Κεφάλαιο 29 Σημασιολογικό Διαδίκτυο "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." [Berners-Lee, et al., 2001] Τεχνητή Νοημοσύνη - Β' Έκδοση Ι. Βλαχάβας, Π. Κεφαλάς, Ν. Βασιλειάδης, Φ. Κόκκορας, Η. Σακελλαρίου
Εισαγωγή Το Σημασιολογικό Διαδίκτυο ή Σημασιολογικός Ιστός (Semantic Web) αποτελεί τη μεγαλύτερη προσπάθεια αυτόματης ενοποίησης συστημάτων ώστε να συνεργάζονται διαλειτουργικά, σε παγκόσμιο επίπεδο Ο Tim Berners-Lee, που επινόησε το WWW το 1989, είχε το όραμα ενός ιστού δεδομένων αυτόματα επεξεργάσιμων από τις εφαρμογές, βάσει του νοήματος και όχι της μορφής της πληροφορίας Το κέντρο βάρους των περιεχομένων του διαδικτύου μετατοπίζεται συνεχώς από το ελεύθερο κείμενο που είναι πλήρως κατανοητό μόνο από τον άνθρωπο, προς την ημιδομημένη ή/και πλήρως δομημένη πληροφορία η οποία μπορεί να γίνει αυτόματα κατανοητή από διαδικτυακές εφαρμογές Π.χ. διαδικτυακές υπηρεσίες, ευφυείς πράκτορες Για να φτάσει το διαδίκτυο στο μέγιστο των δυνατοτήτων του, πρέπει να εξελιχθεί σε μια τέτοια μορφή στην οποία να παρέχει μια παγκοσμίως προσβάσιμη πλατφόρμα που να επιτρέπει σε αυτοματοποιημένα εργαλεία (πράκτορες) να διαμοιράζονται και να επεξεργάζονται πληροφορίες και δεδομένα για λογαριασμό των ανθρώπων-χρηστών τους. Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 2
Το Όραμα του Σημασιολογικού Διαδικτύου Το ΣΔ αποτελεί μια επέκταση του υπάρχοντος διαδικτύου Η πληροφορία που παρουσιάζεται στο χρήστη ορίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι κατανοητή από Στόχοι: τους ανθρώπους τα προγράμματα-πράκτορες Ενίσχυση της διαλειτουργικότητας της επεξεργασίας των πληροφοριών μεταξύ των πρακτόρων Διευκόλυνση της λειτουργικότητα της χρήσης του διαδικτύου από τους ανθρώπους με τη βοήθεια των πρακτόρων. Το ΣΔ βασίζεται στην ιδέα της οργάνωσης και διασύνδεσης της πληροφορίας που υπάρχει στο διαδίκτυο, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί πιο αποτελεσματικά για την ανακάλυψη αυτοματοποίηση ομαδοποίηση επαναχρησιμοποίησή της από διαφορετικές μεταξύ τους διαδικτυακές εφαρμογές Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 3
Το Διαδίκτυο Σήμερα Παράδειγμα Κάποιος χρήστης ψάχνοντας στο διαδίκτυο βρίσκει μια ιστοσελίδα που δίνει λεπτομέρειες για τη διεξαγωγή ενός επιστημονικού συνεδρίου. Πληροφορίες για τον τόπο και το χρόνο διεξαγωγής του συνεδρίου Σύνδεσμοι σε άλλα έγγραφα (π.χ. home-pages των διοργανωτών, κλπ.) Αποφασίζοντας να συμμετάσχει, πατά το κουμπί "register". Ο πράκτορας-ημερολόγιο θα μπορούσε να κάνει αυτόματα μια εισαγωγή με την κατάλληλη ώρα και μέρα της συνάντησης, έχοντας επίσης και τη δυνατότητα διασύνδεσης με όλες τις υπόλοιπες λεπτομέρειες για το συνέδριο. Το κινητό τηλέφωνο του χρήστη πρέπει να ενημερωθεί από τον πράκτορα-ημερολόγιο με τη διεύθυνση της συνάντησης υπολογίσει ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος να φτάσει εκεί υπολογίσει το χρόνο που θα χρειαστεί Στόχος του ΣΔ είναι όλα αυτά να γίνουν με το πάτημα ενός πλήκτρου. Με τις σημερινές μεθόδους αναπαράστασης πληροφοριών κάτι τέτοιο δεν είναι εφικτό Οι χρήστες πρέπει να αντιγράψουν μόνοι τους τις λεπτομέρειες στα προσωπικά τους ημερολόγια, καταχωρώντας χωριστά τις ηλεκτρονικές διευθύνσεις και τα τηλέφωνά τους, κτλ. Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 4
