Posts tagged ‘ontologie’

Grudzień 31, 2011

Semantic Web w muzeum

- autor: tsissput

Technologia Semantic Web trafiła do muzeum już przed kilkoma laty, jednak nie w charakterze eksponatu, a jako narzędzie do prezentacji tychże osobom, które wolą się nie ruszać sprzed monitorów. Oczywiście takie „zwiedzanie” nie zastąpi prawdziwego kontaktu z eksponatem, choćby przez szybę, ale ma też swoje zalety. Dzięki grupie Finów, twórców portalu MuseoSuomi ( http://www.museosuomi.fi ), nie musimy jeździć do Finlandii, aby przeglądać zasoby Muzeum Narodowego w Helsinkach oraz muzeów miejskich w Espoo i Lahti. Przeglądanie to jest atrakcyjniejsze za sprawą możliwości poruszania się po międzymuzealnej „wystawie” za pomocą semantycznych powiązań między obiektami.

Dlaczego?

Dane o muzealnych kolekcjach zawierają bogate semantycznie informacje – eksponaty są na różne sposoby powiązane z otoczeniem, społeczeństwem i innymi eksponatami. Na przykład krzesło może być wykonane z dębu i skóry, może być w określonym stylu, może być zaprojektowane przez znanego projektanta, produkowane przez pewną firmę w pewnym przedziale czasowym, użyte w pewnym budynku razem z innymi meblami itd. Inne eksponaty, miejsca, przedziały czasowe, projektanci, firmy itp. mogą być związane z krzesłem poprzez ich własności, tworząc skomplikowaną, semantyczną sieć powiązań. Ta sieć nie jest ograniczona do pojedynczej kolekcji, ale rozciąga się na inne, powiązane kolekcje w innych muzeach.
Technologia Semantic Web daje nowe możliwości związane z publikacją muzealnych kolekcji w sieci: standardy języków i ontologii sprawiają, że niejednorodne kolekcje różnego rodzaju są zdolne do współdziałania – to pozwala np. na tworzenie dużych, międzymuzealnych „wystaw”. Ponadto, aplikacje bazujące na semantyce kolekcji mogą być bardziej użyteczne i wszechstronne.

MuseoSuomi – Fińskie Muzea w Semantic Web

Portal MuseoSuomi stanowi międzymuzealną „wystawę” ponad 4000 kulturalnych artefaktów (w 2005 r.), takich jak tkaniny, meble, narzędzia itp., a także metadane dotyczące 260 historycznych miejsc w Finlandii.
Celem jego rozwijania były:
– globalny wgląd w rozproszone, niejednorodne kolekcje tak, jakby były w jednym, jednolitym repozytorium,
– wyszukiwanie informacji na podstawie pojęć ontologicznych, a nie tylko słów kluczowych,
– pokazywanie użytkownikowi semantycznych powiązań między elementami kolekcji, kolekcjami i kontekstem,
– zapewnienie muzeom środka łatwej publikacji danych o lokalnych eksponatach.
Muzea używają różnych baz danych i różnych schematów. Stanowi to poważną przeszkodę w wyszukiwaniu informacji. Można byłoby oczywiście stworzyć interfejs webowy, który rozesłałby zapytania do poszczególnych baz i scalił wyniki, jednakże przy przetwarzaniu zapytań lokalnie w każdej bazie, globalne zależności mogą być trudne do znalezienia. Jako że wyeksponowanie tych semantycznych powiązań stanowiło jeden z głównych celów MuseoSuomi, zastosowano inne rozwiązanie: lokalne kolekcje są najpierw łączone w globalnym repozytorium, w oparciu o które przetwarzane są zapytania. Aby umożliwić współdziałanie kolekcji, stosuje się w nich te same ontologie.
Elementy kolekcji są reprezentowane jako strony WWW, a ich semantyczne powiązania jako odnośniki. Wyzwaniem w takim podejściu jest połączenie danych z lokalnych (różnych) baz w globalnym repozytorium.

Proces tworzenia zawartości

Dane, które posłużyły do stworzenia MuseoSuomi pochodziły z czterech baz używających różnych systemów (Ingress, MS Server, MS Access). Częścią projektu było stworzenie procesu transformacji lokalnych, niejednorodnych baz danych w globalną bazę wiedzy w formacie RDF, dostosowaną do używanych ontologii. Proces ten był projektowany tak, aby nowe muzealne kolekcje były importowane do portalu MuseoSuomi jak najłatwiej, a muzea miały maksymalną możliwą swobodę, dostosowując się tylko do niezbędnych ograniczeń nakładanych przez portal czy innych dostawców zawartości. Na przykład dwa muzea mogą używać różnych terminów do określenia tej samej rzeczy – system powinien zaakceptować różne terminy, jeśli są konsekwentnie używane oraz dostarczono ich znaczenie łączące je z globalnymi ontologiami.

