Οι σύγχρονες εξελίξεις τεχνολογιών διαδικτύου (συστήματα, εργαλεία, μέσα) - εφαρμογές στην Ιατρική Εκπαίδευση

Οι σύγχρονες εξελίξεις τεχνολογιών διαδικτύου (συστήματα, εργαλεία, μέσα) - εφαρμογές στην Ιατρική Εκπαίδευση Παναγιώτης Μπαμίδης Επίκ. Καθηγητής Ιατρικής Πληροφορικής - Ιατρικής Εκπαίδευσης Εργαστήριο Ιατρικής Πληροφορικής ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ, ΑΠΘ bamidis@med.auth.gr

Περίληψη 2 Ιστορία του ψηφιακού περιεχομένου Σχετικές τεχνολογίες e-learning - Νέα είδη υλικού OERs - αποθετήρια ψηφιακού ιατρικού υλικού Creative commons Νεώτερες προσεγγίσεις (Web 2.0 - Web 3.0) Πρότυπα ηλεκτρονικής μάθησης Μάθηση εν κινήσει, απανταχού υπολογιστική (Mobile learning/ubiquitous learning) Άλλες παιδαγωγικές/εκπαιδευτικές προσεγγίσεις - PBL Εικονικοί ασθενείς Διασύνδεση αποθετηρίων και αξιοποίησή τους meducator/discover Εικονική πραγματικότητα (2 nd Life) νέες εξελίξεις

3 Νεώτερες εξελίξεις του Web (2.0-3.0)

4 Εικόνες από το κοντινό μέλλον;

Ποιοι/ές από σας. Είναι στο Facebook? Είναι στο Twitter? Έχουν δικό τους blog? Χρησιμοποιούν και έχουν λογαριασμό στο YouTube? Έχουν λογαριασμό στο Linked In?

Web 2.0 ορισμός; supposed second generation of Internet-based services such as social networking sites, wikis, communication tools, and folksonomies that emphasize online collaboration and sharing among users.

Web 2.0 8 web 1.0 Ο χρήστης (παθητικός) δέκτης πληροφοριών δημοσιεύει Χρησιμοποιεί προταξινομημένο περιεχόμενο Δύσκολα συνεισφέρει Δεν του δίνεται λόγος για τη χρήση του software Δημοσίευση & σύνδεση δεδομένων web 2.0 Ο χρήστης Ως συνεισφέρων Ως συμμετέχων Αναδύεται η συμπεριφορά του Η συνεισφορά του συλλέγεται με διάφανο τρόπο Βελτιώνει το software με τη συμμετοχή του σε αυτό Ανάδυση συνεργασίας & συλλογικής ευφυΐας

Άρα το Web 2.0 Είναι ένα διαδραστικό μέσο Για διαμοιρασμό περιεχομένου (Sharing of content) μεταξύ χρηστών αλλά και μεταξύ sites Οι χρήστες του δημιουργούν περιεχόμενο/υλικό (User generated content) Σχολιάζοντας, δίνοντας feedback, αξιολογώντας (rating), ψηφίζοντας Στηρίζεται σε αρχές και λογισμικό που επιτρέπουν τα παραπάνω να συμβούν Οι χρήστες κάνουν το web 2.0 αυτό που είναι, και όχι οι μηχανές αναζήτησης (search engines)

Εργαλεία των νέων εξελίξεων 10 Η τελευταία γενιά των συνεργατικών διαδικτυακών εργαλείων τα ιστολόγια (blogs/photoblogs), φόρα συζητήσεων (Forums), Συνεργατικές εγκυκλοπαίδειες (wikis) podcasts/vodcasts (YouTube) «ιστοχώροι των κοινωνικών δικτυώσεων» (social-networking sites - Facebook), και «κοινωνικές ομοταξίες» (folksonomies). παρέχουν μοναδική και δυναμική διανομή πληροφορίας και καλής συνεργασίας. Ελάχιστα τεχνικά εμπόδια ευκολία χρήσης Δίνουν τη δυνατότητα να συμπληρωθεί κατάλληλα (τεχνικά) η βασισμένη στο διαδίκτυο «συνεχιζόμενη & Δια βίου Μάθηση»