Σημασιολογικό Διαδίκτυο και Τεχνητή Νοημοσύνη Το ΣΔ χρησιμοποιεί κλασικές μεθόδους αναπαράστασης γνώσης και συλλογιστικής, προσαρμοσμένες στο ανοικτό και απρόβλεπτο περιβάλλον του διαδικτύου Π.χ. σημασιολογικά δίκτυα, πλαίσια, λογική Οι ευφυείς πράκτορες βρίσκουν εφαρμογή στο ΣΔ Οι πράκτορες έχουν στη διάθεσή τους πληροφορίες ανεξάρτητες από τη μορφή της παρουσίασής τους στον άνθρωπο-χρήστη Οι πληροφορίες είναι συνδεδεμένες με κοινόχρηστο πλαίσιο αναφοράς (οντολογία) Το νόημά τους είναι προσβάσιμο και κατανοητό από όλους τους πράκτορες, ανεξάρτητα από το σκοπό για τον οποίο αναπτύχθηκαν. Σήμερα στο διαδίκτυο ένας πράκτορας αναζήτησης πληροφοριών Πρέπει να γνωρίζει λεπτομέρειες μορφοποίησης κάθε ιστοσελίδας από την οποία αντλεί πληροφορίες, για να απομονώσει το τμήμα εκείνο της πληροφορίας που τον ενδιαφέρει Για κάθε νέα ιστοσελίδα πρέπει να προγραμματιστεί μία καινούρια μέθοδος απομόνωσης πληροφοριών H παραμικρή αλλαγή στη δομή ή/και στη μορφή της ισοσελίδας συνεπάγεται επαναπρογραμματισμό της μεθόδου εύρεσης πληροφοριών Αυξάνεται το κόστος επεκτασιμότητας και συντήρησης του πράκτορα Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 5
Οντολογίες Οντολογία (ontology) είναι η αυστηρά μαθηματική (formal) περιγραφή ενός πεδίου γνώσης (domain) Περιλαμβάνει ένα σύνολο από όρους και τις σημασιολογικές συσχετίσεις μεταξύ τους. Οι όροι περιγράφουν κλάσεις αντικείμενων, δηλαδή έννοιες-πρότυπα σχετικές με αντικείμενα. Οι συσχετίσεις συνήθως αφορούν ιεραρχικές εξαρτήσεις μεταξύ των όρων. Άλλες πληροφορίες: Ιδιότητες των όρων Περιορισμοί γύρω από τις ιδιότητες Σχέσεις ισοδυναμίας και διαχωρισμού Σημασιολογικοί συσχετισμοί μεταξύ των όρων με τη χρήση της λογικής Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 6
Οντολογίες και Εξαγωγή Συμπερασμάτων Έλεγχος αν κάποιο αντικείμενο ανήκει σε κάποια κλάση ή όχι. Ακολουθώντας τις ιεραρχικές συσχετίσεις της οντολογίας. Έλεγχος ισοδυναμίας μεταξύ κλάσεων Ακολουθώντας τις σχέσεις ισοδυναμίας ή/και αντίθεσης μεταξύ των κλάσεων. Έλεγχος ισοδυναμίας μεταξύ κλάσεων ή αντικειμένων Βάσει λογικών συμπερασμών που προκύπτουν από την επεξεργασία των δηλώσεων και των περιορισμών της οντολογίας. Έλεγχος ασυνεπειών της οντολογίας Όταν υπάρχουν αλληλοαναιρούμενοι περιορισμοί και δηλώσεις. Αυτόματη κατηγοριοποίηση αντικειμένων στην ιεραρχία των κλάσεων όταν δεν είναι γνωστή η κλάση στην οποία ανήκουν αλλά είναι γνωστές οι ιδιότητές τους. Συγκρίνοντας τις τιμές των ιδιοτήτων των αγνώστων αντικειμένων με τους περιορισμούς των κλάσεων. Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 7