Proces tworzenia zawartości w MuseoSuomi

Jak przedstawia ilustracja, proces ten składa się z trzech części. Najpierw dane z baz relacyjnych są transformowane do języka XML (zgodnie z przyjętym schematem XML, dzięki czemu stają się jednorodne składniowo). Następnie na podstawie danych w XML tworzone są definicje terminologii w języku RDF. Identyfikatory z poziomu XML są mapowane na URI w muzealnych ontologiach. Trzeci etap stanowi transformacja danych w XML otrzymanych w pierwszym etapie, za pomocą definicji wytworzonych w drugim etapie, do postaci RDF zgodnej z globalnymi ontologiami muzealnymi.

Podczas mapowania wartości ontologicznych na URI, pojawiają się dwa problemy: nieznane wartości i homonimy. W przypadku nieznanych wartości, mapuje się daną wartość na bardziej ogólne pojęcie albo na zasób uznawany za nieznany. Na przykład, jeśli wiadomo, że dany artefakt został wyprodukowany w jakimś mieście w Laponii, można stworzyć „nieznaną” instancję klasy Miasto i wskazać, że jest ona częścią Laponii oraz miejscem wytworzenia danego artefaktu.
Problem homonimów pojawia się, kiedy pojęcia z różnych ontologii o innym znaczeniu zostały nazwane tak samo. Na przykład fińskie słowo „kilvet”, jako wartość właściwości „typ artefaktu” może oznaczać zarówno szyld jak i herb. W MuseoSuomi rozwiązano to tak, że uznawane są wszystkie możliwości, a poinformowany o problemie człowiek usuwa fałszywe interpretacje ręcznie (stwierdzono, że – przynajmniej w języku fińskim – problem ten nie występuje zbyt często, jako że homonimami zazwyczaj są słowa występujące w ontologiach o różnych dziedzinach; jednak w przypadku języków mających więcej homonimów, takich jak angielski, może to być bardziej kłopotliwe).

Interfejs użytkownika

Znaczna część zawartości Semantic Web jest publikowana poprzez portale udostępniające użytkownikowi dwie podstawowe usługi: wyszukiwanie oparte na semantyce zawartości i dynamiczne tworzenie odnośników między stronami oparte na semantycznych zależnościach. Jest tak również w przypadku MuseoSuomi.
Wyszukiwarka tego portalu jest oparta na wieloaspektowym paradygmacie wyszukiwania. Kategorie użyte do sklasyfikowania obiektów są zorganizowane w hierarchie zwane aspektami. Hierarchie te są pokazywane użytkownikowi, aby dać mu pogląd na to, jakiego rodzaju informacje znajdują się w repozytorium i dostarczyć właściwego słownictwa do wydawania zapytań. Są także wykorzystywane do przedstawienia zawartości repozytorium i wyników zapytań w różnych kontekstach. Stanowią także pomoc przy przeglądaniu zawartości repozytorium. Liczba obiektów należących do danej kategorii jest wyświetlana przy jej nazwie, co może zapobiec wybraniu przez użytkownika kategorii, do której nic nie należy.


Powyższa ilustracja przedstawia interfejs wyszukiwania MuseoSuomi. Po lewej widnieje dziewięć aspektów (np. Esinetyyppi – Typ artefaktu, Materiaali – Materiał). Odnośniki pod nazwą aspektu stanowią kolejny poziom podkategorii. Zapytanie jest wydawane poprzez kliknięcie nazwy kategorii. Po wybraniu kategorii wyniki są ograniczane tylko do obiektów należących do tej kategorii bądź którejś z jej podkategorii. Na przykład wybierając kategorię „Krzesła” z aspektu „Typ artefaktu” i kategorię „Helsinki” z aspektu „Miejsce wytworzenia”, użytkownik może wyszukać wszystkie krzesła (dowolnego podtypu) wyprodukowane w Helsinkach (włączając wszystkie bardziej szczegółowe lokalizacje znajdujące się w Helsinkach).
Wyszukiwanie według słów kluczowych również jest możliwe – są one dopasowywane najpierw do nazw kategorii, a następnie do danych dotyczących artefaktów. Tworzony jest dynamicznie dodatkowy aspekt – zawiera on wszystkie dopasowane do słowa kluczowego kategorie.

 

 

Klikając na artefakt należący do wyników zapytania, użytkownik uzyskuje dostęp do danych go opisujących (patrz ilustracja). Oprócz odnośników ułatwiających poruszanie się po wynikach zapytania (u góry) oraz po całej strukturze hierarchii (na dole), po prawej stronie znajdują się odnośniki do artefaktów na swój sposób podobnych do aktualnie oglądanego, np. wykonanych z tego samego materiału, w tej samej lokalizacji czy przedziale czasowym lub związanych z podobnymi wydarzeniami. To właśnie one dają użytkownikowi niezwykłą swobodę poruszania się po kolekcji.

 

Źródło: „MuseumFinland – Finnish Museums on the Semantic Web” – Eero Hyvönen, Eetu Mäkelä, Mirva Salminen, Arttu Valo, Kim Viljanen, Samppa Saarela, Miikka Junnila, and Suvi Kettula

Autor: Krzysztof T. Pawlak, 84864