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Chapter 6A Semantic Web Primer 1 Chapitre 6 Applications Grigoris Antoniou Frank van Harmelen.

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1 Chapter 6A Semantic Web Primer 1 Chapitre 6 Applications Grigoris Antoniou Frank van Harmelen

2 Chapter 6A Semantic Web Primer 2 Sommaire 1. Produits sur l'information transversale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

3 Chapter 6A Semantic Web Primer 3 Elsevier - exposé du cas Elsevier est un important éditeur scientifique Ses produits sont essentiellement organisés dans les filières traditionnelles: – abonnement à des revues La disponibilité en ligne de ces revues n'a, jusqu'à présent pas fondamentalement changé l'organisation de la production Les clients d'Elsevier peuvent s'abonner au contenu en ligne

4 Chapter 6A Semantic Web Primer 4 Elsevier – posons le problème Les revues traditionnelles sont des produits verticaux (par filière) La segmentation dans les diverses sciences que couvrent les revues n'est plus la bonne solution Les clients d'Elsevier montrent un réel intérêt pour des domaines qui recoupent différentes disciplines/revues La demande soriente donc plutôt vers des produits horizontaux

5 Chapter 6A Semantic Web Primer 5 Elsevier – posons le problème (2) Il est actuellement assez difficile pour les grands éditeurs de proposer de tels produits horizontaux – les barrières de l'hétérogénéité physique et syntaxique peuvent être levées (avec XML) – par contre, le problème sémantique reste non résolu Il faut trouver comment parcourir les revues à l'aide d'une série cohérente de concepts au moyen desquels toutes ces revues sont indexées

6 Chapter 6A Semantic Web Primer 6 Elsevier – apport de la technologie du web sémantique Les ontologies et les thesaurus (ontologies très légères) ont démontré leur efficacité dans l'accès aux informations – ils facilitent la solution de certains problèmes de la recherche par texte libre – ils relient et groupent les termes pertinents d'un domaine – ils fournissent un vocabulaire maîtrisé pour l'indexation des informations

7 Chapter 6A Semantic Web Primer 7 Elsevier – apport de la technologie du web sémantique (2) Plusieurs thesaurus ont été développés dans divers secteurs spécialisés – Informations médicales: MeSH et le thesaurus Elsevier des sciences de la vie EMTREE RDF sert de format d'interopérabilité entre les sources de données hétérogènes EMTREE est lui-même représenté en RDF

8 Chapter 6A Semantic Web Primer 8 Elsevier – apport de la technologie du web sémantique (3) Chacune des sources de données séparées est cartographiée dans cette ontologie unificatrice – l'ontologie sert ensuite de point d'entrée unique pour toutes ces sources de données

9 Chapter 6A Semantic Web Primer 9 Sommaire 1. Produits sur l'information horizontale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

10 Chapter 6A Semantic Web Primer 10 Audi - posons le problème Dans une entreprise, l'intégration des données est un gigantesque problème interne – c'est le poste budgétaire le plus élevé du département informatique des grandes sociétés – Audi exploite des milliers de bases de données Les logiciels intermédiaires classiques améliorent et simplifient le processus d'intégration – mais il y manque l'échange d'informations basé sur la sémantique des données

11 Chapter 6A Semantic Web Primer 11 Audi – apport de la technologie du web sémantique Les ontologies peuvent rationaliser des sources de données disparates en un seul contenant d'information Sans perturber les applications existantes: – en créant des ontologies pour les sources de données et de contenu – en ajoutant une information de domaine générique L'ontologie est cartographiée dans les sources de données offrant aux applications un accès direct aux données via l'ontologie

12 Chapter 6A Semantic Web Primer 12 Audi – exemple de l'appareil photo twin mirror mm zoom /2000 sec. to 10 sec.

13 Chapter 6A Semantic Web Primer 13 Audi – exemple de l'appareil photo (2) twin mirror 300mm zoom 4.5 1/2000 sec. to 10 sec.