Οντολογίες και Σημασιολογικό Διαδίκτυο Ο συσχετισμός των διαδικτυακών πόρων και εφαρμογών με οντολογίες παρέχει έναν κοινό τόπο κατανόησης των ανταλλασσόμενων πληροφοριών (διαλειτουργικότητα - interoperability) Η αναζήτηση βασίζεται σήμερα σε λέξεις-κλειδιά μέσα στα έγγραφα Μειώνεται η ποιότητα (ακρίβεια) των αποτελεσμάτων της αναζήτησης Τα έγγραφα που ανακαλούνται μπορεί να χρησιμοποιούν τις λέξεις-κλειδιά με άλλο νόημα από αυτό που αναζητά ο χρήστης Π.χ., η αναζήτηση με τη λέξη "model" μπορεί να ανακαλέσει σελίδες που σχετίζονται με τη μόδα συστήματα γνώσης που κάνουν διάγνωση βασισμένη σε μοντέλα μοντέλα αυτοκινήτων Όταν οι αναζητήσεις θα γίνονται μέσω οντολογιών Οι λέξεις-κλειδιά θα συνδέονται με το νόημα που θα ήθελε ο χρήστης (με σχέσεις ιεραρχικής συσχέτισης), επιστρέφοντας έτσι μόνο τις επιθυμητές ιστοσελίδες. Οι μηχανές αναζήτησης θα μπορούν να επιστρέψουν και έγγραφα που δεν έχουν τη συγκεκριμένη λέξη-κλειδί, αλλά κάποια άλλη λέξη η οποία συνδέεται όμως νοηματικά με τη λέξη κλειδί. Π.χ., αν η λέξη "model" χρησιμοποιείται με το νόημα "είδος", τότε συνώνυμή της είναι η λέξη "brand" Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 8
Οι Πράκτορες στο Σημασιολογικό Διαδίκτυο Με την ανάπτυξη του ΣΔ, η λειτουργία των πρακτόρων στο διαδίκτυο θα αναβαθμιστεί Ως τώρα, οι πράκτορες χρησιμοποιούνταν κυρίως για την εξαγωγή πληροφοριών από ιστοσελίδες με τη χρήση ευριστικών κανόνων (wrappers, crawlers) ως διαμεσολαβητές (mediators) μεταξύ ετερογενών πηγών πληροφόρησης με αυστηρά καθορισμένη σύνταξη και σημασιολογία ανταλλαγής πληροφοριών Στο ΣΔ οι πράκτορες αναμένεται: να δέχονται αιτήματα εξυπηρέτησης από τους χρήστες τους να βρίσκουν τις πιθανές απαντήσεις στις απαιτήσεις τους να τους παρουσιάζουν τις εναλλακτικές επιλογές δράσης, ώστε οι χρήστες να παίρνουν την τελική απόφαση Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 9
Σενάριο Λειτουργίας Πράκτορα στο ΣΔ (1/3) Το Πρόβλημα και οι Αρχικές Ενέργειες Έστω κάποια έγκυος γυναίκα Χ που επισκέπτεται το γυναικολόγο στα πλαίσια της τακτικής μηνιαίας εξέτασης Ο γυναικολόγος διακρίνει κάτι ανησυχητικό στο υπερηχογράφημα, το οποίο όμως δεν έχει αρκετά μεγάλη διακριτική ικανότητα ώστε να μπορέσει να κάνει διάγνωση, και προτείνει εξέταση από κάποιο διαγνωστικό κέντρο με καλύτερο εξοπλισμό Η Χ αναθέτει στο διαδικτυακό πράκτορά της να βρει κάποιο τέτοιο διαγνωστικό κέντρο Θα ήταν επιθυμητό το διαγνωστικό κέντρο να συνεργάζεται με τον ασφαλιστικό της φορέα ώστε να μην χρειαστεί να πληρώσει. Ο πράκτορας: Ενημερώνεται από τον πράκτορα του γυναικολόγου για το είδος της εξέτασης που πρέπει να γίνει Συνδέεται με την υπηρεσία του ασφαλιστικού ταμείου για να βρει ποια διαγνωστικά κέντρα που συνεργάζονται με το ταμείο μπορούν να πραγματοποιήσουν την εξέταση Επιλέγει διαγνωστικά κέντρα που βρίσκονται κοντινότερα στη δουλειά ή στο σπίτι Ελέγχει την ποιότητα του καθενός χρησιμοποιώντας μια ανεξάρτητη υπηρεσία Εξουσιοδοτημένη απ'το Υπουργείο Υγείας να αξιολογεί διαγνωστικά κέντρα, νοσοκομεία, κλπ Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 10
