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Conceptos básicos sobre la web semántica, bases formales (description logic) y lenguajes

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  1. 1. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimientoRazonamiento en la Web Semántica Web Semántica Miguel Rebollo Pedruelo Dept. Sistemas Informáticos y Computación Univ. Politécnica de Valencia Agentes de Información y Web Semántica Master IARFID @mrebollo Web Semántica
  2. 2. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaContenidos 1 Qué es la Web Semántica 2 Description Logic 3 Representación del conocimiento Dublin Core Microformatos. La web semántica con minúsculas Resource Description Framework (RDF) Web Ontology Language (OWL) 4 Razonamiento en la Web Semántica Simple Protocol and RDF Query Language Inferencia de conocimiento (DL) Semantic Web Rule language (SWRL) @mrebollo Web Semántica
  3. 3. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaContenidos 1 Qué es la Web Semántica 2 Description Logic 3 Representación del conocimiento Dublin Core Microformatos. La web semántica con minúsculas Resource Description Framework (RDF) Web Ontology Language (OWL) 4 Razonamiento en la Web Semántica Simple Protocol and RDF Query Language Inferencia de conocimiento (DL) Semantic Web Rule language (SWRL) @mrebollo Web Semántica
  4. 4. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaSituación actual en la web Los lenguajes actuales no son suficientes HTML sólo incluye marcas de formato XML incorpora etiquetas que aportan semántica, pero. . . DTD sólo define las etiquetas válidas y su estructura (sintaxis) XML-Schema añade soporte para tipos de datos básicos permite la reutilización de elementos (etiquetas) y atributos . . . pero sigue manteniendo información sintáctica (estructura) El intercambio de documentos XML sólo tiene éxito si las partes acuerdan previamente el formato sintáctico exacto de los datos (en un XML-Schema) @mrebollo Web Semántica
  5. 5. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaSituación actual en la web Los lenguajes actuales no son suficientes HTML sólo incluye marcas de formato XML incorpora etiquetas que aportan semántica, pero. . . DTD sólo define las etiquetas válidas y su estructura (sintaxis) XML-Schema añade soporte para tipos de datos básicos permite la reutilización de elementos (etiquetas) y atributos . . . pero sigue manteniendo información sintáctica (estructura) El intercambio de documentos XML sólo tiene éxito si las partes acuerdan previamente el formato sintáctico exacto de los datos (en un XML-Schema) @mrebollo Web Semántica
  6. 6. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaLa tarta de la Web Semántica (adaptado de: Web for Real People. Tim Berners-Lee) @mrebollo Web Semántica
  7. 7. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaArquitectura de la Web Semántica Sobre esta estructura podemos montar aplicaciones inteligentes @mrebollo Web Semántica
  8. 8. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaContenidos 1 Qué es la Web Semántica 2 Description Logic 3 Representación del conocimiento Dublin Core Microformatos. La web semántica con minúsculas Resource Description Framework (RDF) Web Ontology Language (OWL) 4 Razonamiento en la Web Semántica Simple Protocol and RDF Query Language Inferencia de conocimiento (DL) Semantic Web Rule language (SWRL) @mrebollo Web Semántica
  9. 9. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaLenguajes descriptivos Similares a otros formalismos, pero sin variables y uniendo dos alfabetos Conceptos atómicos, definidos mediante símbolos de predicado unarios Roles atómicos, definidos a través de símbolos binarios Ambos se combinan para formar descripciones de conceptos, que pueden ser Descripciones elementales, definidas a partir de conceptos o roles atómicos Descripciones complejas, por la aplicación recursiva de constructores de conceptos Denotamos con A y B conceptos atómicos, R roles atómicos, C y D descripciones de concepto @mrebollo Web Semántica
  10. 10. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaLenguaje de descripción ALCN C, D ∈ Descriptions ::= A Atomic concept | Universal concept | ⊥ Ground concept | ¬C Negation | C D Intersection | C D Union | ∀R.C Value restriction | ∃R.C Existential quantification | ≤ nR| ≥ nR Number restrictions @mrebollo Web Semántica