Wikis Το wiki (στη διάλεκτο της Χαβάης wiki σημαίνει βιασύνη/ευελιξία) είναι ένα συνεργατικό διαδικτυακό Web site στο περιεχόμενο του οποίου μπορεί να γίνει επεξεργασία και οποιαδήποτε διόρθωση από οποιονδήποτε έχει πρόσβαση εκεί. Το καλύτερο παράδειγμα στην πράξη αποτελεί σήμερα η Wikipedia The Free Encyclopedia http://wikipedia.org/. Τα Wikis, και συγκεκριμένα η Wikipedia, αντιπροσωπεύουν μια αρχή/θέση πολλά υποσχόμενη, που μπορεί να αλλάξει σημαντικά τον τρόπο χρήσης του σημερινού διαδικτύου! Και είναι πολύ δημοφιλή τα τελευταία χρόνια. 11

12 Wiki wikipedia

13 Dental Wiki Examples

14 The Medical Education Wiki

Health/Medical Wiki Examples http://ganfyd.org/ 15

Blogs Μια ακόμη σχετική τεχνολογία για διανομή διαδικτυακής πληροφορίας είναι το blog. Το blog (WeBLOG) ή «ιστολόγιο» είναι ένας ιστοχώρος (Web site) που περιέχει δεδομένα/σχόλια που έχουν εισαχθεί σχετικά με κάποιο ζήτημα/θέμα με κάποια χρονολογική σειρά (τα πιο πρόσφατα πάνω-πάνω). Μπορεί να λειτουργήσει ως ένα online περιοδικό (journal), τα blogs μπορεί να γράφονται από ένα άτομο, ή από μια ομάδα Μπορεί κανείς να βάλει σχόλια, συνδέσμους σε άλλες ιστοσελίδες, εικόνες, μηχανές αναζήτησης κτλ 16

17 The Medical Education Blog

18 Dental Blog Examples: http://www.dentalblogs.com

Health/Medical Blog Examples http://casesblog.blogspot.com http://clinicalcases.blogspot.com/ 19

20

Τεχνολογίες mashup (1) 21 A Mashup is a web application or a web component that connects to one or several sources or services in order to create retrieve and present new content, offer new functionalities or extend existing features of the current site. Mashups are built using JavaScript technology and they are being executed on the client-side: the visitor web browser.

Τεχνολογίες mashup (2) 22 They connect to the data providers or services using the HTTP protocol. Depending on the type of content that a mashup requests the information might be accessed using a different method of request and data serialization. For instance, when a mashup requests static content such as XML(RSS, Atom, etc.) or HTML the information is requested by GET and the information is not serialized, just transferred as it is. When it requests an AJAX API the request is more often performed using a JASONP request (HTTP + GET) and the information is returned serialized in JSON. Please note that these are just some examples. [2]

Τεχνολογίες mashup (3) 23 Nowadays there are lots of websites that are using mashups technology to interact with Web 2.0 services or bring data from different sources on the current page. For instance it is very common for a website to use a Google Maps service for their location and contact information Personal websites or blogs often have a feed of the latest Twitter or Facebook posts or even their latest Flickr pictures.

Mashup Architectures (1) 24 In a mashup scenario there are several entities involved with different duties in order to provide the mashup functionality. Content/Service Provider: The content provider most of the time is a web server which provides either the contents or access to some services offered by a public API or Web Services. When accessing services, in general terms, the provider will expect to receive some parameters in order to process the request and return the values. When the parameters are not provided or are not suitable for the method is not defined how the provider will react.

Mashup Architectures (2) The Mashup Site: The location where the mashup script is embedded and displayed. The mashup is just a piece of functionality which, once loaded, will request the required information (content/further functionality) to one or more providers. The mashup will also contain the functionality in charge of processing the response and perform the required actions on the Mashup Site. In general, the Mashup Site & the Content Provider are different web servers; so there are some security limitations on the use of mashups (Cross Domain Scripting). These security measures are introduced by the Client Web Browser. 25

Mashup Architectures (3) Client Web Browser: The mashup code is not processed on any server, but it is executed directly on the Web Browser instead. This is due to the fact that JavaScript is a client-side technology and cannot be handled on the server-side. Once the script is loaded by the browser, it will render the mashup UI (if any) & will start querying the Content Provider/s. The browser will not contact the Mashup Site in order to access the services on the Content Provider/s. 26