Σενάριο Λειτουργίας Πράκτορα στο ΣΔ (2/3) Εύρεση Λύσεων Στη συνέχεια, ο πράκτορας: Επικοινώνησε με τους πράκτορες όσων διαγνωστικών κέντρων ικανοποιούσαν τα κριτήρια, ώστε να βρεθούν οι διαθέσιμες ώρες για την εξέταση σύμφωνα με το πρόγραμμα της Χ Παρουσίασε 2 επιλογές Καμία δεν ήταν ικανοποιητική Στην πρώτη επιλογή το διαθέσιμο ραντεβού ήταν σε δύο εβδομάδες, ενώ η εξέταση είναι επείγουσα Η δεύτερη επιλογή απαιτούσε την παραμονή της Χ στο κέντρο της πόλης 3 ώρες μετά τη λήξη του ωραρίου εργασίας της. Η Χ αποφάσισε να επαναλάβει το αίτημα στον πράκτορά, θέτοντας αυστηρότερα χρονικά όρια. Ο πράκτορας βρήκε μία νέα λύση Βρισκόταν μέσα στα χρονικά όρια που τέθηκαν Δεν ικανοποιούσε μερικά από τα αρχικά κριτήρια Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 11
Σενάριο Λειτουργίας Πράκτορα στο ΣΔ (3/3) Εναλλακτική Λύση Βρέθηκε ένα διαγνωστικό κέντρο στην περιοχή της κατοικίας της Χ Είχε διαθέσιμο ραντεβού την επόμενη ημέρα Δε συνεργάζεται με το ασφαλιστικό ταμείο γιατί χρεώνει μεγαλύτερο ποσό από το προβλεπόμενο για την εξέταση Ο πράκτορας έλεγξε ότι το ταμείο θα επέστρεφε το μέγιστο ποσό που προβλεπόταν για την εξέταση αυτή, συνεπώς η Χ θα πλήρωνε μόνο τη διαφορά Το διαγνωστικό κέντρο συγκαταλέγεται μέσα στα καλύτερα σύμφωνα με μια ανεξάρτητη αλλά πιστοποιημένη υπηρεσία αξιολόγησής τους, από την οποία βρήκε το διαγνωστικό κέντρο ο πράκτορας Ένα ακόμα πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί είναι ότι το ραντεβού είναι ακριβώς την ώρα που αρχίζει η Χ δουλειά Θα πρέπει να ειδοποιηθεί ο πράκτορας του εργοδότη για την καθυστερημένη άφιξή της Χ την επόμενη ημέρα. Ο πράκτορας προσφέρθηκε να διεκπεραιώσει την εργασία εφόσον η X ενέκρινε τη λύση Η X είδε πως τα κριτήρια που δεν ικανοποιεί αυτή η λύση δεν είναι και τόσο ανελαστικά, συνεπώς αποφάσισε να την υιοθετήσει. Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 12
Διαδικτυακές Υπηρεσίες Οι διαδικτυακές υπηρεσίες (web services) είναι προγράμματα τα οποία: είναι προσβάσιμα μέσω διαδικτύου με τη χρήση μιας διαδικτυακής διεύθυνσης (URL) οι παράμετροι δεδομένων εισόδου και εξόδου τους ορίζονται και περιγράφονται με τη χρήση της γλώσσας XML Οι δυνατότητες των διαδικτυακών υπηρεσιών ανακαλύπτονται αυτόματα από άλλα προγράμματα Στη συνέχεια τα προγράμματα επικοινωνούν με τις διαδικτυακές υπηρεσίες με τον τρόπο που καθορίζεται στον ορισμό κάθε υπηρεσίας Τα μηνύματα βασίζονται επίσης στη γλώσσα XML και μεταφέρονται με πρωτοκόλλα του διαδικτύου Η χρήση των διαδικτυακών υπηρεσιών επεκτείνεται ραγδαία. Ο τελικός στόχος είναι οι εφαρμογές να αλληλεπιδρούν μέσω διαδικτύου, με τη χρήση κοινότυπων πρωτοκόλλων και "ανοικτών" προτύπων βασισμένων στην XML. Οι εφαρμογές των διαδικτυακών υπηρεσιών είναι πάρα πολλές Π.χ., ηλεκτρονικό εμπόριο, ηλεκτρονική διακυβέρνηση, επιστημονικές εφαρμογές Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 13