14 Chapter 6A Semantic Web Primer 14 Audi – exemple de l'appareil photo (3) Le lecteur humain peut voir que ces deux formats parlent du même objet – on sait que SLR (reflex) est un type d'appareil photo et que fstop est synonyme d'ouverture Il est possible d'intégrer spécifiquement ces sources de données par un traducteur Mais ne résoudrait que ce problème spécifique d'intégration Face à un autre format de données pour des appareils photo, il faudrait répéter le même processus

15 Chapter 6A Semantic Web Primer 15 Audi – ontologie des appareils photo en OWL

16 Chapter 6A Semantic Web Primer 16 Audi – utilisation de l'ontologie Supposons que l'application A – utilise le deuxième codage – reçoit les données d'une application B qui utilise le premier codage Supposons qu'il rencontre SLR – l'ontologie renvoit SLR est un type de Camera (appareil photo) – relation entre quelque chose qu'il connaît (SLR) et quelque chose qu'il ne connaît pas (Camera)

17 Chapter 6A Semantic Web Primer 17 Audi – utilisation de l'ontologie (2) Supposons que A rencontre f-stop – l'ontologie renvoit: f-stop est synonyme de ouverture Couvre l'écart terminologique entre quelque chose que A ne connaît pas et quelque chose que A connaît La divergence syntaxique n'est plus un obstacle

18 Chapter 6A Semantic Web Primer 18 Sommaire 1. Produits sur l'information horizontale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

19 Chapter 6A Semantic Web Primer 19 Swiss Life – exposé du cas Swiss Life est une des grandes compagnies d'assurance sur la vie en Europe – employés, $14 milliards de primes souscrites – présente dans environ 50 pays Les ressources essentielles de toute entreprise visant à résoudre les immenses tâches quimpliquent les connaissances sont: – les connaissances tacites, les compétences personnelles et le professionnalisme de ses employés

20 Chapter 6A Semantic Web Primer 20 Swiss Life – posons le problème L'une des pierres angulaires de la gestion des connaissances d'une entreprise est: – un répertoire accessible par voie électronique des compétences, expériences et principaux domaines de connaissances Un répertoire des compétences peut servir: – à rechercher ceux qui ont une compétence spécifique – à mettre en évidence les écarts de compétences et les niveaux d'habilitation – à la formation directe faisant partie du plan de carrière – à documenter le capital intellectuel de l'entreprise

21 Chapter 6A Semantic Web Primer 21 Swiss Life – posons le problème (2) Questions – comment énumérer le nombre impressionnant de compétences différentes? – comment les organiser pour pouvoir les retrouver au travers de frontières géographiques et culturelles? – comment vérifier que le répertoire est bien à jour?

22 Chapter 6A Semantic Web Primer 22 Swiss Life – apport de la technologie du web sémantique Ontologie manuelle couvrant les compétences en trois unités organisationnelles – informatique, assurance privée et ressources humaines Chaque employé de Swiss Life a été invité à créer une "page d'accueil" en se basant sur un formulaire piloté par l'ontologie 'compétences' La collection ainsi obtenue est interrogée à l'aide d'une interface à base de formulaires générant des requêtes RQL

23 Chapter 6A Semantic Web Primer 23 Swiss Life – ontologie 'compétences' 1

24 Chapter 6A Semantic Web Primer 24 Swiss Life – ontologie 'compétences' (2)

25 Chapter 6A Semantic Web Primer 25 Swiss Life – ontologie 'compétences' (3)

26 Chapter 6A Semantic Web Primer 26 Sommaire 1. Produits sur l'information transversale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

27 Chapter 6A Semantic Web Primer 27 EnerSearch – exposé du cas Consortium de recherche industrielle spécialisé dans l'informatique appliquée à l'énergie La structure d'EnerSearch est très différente de celle d'une entreprise de recherche classique – les projets de recherche sont menés par un groupe varié et variable de chercheurs répartis dans plusieurs pays – nombre d'entre eux ne sont pas employés par EnerSearch