  11. 11. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaSemántica de ALCN ⇒ ∆ ⊥ ⇒ ∅ ¬C ⇒ ∆−C C D ⇒ C ∩D C D ⇒ C ∪D ∀R.C ⇒ {a ∈ ∆ | ∀b.(a, b) ∈ R → b ∈ C } ∃R.C ⇒ {a ∈ ∆ | ∃b.(a, b) ∈ R ∧ b ∈ C } ≤ n R ⇒ {a ∈ ∆ | {(a, b) ∈ R} ≤ n} ≥ n R ⇒ {a ∈ ∆ | {(a, b) ∈ R} ≥ n} @mrebollo Web Semántica
  12. 12. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaCómo usar ALCN para expresar conocimiento las descripciones elmentales son los conceptos atómicos del dominio (nodos de una red semántica) unión e intersección para clasificación C D ≡ C ∧ D ≡ relación "parte de" Example Lens CameraBody es la definición de cámara C D ≡ C ∨ D ≡ subclase Example DigitalCamera FilmCamera son tipos de Camera ∀ y ∃ expresan relaciones entre conceptos ≤ n R, ≥ n R restringen el número de individuos en la relación ≥ 2 hasLens identifica individuos con más de una lente (SLR) @mrebollo Web Semántica
  13. 13. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaCómo usar ALCN para expresar conocimiento ∀R.C Todos los individuos que tienen una relación R con C se incluyen en C Example (∀hasType.Camera) Todos los individuos con relación hasType deben formar parte del concepto Camera: hasType={(NikonD70,DigitalBack),(PentaxKM,FilmBack)} ∀hasType.Camera significa que {NikonD70, PentaxKM} deben estar incluidos en el concepto Camera @mrebollo Web Semántica
  14. 14. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaCómo usar ALCN para expresar conocimiento ∃R.C Aísla a los individuos de la relación R que contienen el concepto C Example (∃hasType.DigitalBack) individuos de la relación hasType que tienen el concepto DigitalBack hasType={(NikonD70,DigitalBack),(PentaxKM,FilmBack)} ∃hasType.DigitalBack hace referencia al concepto {NikonD70} @mrebollo Web Semántica
  15. 15. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo. Red Semántica @mrebollo Web Semántica
  16. 16. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo. Lenguaje de descripción ALCN Camera ≡ Lens CameraBody Camera ≡ DigitalCamera FilmCamera Camera ≡ ∀ hasLens.Lens Camera ≡ ∀ hasType.CameraType DigitalCamera ≡ DigitalBack FilmCamera ≡ FilmBack CameraType ≡ BackType BackType ≡ DigitalBack FilmBack FilmBack ≡ 35mmBack PolaroidBack @mrebollo Web Semántica
  17. 17. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaOtros lenguajes de descripción Los lenguajes se diferencian por los constructores que incluyen. AL: lenguaje base C: constructor complemento (negación) N : restricciones numeradas ALCR+ : ALC y roles transitivos, se suele denominar S. SHOIN (D) añade a S H jerarquía O nominales I roles inversos D tipos de datos es la base de OWL-DL cuando aumentamos los constructores, las semántica es más expresiva. . . pero el proceso de razonamiento es menos eficiente @mrebollo Web Semántica
  18. 18. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaOtros lenguajes de descripción Los lenguajes se diferencian por los constructores que incluyen. AL: lenguaje base C: constructor complemento (negación) N : restricciones numeradas ALCR+ : ALC y roles transitivos, se suele denominar S. SHOIN (D) añade a S H jerarquía O nominales I roles inversos D tipos de datos es la base de OWL-DL cuando aumentamos los constructores, las semántica es más expresiva. . . pero el proceso de razonamiento es menos eficiente @mrebollo Web Semántica
  19. 19. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLContenidos 1 Qué es la Web Semántica 2 Description Logic 3 Representación del conocimiento Dublin Core Microformatos. La web semántica con minúsculas Resource Description Framework (RDF) Web Ontology Language (OWL) 4 Razonamiento en la Web Semántica Simple Protocol and RDF Query Language Inferencia de conocimiento (DL) Semantic Web Rule language (SWRL) @mrebollo Web Semántica
  20. 20. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLDublin Core Permite incorporar metadatos a los recursos disponibles en la red Simple Dublin Core Un registro DC está compuesto por una o más propiedades Cada propiedad es un atributo del recurso que se describe Hay 15 posibles propiedades Las propiedades se pueden repetir Los valores de la propiedades son cadenas de caracteres Puede indicarse el idioma que se emplea para las cadenas de caracteres @mrebollo Web Semántica
