Semantic Technologies - Proseminar Künstliche
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Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Technologies Proseminar Künstliche Intelligenz Universität Ulm Mario Volke 15. Juli 2008 1 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 Semantic Web 3 Schlusswort 2 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Einführung Motivation DEMO “Who was president of the US when Barack Obama was a teenager?” Semantische Suche auf http://www.trueknowledge.com 3 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Einführung Was ist semantische Technologie? Wissensrepräsentation: • Wissen maschinenlesbar modellieren • Wissen effizient nutzen • Neues Wissen schlussfolgern (Reasoning) 4 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Einführung Was ist semantische Technologie? semantische Technologie + intelligente Software = intelligentes System 5 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web Die Idee Semantic Web • Vorschlag des WWW Begründers Sir Tim Berners-Lee • Aus dem Jahr 2001 • W3C standardisiert Webtechnologien seit 1994 • Bereits etliche Standards für Semantic Web vorhanden 6 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web Die Idee Bisher: Abbildung: Das Web als Verbund vieler HTML-Dokumente 7 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web Die Idee Jetzt: Abbildung: Das “Internet der Dinge” 8 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web Layer Cake Abbildung: Semantic Web Layer Cake 9 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web XML XML: Extensible Markup Language • Erstmals spezifiziert durch W3C im Jahr 1998 • Hierarchisch organisierte Auszeichnungssprache • Basierend auf Textdateien • Serialisierung beliebiger Sprachen 10 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web XML Eine einfache XML-Datei hat folgende Gestalt: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <person> <name>Müller</name> <firstname>Anna</firstname> <gender>female</gender> </person> 11 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web URI URI: Uniform Resource Identifier • Identifikation beliebiger Ressourcen (“Dinge”) Aufbau <Schema>:<Schema-spezifischer Teil> Beispiele Folgende URIs und Schemata sind typisch: http://www.w3.org/2001/sw/ mailto:[email protected] ftp://192.168.2.1/data.rdf urn:oasis:names:specification:docbook:xml:4.1.2 12 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web URI URI: Uniform Resource Identifier • Identifikation beliebiger Ressourcen (“Dinge”) Aufbau <Schema>:<Schema-spezifischer Teil> Beispiele Folgende URIs und Schemata sind typisch: http://www.w3.org/2001/sw/ mailto:[email protected] ftp://192.168.2.1/data.rdf urn:oasis:names:specification:docbook:xml:4.1.2 12 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web URI URI: Uniform Resource Identifier • Identifikation beliebiger Ressourcen (“Dinge”) Aufbau <Schema>:<Schema-spezifischer Teil> Beispiele Folgende URIs und Schemata sind typisch: http://www.w3.org/2001/sw/ mailto:[email protected] ftp://192.168.2.1/data.rdf urn:oasis:names:specification:docbook:xml:4.1.2 12 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDF RDF: Resource Description Framework • W3C Standard • Beschreibungssprache für bel. Informationen • Triples: Subjekt, Prädikat, Objekt • Verschiedene Serialisierungsmöglichkeiten vorhanden • Die Datenebene des Semantic Web 13 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDF ...#Person < ...#type > ...#me < ...#fullName > Erik Miller < ...#mailbox > mailto:[email protected] < ...#personalTitle > Dr. Abbildung: Ein RDF-Graph beschreibt die Person Erik Miller 14 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDF Einfache Serialisierung in N-Triples (gekürzte URIs): <...#me> <...#me> <...#me> <...#me> <...#type> <...#Person> . <...#fullName> "Erik Miller" . <...#mailbox> <mailto:[email protected]> . <...#personalTitle> "Dr." . 15 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDF Komplexe Serialisierung in XML: <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:contact="http://www.w3.org/2000/10/swap/pim/contact#"> <contact:Person rdf:about="http://www.w3.org/People/EM/contact#me"> <contact:fullName>Eric Miller</contact:fullName> <contact:mailbox rdf:resource="mailto:[email protected]"/> <contact:personalTitle>Dr.</contact:personalTitle> </contact:Person> </rdf:RDF> 16 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Exkurs Taxonomie Taxonomie: • Klassifikation von Information • Hierarchische Organisation • Geeignet für Metadaten 17 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Exkurs Taxonomie Beispiel: Dublin Core Weit verbreitete Taxonomie für Dokumente. DC.creator = "Max Mustermann" DC.subject = "Schlagwörter, etc" DC.description = "kurze Zusammenfassung" DC.language = "de" ... 18 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Exkurs Ontologie Ontologie: • Beliebige Informationen modellieren • Darstellung als gerichteter, azyklischer Graph • Teilmenge der Prädikatenlogik • Komplexe Relationen abbildbar 19 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Exkurs Ontologie String Person propert y:name String propert y:first name propert y:gender subClassOf Woman Gender subClassOf subClassOf Female Male gender:hasValue Abbildung: Beispielontologie – Eine Definition von Woman 20 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDFS & OWL RDFS: RDF-Schema und OWL: Web Ontologie Language • W3C Standard Ontologiesprachen • Serialisierung in XML • OWL wesentlich mächtiger als RDFS • Die Strukturebene des Semantic Web 21 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web RDFS & OWL Struktur Taxonomien Ontologien Daten OWL RDFS RDF Abbildung: Struktur und Daten im Semantic Web 22 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web SPARQL SPARQL: Query Language for RDF • W3C Standard seit 2008 • Abfragesprache für das Semantic Web • Ähnlich wie SQL • SPARQL-Engines führen SPARQL-Abfragen aus 23 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web SPARQL Beispiel 24 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web SPARQL Gegeben seien folgende RDF-Triples: _:a _:a _:b _:b _:c <...#name> <...#mbox> <...#name> <...#mbox> <...#mbox> "Johnny Lee Outlaw" . <mailto:[email protected]> . "Peter Goodguy" . <mailto:[email protected]> . <mailto:[email protected]> . 25 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web SPARQL Mögliche SPARQL-Abfrage: PREFIX SELECT WHERE { ?x ?x foaf:<...> ?name ?mbox foaf:name ?name . foaf:mbox ?mbox } 26 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web SPARQL Ergebnis der SPARQL-Abfrage: name "Johnny Lee Outlaw" "Peter Goodgu" mbox <mailto:[email protected]> <mailto:[email protected]> 27 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Semantic Web Offene Diskussionen und Probleme • Hype des Semantic Web geprägt durch Missverständnisse • Semantische Technologien zu komplex für den Durchschnittsnutzer • Automatische Überführung von Daten nach RDF schwierig • Sicherheit im Semantic Web – Proof und Trust – noch unausgereift 28 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Schlusswort Anwendungsgebiete Semantic Desktop Semantic Search Enterprise Knowledge Management OWL RDF SPARQL etc RDFS URI XML Semantic Web Abbildung: Aktuelle Anwendungsgebiete semantischer Technologien 29 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Schlusswort Fazit und Ausblick • Kernprachen und -technologien sind vorhanden und standardisiert • Nicht alle technologische Lücken sind bereits geschlossen • Community verzeichnet ständig Fortschritte • Semantische Technologien sind universell einsetzbar • Die meisten Anwendungen sind noch in Entwicklung 30 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Schlusswort Noch fragen? 31 / 32 Einführung Semantic Web Schlusswort Schlusswort </Talk> Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 32 / 32
