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Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe

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  • 1. Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 3. Web Montag Bremen Christoph Lange, Matthias Bröcheler International University Bremen (Jacobs University Bremen ab Frühjahr 2007) 27. November 2006 Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 1 / 18
  • 2. Inhalt 1 KWARC@IUB 2 Grundlagen Semantic Web OMDoc 3 Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Wo kriegt man die Daten her? 4 Ausblick 5 Quellen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 2 / 18
  • 3. KWARC@IUB Wir und unsere Interessen http://kwarc.eecs.iu-bremen.de Arbeitsgruppe um Prof. Michael Kohlhase an der International University Bremen und am DFKI (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz) 1 Professor, 1 Dozent, 5 Doktoranden, 2 Master-Studenten, ≈ 5 Bachelor-Studenten Interessen: KWARC = „Knowledge Adaptation and Reasoning for Content“? Semantik von Dokumentstrukturen mit formaler Logik untersuchen Mathematisches Wissen verwalten Mehrwertdienste auf Wissenssammlungen E-Learning, soziale Software, Communities of Practice Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 3 / 18
  • 4. KWARC@IUB Wir und unsere Interessen http://kwarc.eecs.iu-bremen.de Arbeitsgruppe um Prof. Michael Kohlhase an der International University Bremen und am DFKI (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz) 1 Professor, 1 Dozent, 5 Doktoranden, 2 Master-Studenten, ≈ 5 Bachelor-Studenten Interessen: KWARC = „Knowledge Adaptation and Reasoning for Content“? Semantik von Dokumentstrukturen mit formaler Logik untersuchen Mathematisches Wissen verwalten Mehrwertdienste auf Wissenssammlungen E-Learning, soziale Software, Communities of Practice Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 3 / 18
  • 5. Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) „Schwache Künstliche Intelligenz“ (Leuf): Metadaten dranschreiben („annotieren“), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular („Ontologien“) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank ⇒ Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web 2.0 . . . aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 4 / 18
  • 6. Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) „Schwache Künstliche Intelligenz“ (Leuf): Metadaten dranschreiben („annotieren“), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular („Ontologien“) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank ⇒ Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web 2.0 . . . aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 4 / 18
  • 7. Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) „Schwache Künstliche Intelligenz“ (Leuf): Metadaten dranschreiben („annotieren“), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular („Ontologien“) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank ⇒ Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web 2.0 . . . aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 4 / 18
  • 8. Grundlagen Semantic Web Semantic Web braucht Web 2.0 Semantic Web deckt nicht das ganze Web 2.0 ab Semantische Software muss nicht sozial sein (kann aber) nicht an bestimmte Software-Umgebung gebunden; alles kann semantisch erweitert werden: Wiki, Blog, aber auch Desktop sagt nichts über Benutzerschnittstelle (z.B. Ajax) ⇒ Web 2.0 liefert die ideale Benutzerschnittstelle und die Community fürs Semantic Web Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 5 / 18
  • 9. Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: „semantisches MathML“ auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein („Theorien“), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen ⇒ viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen, . . . Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 6 / 18
  • 10. Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: „semantisches MathML“ auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein („Theorien“), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen ⇒ viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen, . . . Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 6 / 18
  • 11. Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: „semantisches MathML“ auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein („Theorien“), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen ⇒ viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen, . . . Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 6 / 18
  • 12. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? MathWebSearch: Suche nach mathematischen Formeln http://search.mathweb.org eine OMDoc-Anwendung für kleine Strukturen (= Formeln) a · (b + c) kann dasselbe sein wie (x + y ) · z (Umbenennung von Symbolen, Reihenfolge) MathWebSearch crawlt und indiziert mathematische Datenquellen Suchanfrage ist Formel mit Platzhaltern ((?+?)·?), System kennt Eigenschaften der Operatoren Benutzerschnittstelle: Anfrage in XML-Sprache eingeben oder über grafischen Formeleditor Webservice-API für andere Anwendungen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 7 / 18