27 Example mashup: www.meducator2.net

Σημασία του web 2.0 στην Ιατρική Μεγάλη διάδοση/χρήση μεταξύ των επαγγελματιών υγείας /φοιτητών/ασθενών/πολιτών για θέματα υγείας Τα Blogs/ wikis/ social media ενισχύουν την αλληλεπίδραση/διάδραση TEACHERS / DOCTORS STUDENTS / PATIENTS

Πρόβλημα με το Web 2.0? Consider a typical web page: 29

What information can we see Lung Cancer Lung cancer is a disease characterized by uncontrolled cell growth in tissues of the lung. If left untreated, this growth can spread beyond the lung in a process called metastasis into nearby tissue and, eventually, into other parts of the body. Most cancers that start in lung, known as primary lung cancers, are carcinomas that derive from epithelial cells. 30

What information can a machine see WWW2002 The eleve th i ter atio al orld ide eb co fere ce Sherato aikiki hotel Ho olulu, ha aii, USA 7-11 may 2002 1 locatio 5 days lear i teract Registered participa ts comi g from australia, ca ada, chile de mark, fra ce, germa y, gha a, ho g ko g, i dia, irela d, italy, japa, malta, e zeala d, the etherla ds, or ay, si gapore, s itzerla d, the u ited ki gdom, the u ited states, viet am, zaire Register o O the 7 th May Ho olulu ill provide the backdrop of the eleve th i ter atio al orld ide eb co fere ce. Speakers co firmed Tim ber ers-lee Ia Foster Ia is the pio eer of the Grid, the ext ge eratio 31

Title Structure in Wikipedia Abstract Infoboxes Geo-coordinates Categories Images Links other language versions other Wikipedia pages To the Web Redirects Disambiguations

Machine sees < ame>www2002 The eleve th i ter atio al orld ide ebc</ ame> <locatio >Sherato aikiki hotel Ho olulu, ha aii, USA</locatio > <date>7-11 may 2002</date> <sloga >1 locatio 5 days lear i teract</sloga > <participa ts>registered participa ts comi g from australia, ca ada, chile de mark, fra ce, germa y, gha a, ho g ko g, i dia, irela d, italy, japa, malta, e zeala d, the etherla ds, or ay, si gapore, s itzerla d, the u ited ki gdom, the u ited states, viet am, zaire</participa ts> <i troductio >Register o O the 7 th May Ho olulu ill provide the backdrop of the eleve th i ter atio al orld ide eb co fere ce. This Speakers co firmed</i troductio > <speaker>tim ber ers-lee</speaker> <bio>tim is the ell k o i ve tor of the W</bio> <speaker>ia Foster</speaker> <bio>ia is the pio eer of the Grid, the e</bio> 33

Infobox templates {{Infobox Korean settlement title = Busan Metropolitan City img = Busan.jpg imgcaption = A view of the [[Geumjeong]] district in Busan hangul = 부산 광역시... area_km2 = 763.46 pop = 3635389 popyear = 2006 mayor = Hur Nam-sik divs = 15 wards (Gu), 1 county (Gun) region = [[Yeongnam]] dialect = [[Gyeongsang]] }}... Wikitext-Syntax Semantic representation

Ο σημασιολογικός ιστός (Semantic Web, Web 3.0) 35 είναι η εξέλιξη του κλασσικού ιστού (Syntactic web) Στόχος: βελτιωμένη αναζήτηση, εκτέλεση σύνθετων διεργασιών εξατομίκευση της πληροφορίας σύμφωνα με τις ανάγκες του κάθε χρήστη. Η πληροφορία έχει καλά καθορισμένο νόημα, καθιστώντας τη συνεργασία μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών πιο αποτελεσματική «Ποια είναι πρόσφατα η αποτελεσματικότερη εκπαιδευτική προσέγγιση στην οδοντιατρική εκπαίδευση;»

36 Σημασιολογικός Ιστός (1)

37 Σημασιολογικός Ιστός (2)

Παράδειγμα: DBpedia 38 προσπάθεια για την εξαγωγή & επαναχρησιμοποίηση δομημένης πληροφορίας από την Wikipedia. Στόχος: να δώσει νέους τρόπους αξιοποίησης του πλούτου της Wikipedia και να εμπνεύσει νέους μηχανισμούς για πλοήγηση, διασύνδεση και βελτίωση της ίδιας της εγκυκλοπαίδειας.