Αρχιτεκτονική Διαδικτυακών Υπηρεσιών Ανταλλαγή μηνυμάτων SOAP (Simple Object Access Protocol): Πρωτόκολλο επικοινωνίας διαδικτυακών υπηρεσιών Απλό στη δομή - βασίζεται στη γλώσσα XML Κατασκευή δομημένων πακέτων με δεδομένα που ανταλλάσσονται μεταξύ εφαρμογών Περιγραφή διαδικτυακών υπηρεσιών Χρησιμοποιείται η γλώσσα WSDL (Web Services Description Language) - XML Περιγραφή του πρωτοκόλλου, των υπηρεσιών και της δομής των δεδομένων (μηνύματα) που ανταλλάσσονται με μια διαδικτυακή υπηρεσία. Περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για τη χρησιμοποίηση της υπηρεσίας Δημοσίευση περιγραφών για ανακάλυψη και χρήση Οι περιγραφές αποθηκεύονται σε μητρώα UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration), ένα είδος διαδικτυακών "Χρυσών Οδηγών" (UDDI registries) Ένας πελάτης της υπηρεσίας μπορεί να την ανακαλύψει από τις UDDI καταχωρήσεις, οι οποίες είναι οργανωμένες βάσει πρότυπων εμπορικών κατηγοριοποιήσεων. Από τη στιγμή που ο πελάτης γνωρίζει πώς θα έχει πρόσβαση στην υπηρεσία, μπορεί να επικοινωνήσει μαζί της απευθείας μέσω SOAP μηνυμάτων. Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 14
Διαδικτυακές Υπηρεσίες και Σημασιολογικό Διαδίκτυο Ο συνδυασμός του ΣΔ με τις διαδικτυακές υπηρεσίες (Semantic Web Services) στοχεύει στην αυτοματοποίηση της ανακάλυψης, της σύνθεσης, της εκτέλεσης, και του ελέγχου των διαδικτυακών υπηρεσιών μέσω της χρήσης κατάλληλων περιγραφών των υπηρεσιών, τέτοιων ώστε να γίνονται κατανοητές από τους πράκτορες. Η παροχή υπηρεσιών μέσω του διαδικτύου είναι ένας από τους κλάδους όπου θα γίνει δυναμική χρήση των οντολογιών Θα συμφωνηθεί ποιες οντολογίες θα χρησιμοποιηθούν, ώστε να υπάρχει συμβατότητα στους όρους που θα χρησιμοποιηθούν, τους περιορισμούς που θα τεθούν Η περιγραφή των υπηρεσιών με οντολογίες δίνει τη δυνατότητα στους πράκτορες να βρίσκουν τα κοινά στοιχεία ανάμεσα στο αντικείμενο της αναζήτησης και τις ιδιότητες κλάσεων και υποκλάσεων Π.χ. κάποιος ενδιαφέρεται να αγοράσει τριαντάφυλλα χρησιμοποιώντας μια διαδικτυακή υπηρεσία Κάνει αναζήτηση με τη συγκεκριμένη λέξη και λαμβάνει απάντηση συνδέσμους σε "ηλεκτρονικά" ανθοπωλεία Ο τομέας δραστηριοτήτων είναι η πώληση "λουλουδιών" Γενίκευση του όρου "τριαντάφυλλο" στον όρο "λουλούδι" με τη χρήση μιας οντολογίας Γλώσσα OWL-S (δυνατότητες υπηρεσίας, μοντέλο διεργασιών, τρόπο προσπέλασης) Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 15
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 16