  21. 21. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLPropiedades del Simple Dublin Core Title Format Creator Identifier Subject Source Description Language Publisher Relation Contributor Coverage Date Rights Type @mrebollo Web Semántica
  22. 22. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLDublin Core Example (Dublin Core en HTML) <head profile="http://dublincore.org/documents/dcq-html/"> <title> Expressing Dublin Core in HTML/XHTML meta and link elements </title> <meta name="DC.title" lang="en" content="Expressing Dublin Core in HTML/XHTML meta and link elements" /> <meta name="DC.creator" content="Andy Powell, UKOLN, University of Bath" /> <meta name="DCTERMS.abstract" content="This document describes how qualified Dublin Core metadata can be encoded in HTML/XHTML &lt;meta&gt; elements" /> </head> @mrebollo Web Semántica
  23. 23. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLDublin Core Example (Dublin Core en XML) <metadata xmlns="http://example.org/myapp/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://example.org/myapp/ http://example.org/myapp/schema.xsd" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <dc:title>UKOLN</dc:title> <dc:description> UKOLN is a national focus of expertise in digital information[...] </dc:description> <dc:publisher>UKOLN, University of Bath</dc:publisher> <dc:identifier>http://www.ukoln.ac.uk/</dc:identifier> </metadata> @mrebollo Web Semántica
  24. 24. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLMicroformatos. La web semántica con minúsculas Son soluciones estándares sencillas para el marcado de XHTML Examples rel="nofollow" para robots de búsqueda rel="tag" para etiquetas en Technorati hCard para representar información personal (vCard) hCalendar para representar eventos (iCal) Geo para mantener coordenadas de localización geográfica hAtom para sindicar contenidos (RSS) hResume para representar un currículum Más información en http://microformats.org @mrebollo Web Semántica
  25. 25. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLMicroformato hCardvCard hCardBEGIN:VCARD <div class="vcard"> VERSION:3.0 <a class="url fn" N:Celik;Tantek href="http://tantek.com/"> FN:Tantek Celik Tantek Celik URL:http://tantek.com/ </a> ORG:Technorati <div class="org">END:VCARD Technorati </div> </div> @mrebollo Web Semántica
  26. 26. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLResource Description Framework (RDF) RDF define los términos mediante tripletas sujeto-predicado-objeto los nodos son objetos y sujetos (recursos) los arcos son predicados (propiedades) Equivale a una fórmula lógica P(S, O) (sólo pred. binarios) Los grafos RDF también se conocen como redes semánticas @mrebollo Web Semántica
  27. 27. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLResource Description Framework (RDF) RDF define los términos mediante tripletas sujeto-predicado-objeto los nodos son objetos y sujetos (recursos) los arcos son predicados (propiedades) Equivale a una fórmula lógica P(S, O) (sólo pred. binarios) Los grafos RDF también se conocen como redes semánticas @mrebollo Web Semántica
  28. 28. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis XML para RDF Documento RDF Un documento RDF es una lista de descripciones. Cada descripción es la definición de una tripleta Example <rdf:Description rdf:about="NikonD70"> <camera:hasBody> SLR </camera:hasBody> </rdf:Description> rdf:about define el sujeto el elemento <camera:hasBody> define la propiedad el objeto aparece dentro del elemento @mrebollo Web Semántica
  29. 29. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis XML para RDF Documento RDF Un documento RDF es una lista de descripciones. Cada descripción es la definición de una tripleta Example <rdf:Description rdf:about="NikonD70"> <camera:hasBody> SLR </camera:hasBody> </rdf:Description> rdf:about define el sujeto el elemento <camera:hasBody> define la propiedad el objeto aparece dentro del elemento @mrebollo Web Semántica
  30. 30. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis XML para RDF Documento RDF Un documento RDF es una lista de descripciones. Cada descripción es la definición de una tripleta Example <rdf:Description rdf:about="NikonD70"> <camera:hasBody> SLR </camera:hasBody> </rdf:Description> rdf:about define el sujeto el elemento <camera:hasBody> define la propiedad el objeto aparece dentro del elemento @mrebollo Web Semántica