Ιστός Εγγράφων Ο Παγκόσμιος Ιστός (World Wide Web) γεννήθηκε το 1989 στο Ελβετικό κέντρο ερευνών CERN από τον Άγγλο Tim Berners-Lee και τον Γάλλο Robert Caillau.

Ιστός Εγγράφων Αναλογεί σε : Ένα παγκόσμιο σύστημα αρχείων Κύρια αντικείμενα: Έγγραφα Σύνδεσμοι μεταξύ: Εγγράφων Βαθμός δόμησης στης δομές: Πολύ χαμηλός Σημασιολογία του περιεχομένου και των συνδέσμων: Δεν δηλώνεται. Σχεδιάστηκε για:

Ιστός Εγγράφων Μεγαλύτερο πλεονέκτημα : ΑΠΛΟΤΗΤΑ

Ιστός Εγγράφων Πως γνωρίζουμε ότι όλα αυτά τα έγγραφα αφορούν τη Θεσσαλονίκη;

Web 2.0 Wikis Blogs Flickr YouTube MySpace Facebook

Web 2.0 προκλήσεις ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ : Ενσωμάτωση των δεδομένων. Ταυτόχρονες αναζητήσεις σε πολλές πηγές. π.χ. ποιές παθήσεις αφορούν την καρδιά AND έχουν επιπολασμό στον πληθυσμό >15% AND το 2010 δημοσιεύτηκαν για αυτές >100 άρθρα σε επιστημονικά περιοδικά.

Συνδεδεμένα Δεδομένα Πολλά αντικείμενα αναπαριστώνται σε πολλαπλά σύνολα δεδομένων (Α, Β, Γ..) Τα αντικείμενα συνδέονται με τυποποιημένες συνδέσεις

Σχεδιάστηκε για κατανάλωση : Πρώτα από μηχανές και μετά από ανθρώπους. Ο Ιστός των Δεδομένων Αναλογία: Μια παγκόσμια βάση δεδομένων Κυριότερα αντικείμενα: Αντικείμενα του πραγματικού κόσμου Συνδέσεις μεταξύ: Αντικειμένων (συμπεριλαμβανομένων των εγγράφων) Βαθμός δόμησης των περιγραφών αντικειμένων: Υψηλός Σημασιολογικό περιεχόμενο περιεχομένων και συνδέσμων Σαφές

Αρχές συνδεδεμένων δεδομένων Ο Tim Bernes-Lee έθεσε ένα σύνολο από κανόνες για την διάθεση δεδομένων στον Ιστό : 1. Χρήση URI ως ονόματα-ετικέτες για αντικείμενα. 2. Χρήση HTTP URI ώστε να είναι dereferencable. 3. Όταν κάποιος ανατρέχει σε ένα URI αυτό να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες σε μορφή RDF. 4. Να περιέχονται σύνδεσμοι σε άλλα URI ανακάλυψη περισσοτέρων αντικείμενων.

Resource Description Framework Ο νέος Ιστός των Δεδομένων βασίζεται σε δύο παλιές τεχνολογίες το URI και την HTTP και μια νέα το RDF (Resource Description Framework) Το RDF προσφέρει ένα γενικευμένο βασισμένο σε γράφο μοντέλο με το οποίο μπορούν να δομηθούν και να συνδεθούν δεδομένα που περιγράφουν οντότητες του κόσμου.

Resource Description Framework Το μοντέλο RDF κωδικοποιεί τα δεδομένα με τη μορφή: 1. Υποκείμενο 2. Κατηγόρημα 3. αντικείμενο Το αντικείμενο και το υποκείμενο μιας τριπλέτας είναι και τα δυο URΙ τα οποία προσδιορίζουν ένα πόρο. Το κατηγόρημα δηλώνει τον τρόπο με τον οποίο το υποκείμενο και το αντικείμενο σχετίζονται και αντιπροσωπεύεται και αυτό από ένα URI.