Κωδικοποίηση και Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων Στο φυσικό επίπεδο η κωδικοποίηση των εγγράφων γίνεται με τη χρήση του διεθνώς καθιερωμένου προτύπου κωδικοποίησης χαρακτήρων Unicode. Καθορίζει το παγκόσμιο σύνολο χαρακτήρων για την κωδικοποίηση απλού κειμένου, καλύπτοντας όλες τις γλώσσες της υφηλίου. Η διευθυνσιοδότηση των εγγράφων στο διαδίκτυο γίνεται με τη βοήθεια των URI Συμβολοσειρές που χαρακτηρίζουν μοναδικά οποιοδήποτε διαδικτυακό πόρο, Π.χ. ιστοσελίδα ή άλλου τύπου ηλεκτρονικό αρχείο, διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, διαδικτυακή υπηρεσία, κτλ Ανεξάρτητα περιεχομένου και πρωτοκόλλου επικοινωνίας Η τεχνολογία URI είναι επεκτάσιμη Δεν περιορίζεται σε μία μόνο μέθοδο ονοματολογίας και διευθυνσιοδότησης πόρων, ούτε μόνο σε υπαρκτές και προσβάσιμες διαδικτυακές πληροφορίες Π.χ. προτυποποίηση διευθυνσιοδότησης ανθρώπων χωρίς να έχουν οι αναπαριστώμενοι άνθρωποι υποχρεωτικά υπόσταση στο διαδίκτυο (e-mail, home page) Π.χ. ένα βιβλίο urn:isbn:960-7013-28-χ Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 17
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 18
Αναπαράσταση Περιεχομένου Εγγράφων Γλώσσα XML Η XML είναι μία μετα-γλώσσα αναπαράστασης πληροφοριών στο διαδίκτυο Επιτρέπει την αναπαράσταση δομημένων εγγράφων με τη χρήση λεξιλογίων που ορίζονται από το χρήστη Δημιουργήθηκε με σκοπό το διαμοιρασμό εγγράφων στο διαδίκτυο μέσω μιας κοινά κατανοητής από πλευράς σύνταξης γλώσσας Η HTML παρέχει ένα σταθερό σύνολο προκαθορισμένων στοιχείων, με τα οποία συμβολίζονται και οριοθετούνται τα περιεχόμενα μιας ιστοσελίδας. Π.χ. επικεφαλίδες, ενότητες, λίστες, πίνακες, εικόνες, σύνδεσμοι (links) Υπάρχουν πολλά είδη δομημένων εγγράφων για τα οποία η HTML είναι ακατάλληλη Π.χ. έγγραφα που δεν αποτελούνται από τυπικά στοιχεία, βάσεις δεδομένων, κτλ. Η XML διαθέτει ένα εξαιρετικά ευέλικτο συντακτικό για τη δημιουργία οποιωνδήποτε στοιχείων και την περιγραφή οποιουδήποτε είδους εγγράφου Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 19
root element Παράδειγμα XML <INVENTORY DATE="19/12/2004"> <BOOK> <TITLE>The Adventures of Huckleberry Finn</TITLE> <AUTHOR>Mark Twain</AUTHOR> <PRICE>$5.49</PRICE> </BOOK> attribute element <BOOK> <TITLE>The Scarlet Letter</TITLE> <AUTHOR>Nathaniel Hawthorne</AUTHOR> <PRICE>$4.25</PRICE> </BOOK> </INVENTORY> start-tag end-tag Ορισμός λεξιλογίου (DTD) <!ELEMENT INVENTORY (BOOK+)> <!ATTLIST INVENTORY DATE CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT BOOK (TITLE, AUTHOR, PRICE)> <!ELEMENT TITLE (#PCDATA)> <!ELEMENT AUTHOR (#PCDATA)> <!ELEMENT PRICE (#PCDATA)> Ιεραρχική- Δενδρική δομή Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 20
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 21