  31. 31. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis XML para RDF Documento RDF Un documento RDF es una lista de descripciones. Cada descripción es la definición de una tripleta Example <rdf:Description rdf:about="NikonD70"> <camera:hasBody> SLR </camera:hasBody> </rdf:Description> rdf:about define el sujeto el elemento <camera:hasBody> define la propiedad el objeto aparece dentro del elemento @mrebollo Web Semántica
  32. 32. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis XML para RDF Documento RDF Un documento RDF es una lista de descripciones. Cada descripción es la definición de una tripleta Example <rdf:Description rdf:about="NikonD70"> <camera:hasBody> SLR </camera:hasBody> </rdf:Description> rdf:about define el sujeto el elemento <camera:hasBody> define la propiedad el objeto aparece dentro del elemento @mrebollo Web Semántica
  33. 33. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLReificación: Sentencias sobre sentencias <rdf:Statement rdf:about="StatementAboutNikonD70"> <rdf:subject rdf:resource="NikonD70"> <rdf:predicate rdf:resource="&camera;hasBody"> <rdf:object rdf:resource="SLR"> <camera:statedBy rdf:resource="Fotoprix"> </rdf:Statement> @mrebollo Web Semántica
  34. 34. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLReificación: Sentencias sobre sentencias <rdf:Statement rdf:about="StatementAboutNikonD70"> <rdf:subject rdf:resource="NikonD70"> <rdf:predicate rdf:resource="&camera;hasBody"> <rdf:object rdf:resource="SLR"> <camera:statedBy rdf:resource="Fotoprix"> </rdf:Statement> @mrebollo Web Semántica
  35. 35. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLReificación: Sentencias sobre sentencias <rdf:Statement rdf:about="StatementAboutNikonD70"> <rdf:subject rdf:resource="NikonD70"> <rdf:predicate rdf:resource="&camera;hasBody"> <rdf:object rdf:resource="SLR"> <camera:statedBy rdf:resource="Fotoprix"> </rdf:Statement> @mrebollo Web Semántica
  36. 36. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLEsquemas RDF (RDFS) RDF permite construir KB basadas en una ontología, pero ¿cómo se define la ontología? RDFS RDFS proporciona un lenguaje básico para definir nuestro vocabulario con jerarquía de clases e instancias restricciones (sobre las propiedades) jerarquía también de propiedades (interesante) @mrebollo Web Semántica
  37. 37. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLEquivalencias entre RDF y RDFS @mrebollo Web Semántica
  38. 38. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para el Esquema RDF Example (Estructura de clases) <rdfs:Class rdf:ID="CameraType"/> <rdfs:Class rdf:ID="BackType"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="CameraType"> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID="DigitalType"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="BackType"> </rdfs:Class> Example (Definición de instancias) <BackType rdf:ID="SLR"/> @mrebollo Web Semántica
  39. 39. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para el Esquema RDF Example (Estructura de clases) <rdfs:Class rdf:ID="CameraType"/> <rdfs:Class rdf:ID="BackType"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="CameraType"> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID="DigitalType"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="BackType"> </rdfs:Class> Example (Definición de instancias) <BackType rdf:ID="SLR"/> @mrebollo Web Semántica
  40. 40. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para el Esquema RDF Example (Restricciones sobre propiedades) <rdf:Property rdf:ID="hasBack"> <rdfs:domain rdf:resource="#ModelType"> <rdfs:range rdf:resource="#BackType"> </rdfs:Property> Example (Restricciones sobre propiedades) <rdfs:Datatype rdf:about="&xsd;decimal"/> <rdf:Property rdf:ID="hasDigitalBack"> <rdfs:domain rdf:resource="#ModelType"> <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="#hasBack"> </rdf:Property> <rdf:Property rdf:ID="resolution"> <rdfs:domain rdf:resource="#CameraType"> <rdfs:range rdf:resource="&xsd;decimal"> </rdf:Property> @mrebollo Web Semántica
  41. 41. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para el Esquema RDF Example (Restricciones sobre propiedades) <rdf:Property rdf:ID="hasBack"> <rdfs:domain rdf:resource="#ModelType"> <rdfs:range rdf:resource="#BackType"> </rdfs:Property> Example (Restricciones sobre propiedades) <rdfs:Datatype rdf:about="&xsd;decimal"/> <rdf:Property rdf:ID="hasDigitalBack"> <rdfs:domain rdf:resource="#ModelType"> <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="#hasBack"> </rdf:Property> <rdf:Property rdf:ID="resolution"> <rdfs:domain rdf:resource="#CameraType"> <rdfs:range rdf:resource="&xsd;decimal"> </rdf:Property> @mrebollo Web Semántica
