uso impredecible de la información ... y sobretodo, operar con grafos con muchos nodos
38 Seamos serios; debemos investigar:Grafos que modelen procesos y datos reales (redes complejas) Bases de datos de grafos Interfaces para visualizar grafos Aplicaciones de marcado a gran escala
39 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / metadatos - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
40 Web de Conocimiento Razonamiento: Juan Pérez es pediatra,luego atiende niños. Prueba: credenciales de Juan Pérez + certificado de actualización + definición de pediatra Validación: determinar si Juan Pérez es pediatra, dadas sus credenciales del Colegio Médico + certificado + etc.
41 Web de Conocimiento Web Ontology Language (OWL)Extiende RDFS para definir/relacionar ontologías Posibilita un nivel avanzado de inferencia para la Web Semántica Permite: definir y restringir clases (conceptos). definir y restringir propiedades. definir relaciones entre clases.
42 OWL Características de PropiedadesinverseOf, FunctionalProperty, InverseFunctionalProperty, TransitiveProperty, SymmetricProperty. Igualdad/desigualdad: equivalentClass, equivalentProperty, sameIndividualAs, differentFrom, allDifferent. Definición de Clases: intersectionOf, unionOf, complementOf. Restricciones de Cardinalidad: minCardinality, maxCardinality, cardinality Otros...
43 Definición de Clases en OWLClase F: “ríos que desembocan en el mar” Oceano Lago CuerpoDeAgua Río CorrienteDeAgua Propiedades: longitud: Literal desembocaEn: CuerpoDeAgua Mar FuenteNaturalDeAgua Tributary Arroyo Vertiente
44 Primitivas en OWL para Definir Clases
45 OWL Full, OWL DL y OWL Lite
46 Ontologías: HerramientasRDF Instance Creator (RIC) Limited OWL capabilities OilEd: Editor for ontologies Mostly for DAML+OIL, exports OWL but not a current representation OWL Validator: Web-based or command-line utility Performs basic validation of OWL file Dumpont: a simple class and hierarchy property viewer, which also works with OWL, e.g., OWL Ontology Validator: a "species validator" that checks use of OWL Lite, OWL DL, and OWL Full constructs Euler: an inference engine which has been used for a lot of the OWL Test Cases Chimaera: Ontology evolution environment (diagnostics, merging, light editing) Mostly for DAML+OIL, being updated to export and inport current OWL DAML Tools Page -
47 Editores de Ontologías: Protégé 2000 (stanford Medical Info)
48 Seamos serios: OWL es una Lógica DescriptivaEs necesario determinar ámbitos de aplicabilidad No es escalable como RDF
49 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones
50 Aplicaciones I: Directorios y Catálogos WebOpen Directory Project (www.dmoz.org), catálogo de editores distribuídos Openguides.org. guía de editores distribuídos
51 Aplicaciones II: Dublin Core (dublincore.org)Vocabulario liviano para representar metadatos sobre recursos: Propuesto desde la comunidad de bibliotecología. Title, Contributor, Author/Creator, Publisher, Subject, Description, Date, Resource, Format, Resource Identifier, Language, Source, Coverage, Rights.
52 Aplicaciones II: Dublin Core, Ejemplo
53 Aplicaciones III: Redes Sociales¿Cómo encontrar personas: con intereses similares a los de uno? relacionadas a alguien? autoridades en un tópico? etc. Redes sociales: Información personal en la Web semántica. Enlaces a información personal de personas conocidas.
54 Aplicaciones III: Friendo Of A Friend, Brickley & Millerfoaf:Person foaf:Person rdf:type rdf:type foaf:name foaf:name Michael Souris foaf:knows Donald Canard foaf:mbox foaf:mbox
55 Aplicaciones III: FOAF, Ejemplo
56 Aplicaciones III: Publicación de datos FOAF¿Cómo mis datos FOAF pueden ser conocidos por otros usuarios? Soy “conocido” por alguien “conocido”: Vía “FOAF:knows” Publicando mi info en FOAF Bulleting Board: Sitio con enlaces a decenas de archivos FOAF Incluyendo en mi sitio Web un enlace a mi archivo FOAF:
57 Aplicaciones III: herramientas para FOAFFOAF Explorer Vista HTML de FOAF FOAFNaut Visualización de relaciones entre personas Plink Sitio de redes sociales FOAFBot, Whwhwhwh Interfaces IRC sobre FOAF
58 Aplicaciones IV: Búsqueda SemánticaPediatras que vivan a menos de 10 cuadras de mi casa Hoteles 3 estrellas en Viña del Mar que estén cerca del casino Carreras del área biología en Universidad de Cauca Nombre y dirección postal de profesores de escuelas primarias de Bogotá
59 Aplicaciones IV: Búsqueda Semántica (Guha, McCool, Miller)
60 Aplicaciones V: Consultas Avanzadas¿Cuál es la relación entre dos personas? Asociaciones semánticas. ¿Es esta persona “autoridad” en física teórica? Ranking de objetos: PageRank, HITS. ¿Es válido documento que me envió esta persona? Inferencia: RDFS, OWL, XML Schema.