  • 13. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? MathWebSearch: Suche nach mathematischen Formeln http://search.mathweb.org eine OMDoc-Anwendung für kleine Strukturen (= Formeln) a · (b + c) kann dasselbe sein wie (x + y ) · z (Umbenennung von Symbolen, Reihenfolge) MathWebSearch crawlt und indiziert mathematische Datenquellen Suchanfrage ist Formel mit Platzhaltern ((?+?)·?), System kennt Eigenschaften der Operatoren Benutzerschnittstelle: Anfrage in XML-Sprache eingeben oder über grafischen Formeleditor Webservice-API für andere Anwendungen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 7 / 18
  • 14. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 8 / 18
  • 15. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 9 / 18
  • 16. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 10 / 18
  • 17. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, . . . . . . die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben – nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (. . . welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.B. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 11 / 18
  • 18. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, . . . . . . die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben – nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (. . . welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.B. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 11 / 18
  • 19. Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, . . . . . . die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben – nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (. . . welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.B. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 11 / 18
  • 20. Projekte Wo kriegt man die Daten her? arXMLiv: Annotation wissenschaftlicher Artikel Automatisierte Gewinnung von OMDoc-Daten im großen Stil arXiv: Server mit über 400.000 vorveröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln Nicht semantisch, Suche im Volltext oder nach Kategorien A arXMLiv: automatische Konvertierung der arXiv-Dokumente von LTEX zu strukturiertem (oder besser noch: semantisch annotiertem) XML . . . damit sie für MathWebSearch & Co. nutzbar werden Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 12 / 18
  • 21. Projekte Wo kriegt man die Daten her? arXMLiv: Annotation wissenschaftlicher Artikel Automatisierte Gewinnung von OMDoc-Daten im großen Stil arXiv: Server mit über 400.000 vorveröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln Nicht semantisch, Suche im Volltext oder nach Kategorien A arXMLiv: automatische Konvertierung der arXiv-Dokumente von LTEX zu strukturiertem (oder besser noch: semantisch annotiertem) XML . . . damit sie für MathWebSearch & Co. nutzbar werden Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 12 / 18
  • 22. Projekte Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein „Konzept“ oder „Ding“ (z.B. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.B. „nimmt an Veranstaltung teil“) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.B. „Beispiel erklärt Satz“) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 13 / 18
  • 23. Projekte Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein „Konzept“ oder „Ding“ (z.B. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.B. „nimmt an Veranstaltung teil“) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.B. „Beispiel erklärt Satz“) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 13 / 18
  • 24. Projekte Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein „Konzept“ oder „Ding“ (z.B. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.B. „nimmt an Veranstaltung teil“) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.B. „Beispiel erklärt Satz“) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 13 / 18
  • 25. Projekte Wo kriegt man die Daten her? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 14 / 18
  • 26. Projekte Wo kriegt man die Daten her? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 15 / 18
  • 27. Projekte Wo kriegt man die Daten her? CPoint: Semantische Dokumente im Office Einzelanwender schreibt OMDoc in vertrauter Arbeitsumgebung OMDoc-Editor als PowerPoint-Plugin (invasiver Editor) Strukturelle Semantik für Anwender: Keine spitzen Klammern mehr schreiben! Migrationspfad: Annotation bereits vorhandener Kursfolien, Export ins Semantic Web möglich Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 16 / 18
  • 28. Ausblick KWARC und die Web-2.0-Community Wir bieten: Semantic Web, Ontologien, formale Logik: solide Grundlagen für ein besseres Web 2.0 – wenn sie wirklich angewendet werden! Wir suchen: Industriekooperationen, Wünsche der Anwender (Einzelanwender und Communities), Ideen für Benutzerschnittstellen Vielen Dank! Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 17 / 18
  • 29. Quellen Quellen Semantic Web G. Antoniou, F. v. Harmelen: A Semantic Web Primer (Buch, 2004) B. Leuf: The Semantic Web: Crafting Infrastructures for Agency (Buch, 2006) OMDoc M. Kohlhase: OMDoc: An Open Markup Format for Mathematical Documents (Buch, 2006) MathWebSearch M. Kohlhase, I. Șucan: A Search Engine for Mathematical Formulae (Konferenzbeitrag, 2006) Locutor N. Müller: An Ontology-Driven Management of Change (Konferenzbeitrag, 2006) SWiM Ch. Lange: A Semantic Wiki for Mathematical Knowledge Management (Diplomarbeit, 2006; Poster) CPoint A. Kohlhase: CPoint – ein invasiver, semantischer Editor für wiederverwendaren Content in MS PowerPoint (Konferenzbeitrag, 2006) Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November 2006 18 / 18

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