  42. 42. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLWeb Ontology Language (OWL) OWL aporta mayor expresividad, pudiendo definir 1 clases como combinaciones booleanas de otras con union, intersection y complement. 2 clases como disjoint 3 dos clases como iguales equivalentClass 4 dos individuos (instancias) son o no el mismo sameAs, differentFrom 5 cardinalidad en las propiedades cardinality 6 propiedades transitivas @mrebollo Web Semántica
  43. 43. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLDiferencia con RDFS @mrebollo Web Semántica
  44. 44. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Clases La jerarquía de clases se define con owl:Class y rdfs:subClassOf Example <owl:Class rdf:ID="CameraType"/> <owl:Class rdf:ID="BackType"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#CameraType"/> </owl:Class> <BackType rdf:Id="DigitalBack"/> (definición de las instancias) La equivalencia nos permite combinar ontologías que clasifican el mismo conocimiento de forma diferente Example <owl:Class rdf:ID="SingleLensReflex"> <owl:equivalentClass rdf:resource="#SLR"/> </owl:Class> @mrebollo Web Semántica
  45. 45. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Clases Las instancias pueden definirse usando varios nombres o también que dos elementos son diferentes Example <ModelType rdf:ID="CanonEOS400D"> <owl:sameAs rdf:resource="#Canon Rebel XTi"> <owl:differentFrom rdf:resource="#Canon Rebel XT"> </ModelType> A menudo es necesario indicar que un individuo no puede pertenecer a varios grupos (disjuntos) Example <owl:AllDifferent> <owl:distinctMembers rdf:parseType="Collection"> <BackType rdf:about="#35mm"> <BackType rdf:about="#Polariod"> </owl:distinctMembers> </owl:AllDifferent> @mrebollo Web Semántica
  46. 46. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Propiedades Las declaraciones básicas de propiedades son como en RDFS, permitiendo múltiples dominios/rangos (interección) Example <owl:ObjectProperty rdf:ID="hasBack"/> <rdfs:domain rdf:resource="#CameraType"/> <rdfs:range rdf:resource="#BackType"/> </owl:ObjectProperty> <owl:DatatypeProperty rdf:ID="resolution"/> <rdfs:range rdf:resource="&xsd;decimal"/> </owl:DatatypeProperty> @mrebollo Web Semántica
  47. 47. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Propiedades Además se puede indicar que dos propiedades son equivalentes (mismo significado que para clases) o inversas Example <owl:ObjectProperty rdf:ID="manufactures"/> <rdfs:domain rdf:resource="#Manufacturer"/> <rdfs:range rdf:resource="#CameraType"/> <rdfs:inverseOf rdf:resource="#manufacturer"/> <rdfs:equivalentProperty rdf:resource="#produces"/> </owl:ObjectProperty> @mrebollo Web Semántica
  48. 48. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Restricciones La cardinalidad de una propiedad indica el número de elementos posibles en la relación. En OWL-Lite sólo se permite 0 (opcional) y 1 (obligatoria) Example <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource="#hasType"/> <owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger"> 1 </owl:cardinality> </owl:Restriction> Cuantificación universal owl:allValuesFrom y existencial owl:someValuesFrom Example <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource="#hasLens"/> <owl:allValuesFrom rdf:resource="#Lens"/> </owl:Restriction> @mrebollo Web Semántica
  49. 49. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Restricciones locales Pueden definirse restricciones locales para una clase particular. Example (Una cámara Nikon debe usar objetivos Nikkor) <owl:Class rdf:about="NikonCamera"> <rdfs:subClassOf> <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource="#usesLens"/> <owl:allValuesFrom rdf:resource="#NikkorLens"> </owl:Restriction> </rdfs:subClassOf> </owl:Class> la clase se define como una sublase de la restricción así se consigue que la restricción se propague automáticamente a sus subclases @mrebollo Web Semántica