28 Chapter 6A Semantic Web Primer 28 EnerSearch – exposé du cas (2) EnerSearch a une organisation de type virtuel Elle est dans les mains de plusieurs sociétés du secteur industriel ayant un intérêt affirmé dans ces recherches Par cette dispersion géographique, EnerSearch présente aussi un caractère de d'organisation virtuelle du point de vue de la diffusion des connaissances

29 Chapter 6A Semantic Web Primer 29 EnerSearch – posons le problème Fonction fondamentale de la diffusion du savoir La manière dont l'information est éparpillée sur le site web laisse beaucoup à désirer Ceux qui sont à la recherche d'informations ne sont pas satisfaits, par ex., – la gestion des chargements(??) conduit-elle à des réductions de coûts? – dans l'affirmative, quel est l'investissement initial nécessaire? – la communication 'Powerline' est-elle techniquement compétitive par rapport à l'ADSL ou les modems câblé?

30 Chapter 6A Semantic Web Primer 30 EnerSearch – apport de la technologie du web sémantique On peut se forger une image précise du genre de sujets et de questions pertinents pour ces groupes cibles On peut définir une ontologie de domaine suffisamment stable et de bonne qualité – cette ontologie légère comprend seulement une hiérarchie taxonomique – l'expressivité de RDF Schema suffit

31 Chapter 6A Semantic Web Primer 31 EnerSearch – ontologie de la pause repas... IT Matériel Logiciel Applications Communication Powerline Agent (robot) e-Commerce Agents (robots) Systèmes multi-agents (multi-robots) Agents intelligents (robots intelligents) Marché/enchères Affectation de ressource Algorithmes

32 Chapter 6A Semantic Web Primer 32 EnerSearch – utilisation de l'ontologie Utilisée de plusieurs manières pour piloter les outils de navigation sur le site web EnerSearch – carte sémantique du site web EnerSearch – distance sémantique entre les auteurs EnerSearch en termes de champ de recherche et publication

33 Chapter 6A Semantic Web Primer 33 Carte sémantique d'une partie du site EnerSearch

34 Chapter 6A Semantic Web Primer 34 Distance sémantique entre auteurs EnerSearch

35 Chapter 6A Semantic Web Primer 35 EnerSearch – QuizRDF QuizRDF vise à combiner – une vision entièrement basée sur l'ontologie – recherche classique par mot-clé sans aucun contenu sémantique L'utilisateur peut saisir des mots-clés généraux Affiche aussi les concepts dans la hiérarchie qui définissent ces articles Tous ces mécanismes de divulgation (textuels et graphiques, recherche ou consultation) sont basés sur une ontologie unique légère et sous-jacente

36 Chapter 6A Semantic Web Primer 36 Sommaire 1. Produits sur l'information horizontale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

37 Chapter 6A Semantic Web Primer 37 e-Learning – exposé Classiquement, apprendre se caractérise par: – un enseignement dispensé par un professeur – un accès linéaire – une dépendance du temps et du lieu – l'enseignement n'a pas été personnalisé mais est plutôt destiné au plus grand nombre

38 Chapter 6A Semantic Web Primer 38 e-Learning – exposé (2) Les changements sont déjà perceptibles dans l'enseignement supérieur – universités virtuelles – flexibilité et nouveaux moyens de formation – les étudiants peuvent de plus en plus choisir le rythme de leur formation, le contenu, les méthodes d'évaluation

39 Chapter 6A Semantic Web Primer 39 e-Learning – exposé (3) De plus en plus prometteur: étudier se fait tout au long de la vie – pousser les compétences de ses employés est un défi permanent pour une entreprise – les entreprises demandent des méthodes d'enseignement parfaitement synchronisées et taillées sur mesure en fonction de leurs besoins – ces critères ne sont pas compatibles avec l'enseignement traditionnel. La formation de type e- learning offre par contre de grandes perspectives