61 Aplicaciones V: Asociaciones Semánticas (A. Seth, LSDIS, U de Georgia)“relaciones complejas que capturan conectividad y similaridad de entidades en una base de conocimiento”
62 Aplicaciones V: Ranking de AsociacionesConsulta de asociación entre “Hubwoo” (compañía) y “Soneri” (banco) entrega asociaciones en una BD de 800,000 entidades (sistema LSDIS). Los resultados deben ser entregados a los usuarios en un orden (Ranking).
63 Aplicaciones V: Ranking de AsociacionesCriterios Semánticos: Contexto: si el camino pasa por regiones de interés Especialización: caminos más/menos generales Confianza: caminos pasan por distintas fuentes de datos Criterios Estadísticos: Rareza: frecuencia de la asociación Popularidad: asociaciones que pasan por entidades muy conectadas en el grafo Largo: caminos más/menos largos
64 Web Semántica en la U de ChileAplicaciones Anuario de Departamentos de Computación (Depmark) Integrador de RSS Sistema Administrador de Servicios Web Semánticos Grupo Blog, Wiki, Jueves semánticos
65 Web Semántica en la U de ChileFundamentos Bases de datos Representación del Conocimiento, Lógica Inteligencia Artificial Lenguajes: ¿Cómo representar la info de la Web Semántica? ¿Cómo especificar la Información que buscamos?
66 Contenido Motivación de la Web Semántica Web de datos / objetosHTML / XML Web de información / relaciones - RDF Web de conocimiento / razonamiento OWL Aplicaciones Conclusiones / Resumen
67 Conclusiones La Web Semántica es un proyecto, no una religiónNo pretende construir otra Web, sino incorporarle semántica a la única existente ¡No resolverá todos los problemas de la humanidad! Problemas actuales: Incorporación de metadatos a gran escala Automatización de servicios Modelo de datos de grafos Escalabilidad Confianza y seguridad
68 Web Semántica: Definición Oficial“The Semantic Web is the representation of data on the World Wide Web. It is a collaborative effort led by W3C with participation from a large number of researchers and industrial partners. It is based on the Resource Description Framework (RDF), which integrates a variety of applications using XML for syntax and URIs for naming.” This is the official W3C definition. The important take home points are these. The semantic web is about data. It’s about data processing by machines. It’s a collaborative, open, standards-based effort (like HTML and XML in fact) RDF is the language of the semantic web, just as HTML is the language of the web. RDF is a model not a syntax The official syntax of RDF is XML, but that is not the only way, as we shall see. URIs (uniform resource identifiers) are a way of uniquely referring to things (web pages, people, concepts) in such a way that we can encode assertions about those things, and integrate such assertions without risking name conflicts (Java the island vs Java the language…)
69 Web Semántica en la Actualidad
70 Arquitectura de la Web Semántica
71 Referencias (artículos)The Semantic Web, Scientific American, May 2001, Tim Berners-Lee, James Hendler and Ora Lassila Listas de artículos en la W3C Integrating applications on the Semantic Web Jim Hendler, Tim Berners-Lee and Eric Miller, Journal IEE Japan, 122(10): , 2002.
72 Referencias (opiniones)The Semantic Web, Tim Berners-Lee 2002 W3C list Aaron Swartz interview January Eric Miller (W3C semantic web activity lead) talk, early 2004
73 Referencias (herramientas)Jena – the ‘swiss army knife’ of the semantic web, produced by Hewlett-Pckard Laboratories in Bristol and Palo Alto Try the Jena tutorial to get a first introduction to semweb development Protégé – Easy ontology creation, from Stanford University TAP – semantically assisted Google! Online demo at