Αναπαράσταση Νοήματος Η χρήση το ίδιου XML λεξιλογίου για την ανταλλαγή πληροφοριών δεν εξασφαλίζει την αμοιβαία κατανόηση των ανταλλασσομένων πληροφοριών Το νοηματικό περιεχόμενο των πληροφοριών δεν καθορίζεται από την XML Π.χ., η εμφώλευση του element A μέσα στο B μπορεί να υπονοεί Το Α είναι μέρος του Β Το Α είναι ένα υποσύνολο του Β To A χαρακτηριστικό-ιδιότητα του Β Χρειάζεται ένα κοινό μοντέλο πληροφοριών που χρησιμοποιείται από όλους Μοντέλο δηλώσεων RDF (Resource Description Framework) Αποτελείται από δηλώσεις ή ισχυρισμούς (statements) Οι δηλώσεις αφορούν μεταδεδομένα (metadata), δηλαδή δεδομένα για άλλα δεδομένα Το μοντέλο RDF δεν εξαρτάται καθόλου από το δενδρικό μοντέλο αναπαράστασης περιεχομένου της γλώσσας XML. Παρόλα αυτά η αναπαράσταση των δηλώσεων RDF πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τη σύνταξη της XML Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 22
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 23
Αναπαράσταση της Δομής των Δηλώσεων Το μοντέλο RDF είναι πολύ γενικό Δεν παρέχει εργαλεία για δόμηση και οργάνωσή της πληροφορίας Η γλώσσα λεξιλογίου δομής RDF Schema προσφέρει τη δυνατότητα δηλώσεων ιδιοτήτων και τον ορισμό του τρόπου χρήσης τους Διεξαγωγή στοιχειωδών ελέγχων πάνω σε ένα έγγραφο Η RDF Schema καθορίζει αν είναι επιτρεπτή κάποια δήλωση στο βασικό μοντέλο αναπαράστασης RDF. Π.χ., στο δίπλωμα οδήγησης κάποιου ανθρώπου το πεδίο "όνομα" αναφέρεται σε όνομα ανθρώπου και όχι σε κάτι άλλο Καθορισμός Λεξιλογίου Οι οντολογίες περιλαμβάνουν ένα σύνολο από όρους και συσχετίσεις Κοινά και διαμοιραζόμενα λεξικά ορολογίας με σκοπό την αμοιβαία αλληλοκατανόηση των όρων που περιλαμβάνονται σε ανταλλασσόμενα έγγραφα. Το επίπεδο των οντολογιών περιλαμβάνει γλώσσες ικανές να περιγράψουν το νόημα των δηλώσεων RDF RDF Schema OWL (Web Ontology Language) Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 24
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 25
Λογικό Επίπεδο Χρειάζεται για να γίνονται κατανοητές διάφορες δηλώσεις Π.χ. κανόνες μετατροπής των εγγράφων από ένα τύπο σε έναν άλλο Π.χ. έλεγχος ενός εγγράφου ως προς τη συνέπειά του Π.χ. αποτέλεσμα μιας ερώτησης με σκοπό την ανάκληση όρων ή την αναγνώριση άγνωστων όρων Παρέχει τη δυνατότητα Αναπαράστασης της κατηγορηματικής λογικής Π.χ. χρήση λογικών τελεστών NOT, AND, OR Συσχέτισης των δεδομένων Π.χ. αν ισχύει το Χ, τότε ισχύουν όλα τα Υ Επιτρέπει την επεξεργασία των δεδομένων των κατώτερων επιπέδων με τη χρήση σημασιολογικών συσχετίσεων υπό τη μορφή κανόνων. Οι κανόνες προκύπτουν από το πεδίο της εκάστοτε εφαρμογής και μπορούν να συλλάβουν συσχετισμούς μεταξύ των δεδομένων πολύ πιο πολύπλοκους από τους συσχετισμούς των οντολογιών. Παράδειγμα εφαρμογής: 2 ανεξάρτητες διαδικτυακές βάσεις δεδομένων Αυτόματος μετασχηματισμός των ερωτημάτων από τη μία στην άλλη Χρήση λογικών κανόνων που απεικονίζουν τη δομή της μιας στην άλλη Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 26
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 27