40 Chapter 6A Semantic Web Primer 40 E-Learning – posons le problème e-Learning n'est pas conduit par un instructeur Les "élèves" peuvent: – accéder au matériel didactique dans un ordre non prédéfini – composer des cours personnels par sélection du matériel Le matériel didactique doit être pourvu d'informations supplémentaires (métadonnées) pour supporter l'indexation et la récupération efficaces

41 Chapter 6A Semantic Web Primer 41 E-Learning – posons le problème (2) Des normes (IEEE LOM) sont apparues – par ex., les propriétés éducatives et pédagogiques, les droits d'accès et les conditions d'utilisation et les relations à d'autres ressources de formation Les normes souffrent d'un manque de sémantique – ce point est commun à toutes les solutions basées uniquement sur des métadonnées (approches de type XML) – la fusion de matériels de différents auteurs peut se révéler difficile – la récupération n'est pas toujours bien supportée – la récupération et l'organisation des ressources de formation doivent se faire manuellement – il existe pourtant une possibilité de le faire faire par un robot personnalisé!

42 Chapter 6A Semantic Web Primer 42 e-Learning – apport de la technologie du web sémantique Approche prometteuse permettant de répondre aux critères de l'e-learning – par ex., ontologie et métadonnées que la machine peut traiter L'élève est au centre du dispositif – les matériels didactiques, éventuellement élaborés par différents auteurs, peuvent être reliés à des ontologies bien acceptées – la personnalisation des cours peut intervenir via l'interrogation sémantique – les matériels didactiques peuvent être récupérés dans le contexte des problèmes réels, comme le décide l'élève

43 Chapter 6A Semantic Web Primer 43 e-Learning – apport de la technologie du web sémantique (2) Souplesse d'accès – l'accès aux connaissances se fait dans l'ordre exact souhaité par l'élève – une annotation sémantique spécifique définit toujours les prérequis – l'accès non linéaire est supporté Intégration – plateforme harmonisée pour les processus commerciaux des entreprises – les activités de formation peuvent être intégrées dans ces processus

44 Chapter 6A Semantic Web Primer 44 Ontologies de l'e-Learning Il faut mettre en place certains mécanismes de compréhension mutuelle: ontologies En e-Learning, on distingue trois types de connaissances (ontologies): – le contenu – la pédagogie – la structure

45 Chapter 6A Semantic Web Primer 45 Ontologies du contenu Notions de base du domaine abordé Comprend les relations entre ces notions et les propriétés fondamentales – par ex., l'étude de l'Athènes classique fait partie de l'histoire de la Grèce antique partie à son tour de l'Histoire de l'Antiquité – l'ontologie doit inclure la relation fait partie de et le fait qu'elle est transitive (par ex., exprimée en OWL) Les ontologies de contenu (OC) utilisent des relations pour capturer les synonymes, les abréviations, etc.

46 Chapter 6A Semantic Web Primer 46 Ontologie de pédagogie Les questions de pédagogie peuvent être abordées dans un ontologie de pédagogie (OP) Par ex., le matériel peut être classé comme cours, travaux pratiques, exemple, survol, exercice, solution, etc.

47 Chapter 6A Semantic Web Primer 47 Ontologies de structure Définissent la structure logique des matériels didactiques Les connaissances de ce type comprennent habituellement des relations de hiérarchie et de consultation comme previous, next, hasPart, isPartOf, requires et isBasedOn On peut aussi définir des relations entre ces relations – par ex., hasPart et isPartOf sont des relations inverses Les inférences dérivées des ontologies didactiques ne peuvent pas aller très loin

48 Chapter 6A Semantic Web Primer 48 Sommaire 1. Produits sur l'information horizontale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

49 Chapter 6A Semantic Web Primer 49 Services web Les sites web ne se contentent pas de fournir des informations statiques. Ils offrent certaines interactions et proposent souvent aux utilisateurs d'effectuer certaines actions services simples du web comprennent un simple programme, détecteur, dispositif d'accès au web services complexes du web se composent de plusieurs services simples – ils nécessitent souvent une interaction continue avec l'utilisateur – l'utilisateur peut faire des choix ou fournir des informations sous conditions