Resource Description Framework Παράδειγμα δύο συνδέσμων RDF: Υποκείμενο: http://dig.csail.mit.edu/data#dig Κατηγόρημα: http://xmlns.com/foaf/0.1/member Αντικείμενο: http://www.w3.org/people/berners-lee/card#i Υποκείμενο: http://data.linkedmdb.org/resource/film/77 Κατηγόρημα: http://www.w3.org/2002/07/owl#sameas Αντικείμενο: http://dbpedia.org/resource/pulp_fiction_%28film%29 Τα vocabularies που περιγράφουν τις σχέσεις των URI στηρίζονται στις γλώσσες RDF Vocabulary Definition Language (RDFS- Brickley & Guha, 2004) και Web Ontology Language (OWL - McGuinness & van Harmelen, 2004)

Resource Description Framework Person A DB 1 foaf:knows Person B Thessaloniki DB 2 DBpedia foaf:based_near

Dereferencing Αποαναφοροποίηση HTTP URI. Η «αποαναφοροποίση» (dereferencing) ενός HTTP URI είναι η ανάκτηση μέσω του ιστού πληροφοριών για τον πόρο που περιγράφει το URI. Πληροφοριακοί Πόροι: αναφέρονται σε αντικείμενα του ιστού (π.χ. έγγραφα) και μπορεί να γίνει dereferencing απ ευθείας (απόκριση HPPT 200 OK) Μη πληροφοριακοί Πόροι: δεν μπορεί να γίνει dereference απευθείας. Χρησιμοποιείται τέχνασμα : 303 redirect

http 303 see other

Content negotiation LinkedData browser HTTP browser Επομένως ένας εξυπηρετητής περιέχει συνήθως τρία σχετιζόμενα URI που για κάθε μηπληροφοριακό πόρο, π.χ. : http://www4.wiwiss.fu-berlin.de/factbook/resource/greece URI που ταυτοποιεί το μηπληροφοριακό πόρο Ελλάδα) http://www4.wiwiss.fu-berlin.de/factbook/data/greece (πληροφοριακός πόρος με μια RDF/XML αναπαράσταση που περιγράφει την Ελλάδα) http://www4.wiwiss.fu-berlin.de/factbook/page/greece (πληροφοριακός πόρος με μια HTML αναπαράσταση που περιγράφει την Ελλάδα)

Ταυτόσημα URI

Linked Open Data Το σημαντικότερο αυτή τη στιγμή εν ενεργεία project για την εφαρμογή των συνδεδεμένων δεδομένων είναι το Linking Open Data, υπό την αιγίδα του W3C Semantic Web Education and Outreach Group (SWEO). Τον Μάιο του 2007: το σύνολο των πηγών περιείχαν περίπου 500 εκατομμύρια τριπλέτες δεδομένων διασυνδεδεμέν ες με 120.000 RDF συνδέσμους.

Linked Open Data cloud Σήμερα, εκτιμάται ότι οι 203 διασυνδεδεμένες πηγές περιέχουν 25 δισεκατομμύρια τριπλέτες RDF οι οποίες συνδέονται με395 εκατομμύρια RDF συνδέσμους!

Linked Open Data Life Sciences

Ιατρικες ΒΔ στο l.o.d. PubMed : περιέχει με μορφή Linked Data ένα τεράστιο αριθμό βιοιατρικών βιβλιογραφικών αναφορών. LinkedCT : Αντλεί τα δεδομένα του από το http://clinicaltrials.gov/ το οπoίο περιέχει μια τεράστια σειρά από αποτελέσματα κλινικών δοκιμών. DailyMed : Η έκδοση με συνδεδεμένα δεδομένα του DailyMed το οποίο εκδίδεται από την Αμερικανική Εθνική Ιατρική Βιβλιοθήκη και παρέχει υψηλής ποιότητας πληροφορίες για τα φάρμακα που πωλούνται στην αγορά. Diseasome : Η έκδοση με συνδεδεμένα δεδομένα του Diseasome είναι ένα δίκτυο από 4,300 διαταραχές και γονίδια συνδεδεμένα με γνωστές συσχετίσεις διαταραχών γονιδίων. SIDER : Η έκδοση με συνδεδεμένα δεδομένα του SIDER περιέχει πληροφορίες για τα φάρμακα που κυκλοφορούν στην αγορά και τις ανεπιθύμητες ενέργειές τους.