Περιλαμβάνει: Επίπεδο Αποδείξεων Τους μηχανισμούς και τις διαδικασίες εξαγωγής συμπερασμάτων που χρησιμοποιούν τη γνώση του λογικού επιπέδου Την αναπαράσταση των διαδικασιών απόδειξης σε XML ή RDF Πλεονέκτημα χρήσης λογικής: Εύκολη δημιουργία εξηγήσεων προς το χρήστη σχετικά με τα συμπεράσματα στα οποία κατέληξε. Τα διαδοχικά βήματα του μηχανισμού εξαγωγής συμπερασμάτων Παρουσιάζονται στο χρήστη (αν ζητηθεί) με Απλή παράθεση των λογικών προτάσεων και των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν Χρήση εξελιγμένων τεχνικών παραγωγής εξηγήσεων σε φυσική γλώσσα, που έχουν αναπτυχθεί στο πλαίσιο της έρευνας των εμπείρων συστημάτων Οπτικό τρόπο (π.χ. δένδρα αποδείξεων) Η παροχή εξηγήσεων αυξάνει την εμπιστοσύνη των χρηστών στις παρεχόμενες υπηρεσίες Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 28
Αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου Αξιοπιστία Κανόνες Αποδείξεις Αυτοπεριγραφόμενα έγγραφα Δεδομένα Δεδομένα Λογική Οντολογίες Λεξιλόγιο OWL Αναπαράσταση Νοήματος Μοντέλο RDF + Λεξιλόγιο RDF Schema Ψηφιακές Υπογραφές Αναπαράσταση Περιεχομένου Γλώσσα XML + Ονοματοδοσία (Namespaces) +Τύποι Δεδομένων (XML Schema) Κωδικοποίηση Χαρακτήρων Unicode Διευθυνσιοδότηση Εγγράφων URI Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 29
Έλεγχος Αξιοπιστίας Για τις περισσότερες εφαρμογές, η απόδειξη της αξιοπιστίας γίνεται σύμφωνα με κάποιους κανόνες περιορισμένης εμβέλειας Η αναζήτηση μιας πληροφορίας θα πρέπει να περιλαμβάνει την απόδειξη ότι ο χρήστης έχει το δικαίωμα να λάβει απάντηση Π.χ., για να επιτραπεί σε κάποιον η πρόσβαση σε ένα δικτυακό τόπο, μπορεί να του ζητηθεί να παραδώσει ένα έγγραφο το οποίο να αποδεικνύει στον εξυπηρετητή το λόγο για τον οποίο του επιτράπηκε η πρόσβαση. Η απόδειξη αυτή θα αποτελείται από μια αλυσίδα δηλώσεων και κανόνων εξαγωγής συμπερασμάτων με αναφορές στο υλικό που υποστηρίζει ο δικτυακός τόπος. Οι ηλεκτρονικές συναλλαγές απαιτούν εχεμύθεια Τα έγγραφα που διακινούνται θα περιλαμβάνουν συμπληρωματικές πληροφορίες που αφορούν την αξιοπιστία τους Αν τεθεί θέμα, η απάντηση-απόδειξη θα είναι εύκολο να κατασκευαστεί υπολογιστικά Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 30
Έλεγχος Αξιοπιστίας Παράδειγμα Ο πράκτορας ενός ηλεκτρονικού καταστήματος αποστέλλει ένα ηλεκτρονικό τιμολόγιο στον πράκτορα ενός χρήστη με χρέωση για κάποια αγορά αγαθού Το ηλεκτρονικό έγγραφο πρέπει να συνοδεύεται με κάποιους συνδέσμους Αρχείο καταγραφής συναλλαγών του ηλεκτρονικού καταστήματος Επιβεβαίωση ότι έγινε η συναλλαγή Ψηφιακή υπογραφή του αγοραστή Επιβεβαίωση ότι "μπήκε" ο ίδιος στο ηλεκτρονικό κατάστημα Ηλεκτρονικός τιμοκατάλογος καταστήματος Επιβεβαίωση της τιμής του αγαθού Ηλεκτρονική απόδειξη παραλαβής του αγαθού μέσω εταιρίας courier Επιβεβαίωση παράδοσης του αγαθού Ο πράκτορας του χρήστη θα μπορέσει να: Επιβεβαιώσει την ορθότητα της χρέωσης Εξηγήσει στο χρήστη γιατί προχώρησε σε χρέωση της πιστωτικής κάρτας Τεχνητή Νοημοσύνη, B' Έκδοση 31