50 Chapter 6A Semantic Web Primer 50 Service web complexe L'interaction de l'utilisateur avec une boutique de musique en ligne suppose de: – rechercher des CD et des titres selon certains critères – lire des critiques et écouter des extraits – ajouter des CD à son panier d'achats – donner les détails de sa carte de banque, infos de routage et adresse de livraison

51 Chapter 6A Semantic Web Primer 51 Services web – contribution de la technologie du web sémantique Utilisation de descriptions interprétables par la machine pour les services aux automates: – découverte, invocation, composition et monitoring des services web Les sites web doivent pouvoir utiliser un ensemble de classes et de propriétés de base servant aux déclarations et descriptions des services: ontologie des services

52 Chapter 6A Semantic Web Primer 52 DAML-S et OWL-S DAML-S est une initiative visant à développer un langage d'ontologie pour les services web Il fait appel à DAML+OIL On peut le considérer comme une couche se plaçant au-dessus de DAML+OIL OWL-S est une version plus récente au-dessus de OWL

53 Chapter 6A Semantic Web Primer 53 Trois types de connaissances de base accompagnant un service Profils du service – description des offres et critères d'un service – important pour la découverte du service Modèle du service – Description de la manière dont le service fonctionne Fondements du service – protocole de communication et numéros des ports à utiliser pour contacter le service

54 Chapter 6A Semantic Web Primer 54 Profils des services Décrit les services proposés par un site web Un profil de services en DAML-S fournit les informations suivantes: – description lisible par l'homme du service et de son fournisseur – les caractéristiques des fonctions offertes par le service – des informations complémentaires comme le temps de réaction prévu et les contraintes géographiques Codé dans les primitives de modélisation des DAML-S: Par ex., classes et propriétés définies dans DAML+OIL

55 Chapter 6A Semantic Web Primer 55 Profils des services (2) OfferedService

56 Chapter 6A Semantic Web Primer 56 Profils des services (3) Propriétés définies dans cette classe: – intendedPurpose (étendue = chaîne) – serviceName (étendue = chaîne) – providedBy (étendue = est une nouvelle classe, Service-Provider, qui a diverses propriétés)

57 Chapter 6A Semantic Web Primer 57 Description fonctionnelle des services web input (saisie) décrit les paramètres nécessaires pour fournir le service – par ex., un service de dépêches sportives peut nécessiter les saisies suivantes: – date, catégorie de sport, détails de la carte de crédit du client output (sortie) spécifie les résultats du service – dans les dépêches sportives, par exemple, le résultat peut être les articles dans la catégorie demandée à une date donnée

58 Chapter 6A Semantic Web Primer 58 Description fonctionnelle des services web (2) precondition (préalables) spécifient les conditions à remplir pour réellement fournir le service – la distinction entre les saisies et les préalables peut s'illustrer par notre exemple: – les détails de la carte de crédit sont une saisie et un préalable est que la carte soit en cours de validité et le solde disponible non dépassé effect précise les effets du service – dans l'exemple, un effet peut être que la carte de crédit sera débitée d'un euro par article de presse

59 Chapter 6A Semantic Web Primer 59 Modèles de service Basés sur le concept de base du processus qui décrit un service en termes de – saisies, résultats, préalables, effets et – la composition des sous-processus des composants processus atomiques: peuvent être invoqués directement en leur adressant les messages appropriés; ils s'exécutent en une seule étape processus simples: sont les éléments d'une abstraction; leur exécution se fait en une étape mais ils ne sont pas invocables processus composites: englobent d'autres processus simples

60 Chapter 6A Semantic Web Primer 60 Composition des processus Un processus composite se compose de plusieurs structures de contrôle Les structures de contrôle proposées par DAML-S comprennent: – 'sequence', 'choice', 'if-then-else' et 'repeat-until'