H χρησιμότητα των ιατρικών συνδεδεμένων δεδομένων Εξειδικευμένη αναζήτηση π.χ. αναζητούμε οντότητες οι ποίες να έχουν ιδιότητα member of signal transduction και είναι near pyramidal neurons.

Find drugs related to asthma that are linked to a molecular interaction,

H χρησιμότητα των ιατρικών συνδεδεμένων δεδομένων

More NLP and Artificial Intelligent is Needed

64 Σημασιολογικά wiki στην ιατρική

Architecture of the semantic wiki 65 An ontology editor tool to build the ontology that is imported in semantic wiki (e.g protégé). A reasoning unit to check the consistency of ontological data (e.g pellet) The Semantic MediaWiki as a flexible knowledge management tool for semantic annotation of wiki content. The Halo extension of Semantic MediaWiki which provides additional features over SMW in the area of usability. CBMS 2011, 27-30 June'11, Bristol, UK

Operations at the interface Navigation through GUI-based ontology browser 66 CBMS 2011, 27-30 June'11, Bristol, UK

67 Τα όρια της αναζήτησης με λέξεις κλειδιά

69 Πρότυπα ηλεκτρονικής μάθησης

Standards (in medical education) Cyprus, Nov 2009 70

Μεταδεδομένα The data that describes a resource The metadata depicted is used to describe the content package (i.e., Content Aggregation) as a whole.

Μεταδεδομένα Διευκολύνουν την ανακάλυψη σχετικών μεταξύ τους πληροφοριών (Resource Discovery). Βοηθούν στην οργάνωση των ηλεκτρονικών πηγών (Organizing Electronic Resources) Διευκολύνουν τη λειτουργία τους σε πολλά διαφορετικά συστήματα (interoperability) Παρέχουν ψηφιακή αναγνώριση (Digital Identification) Υποστηρίζουν την αρχειοθέτηση και τη διαφύλαξη (Archiving and Preservation)

IEEE LOM

Cyprus, Nov 2009 74

Healthcare LOM ANSI /MEDBIQ LO.10.1-2008, Healthcare Learning Object Metadata Χτίστηκε πάνω στο IEEE Learning Objects Metadata Standard Παρέχει συγκεκριμένες πληροφορίες healthcare που χρειάζονται οι healthcare educators: CE Credit information Medical vocabularies Level of evidence Educational context And more

Healthcare LOM scope To develop XML and Web services standards to enable interoperability, accessibility and reusability of Web-based medical learning content.

Δομή του Healthcare LOM

Δομή του Healthcare LOM

How to create a Healthcare LOM file?

Existing Metadata Editors & Relative Tools Web-based database to store metadata export a metadata file upon request Non-web-based store the metadata directly into an XML file Tools that are beyond the mere notion of metadata editor parts of Learning Object Repository parts of an e-learning environment embedded in a content packaging tool creation of metadata usually no export function

Healthcare LOM Editor C B M S 20 10 Target users medical educators trainers individuals who want to describe their digital learning resources so as to upload them in a learning object repository and share them accordingly Abstract Functionalities

Categories Tabs Metadata Fields C B M S 20 10

The meducator Learning Resource Space -Giordano et al, Developing controlled vocabularies for educational resources sharing: a case study, -Mistopoulou et al, Connecting medical educational resources to the Linked Data cloud: the meducator RDF Schema, store & API; both in Proc. of 1st Int. Workshop on elearning Approaches for the Linked Data Age (Linked Learning 83 2011, in ESWC2011)

Cyprus, Nov 2009 84

Keywords Use cloud rdf triples Use of SNOMED CT or Mesh (predifined vocabularies) Cyprus, Nov 2009 85

Description, technica description, quality Discipline and discipline speciality 86

Atom Atom is a standardized XML-based format for simple syndication that is similar to RSS but is more robust and extensible. The Atom format was developed as an alternative to RSS. The Activity Streams Atom extensions format is work to create extensions to Atom to represent the kinds of activities that occur in social networking sites and applications such as Facebook and MySpace.

Atom Activity Streams in RDF Vocabulary (1/2)

Atom Activity Streams in RDF Vocabulary (2/2) There are multiple standard verbs and multiple standard object types defined in the spec. AAIR terms, grouped in broad categories The key objective is to provide enough metadata to describe the User s Activities.