61 Chapter 6A Semantic Web Primer 61 Niveau supérieur de l'ontologie des processus ProfilProcesus Atomic Processus Contrôle construction Processus composite Simple Processus Sequence RepeatUntil hasProcess realizedBy realizes expands composedBy hasProfile collaps

62 Chapter 6A Semantic Web Primer 62 Niveau supérieur de l'ontologie des processus ProfilProcesus Atomic Processus Contrôle construction Processus composite Simple Processus Sequence RepeatUntil hasProcess realizedBy realizes expands composedBy hasProfile collaps

63 Chapter 6A Semantic Web Primer 63 Sommaire 1. Produits sur l'information horizontale chez Elsevier 2. Intégration des données chez Audi 3. Recherche de compétences chez Swiss Life 4. Portail de cercles de réflexion chez EnerSearch 5. e-Learning 6. Services web 7. Autres scénarios

64 Chapter 6A Semantic Web Primer 64 Indexage de la collection multimedia à Scotland Yard Vols d'objets d'art et d'antiquités Il existe des bases de données internationales des objets d'art volés – difficulté de localisation d'objets précis dans ces bases de données – diversité des personnes susceptibles de donner des descriptions différentes – experts humains nécessaires pour faire coïncider les objets avec les entrées de la base de données

65 Chapter 6A Semantic Web Primer 65 Indexage de la collection multimedia à Scotland Yard - solution Développer des vocabulaires maîtrisés comme l'AAT (Art and Architecture Thesaurus) du trust Getty ou Iconclass thesaurus Les étendre à des ontologies complètement évoluées Développer les classificateurs automatiques faisant appel aux connaissances ontologiques de fond Prendre en charge le problème de la cartographie des ontologies

66 Chapter 6A Semantic Web Primer 66 Sous-traitance en ligne chez Daimler- Chrysler - posons le problème Les contrats statiques à long terme avec un nombre fixe de fournisseurs peuvent être remplacés par des accords dynamiques à court terme dans un marché ouvert et concurrentiel Lorsqu'un autre fournisseur propose de meilleurs prix, Daimler-Chrysler souhaite pouvoir passer chez lui Principaux pilotes à l'arrière plan du e-commerce B2B

67 Chapter 6A Semantic Web Primer 67 Sous-traitance en ligne chez Daimler- Chrysler - solution Rosetta Net est une organisation spécialisée dans ces efforts de standardisation A base XML, pas de sémantique A la place on utilise RDFS et OWL – les descriptions de produits doivent "porter leur sémantique sur leur emballage" – processus de sous-traitance B2B en ligne beaucoup plus libéraux que les actuels

68 Chapter 6A Semantic Web Primer 68 Interopérabilité des appareils chez Nokia Foisonnement des appareils numériques: – appareils PDA, téléphones mobiles, appareils photos et caméras, ordinateurs portables, accès sans fil dans les lieux publics, voitures équipées de GPS Interopérabilité entre ces appareils? La prolifération et le caractère sans fil de ces appareils exigent des architectures de réseaux capables de supporter une configuration spécifique automatisée Une des technologies fondamentales de réseau véritablement spécifique est la découverte de services

69 Chapter 6A Semantic Web Primer 69 Interopérabilité des appareils chez Nokia (2) En l'état actuel, la découverte de services et la description des possibilités nécessitent une identification a priori de ce sur quoi communiquer ou discuter Une approche plus attrayante serait la sérendipité appliquée à l'interopérabilité – interopérabilité sous conditions "non accompagnées" – appareils nécessairement conçus pour travailler ensemble

70 Chapter 6A Semantic Web Primer 70 Interopérabilité des appareils chez Nokia (3) Ces appareils devraient pouvoir: – découvrir les fonctionnalités les uns des autres – et en tirer avantage Les appareils doivent être en mesure d'en "comprendre" d'autres et de raisonner sur leurs fonctionnalités Les ontologies sont indispensables pour établir ces compréhensions "non accompagnées" des fonctions.


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