  50. 50. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-Lite. Restricciones locales Pueden definirse restricciones locales para una clase particular. Example (Una cámara Nikon debe usar objetivos Nikkor) <owl:Class rdf:about="NikonCamera"> <rdfs:subClassOf> <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource="#usesLens"/> <owl:allValuesFrom rdf:resource="#NikkorLens"> </owl:Restriction> </rdfs:subClassOf> </owl:Class> la clase se define como una sublase de la restricción así se consigue que la restricción se propague automáticamente a sus subclases @mrebollo Web Semántica
  51. 51. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-DL Especificar una clase directamente por la enumeración de sus miembros Example <owl:Class rdf:ID="BodyType"> <owl:oneOf rdf:parseType="Collection"> <owl:Thing rdf:about="#Compact"/> <owl:Thing rdf:about="#SLR"/> <owl:Thing rdf:about="#MediumFormat"/> </owl:oneOf> </owl:Class> @mrebollo Web Semántica
  52. 52. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-DL Indicar que dos o más clases son disjuntas Example <owl:Class rdf:ID="35mmBack"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#FilmBack"/> <owl:disjointWith rdf:resource="#APSBack"/> <owl:disjointWith rdf:resource="#PolaroidBack"/> </owl:Class> @mrebollo Web Semántica
  53. 53. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLSintaxis RDF para OWL-DL Creación de clases a partir de operaciones booleanas sobre otras: unión, intersección y complemento Example <owl:Class rdf:ID="Camera"> <owl:unionOf rdf:parseType="Collection"/> <owl:Class rdf:about="#CameraBody"/> <owl:Class rdf:about="#Lens"/> </owl:Class> Nota: Estos constructores tienen una traducción directa desde los operadores , y ¬ de DL @mrebollo Web Semántica
  54. 54. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWLDiferencias entre OWL-DL y OWL-Full A OWL-DL se le añaden una serie de restricciones para garantizar su decidibilidad que no tiene OWL-Full. Destacan los recursos sólo pueden tener un tipo (no pueden ser datatype e individuo al mismo tiempo, por ejemplo) el tipo de los recursos debe definirse de forma explícita owl:ObjectProperty rdf:ID="hasType"/> las clases anónimas pueden aparecer en el rango de una propiedadm, pero no en el dominio o en una relación rdfs:subClassOf @mrebollo Web Semántica
  55. 55. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaContenidos 1 Qué es la Web Semántica 2 Description Logic 3 Representación del conocimiento Dublin Core Microformatos. La web semántica con minúsculas Resource Description Framework (RDF) Web Ontology Language (OWL) 4 Razonamiento en la Web Semántica Simple Protocol and RDF Query Language Inferencia de conocimiento (DL) Semantic Web Rule language (SWRL) @mrebollo Web Semántica
  56. 56. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRazonamiento en la Web Semántica Herramientas disponibles para razonar en la web semántica lenguajes basados en queries ⇒ SPARQL inferencia de conocimiento (DL) lenguajes basados en reglas (SWRL) sistemas basados en frames (F-logic) @mrebollo Web Semántica
  57. 57. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaSimple Protocol and RDF Query Language (SPARQL) Emplea una sintaxis tipo SQL para realizar consultas sobre RDF Example (Consulta SPARQL) PREFIX camera: <http://www.mycamera.org/photo#> SELECT ?x WHERE{ ?x camera:hasType camera:DigitalBack } La ejecución de esta consulta da como resultado ?x canon:CanonEOS400D nikon:NikonD70 @mrebollo Web Semántica
  58. 58. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaVisión funcional de la representación del conocimiento Uso real del conocimiento expresado en DL. Cuestiones: ¿cómo usar DL para construir bases de conocimiento? ¿cómo razonar sobre este conocimiento? @mrebollo Web Semántica
  59. 59. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaInferencia de conocimiento (DL) TBox conocimiento intensional sobre el conocimiento general del dominio mantiene la terminología (ontología) declaraciones en forma de definición del conceptos el conocimeinto de la TBox apenas cambia a lo largo del tiempo equivalente a una ontología en OWL Example Camera ≡ Lens CameraBody @mrebollo Web Semántica
  60. 60. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaInferencia de conocimiento (DL) ABox conocimiento extensional conocimiento sobre un problema específico mantiene la terminología (ontología) declaraciones en forma de aserciones dinámico y dependiente de las circunstancias equivalente a conocimiento en RDF Example Camera(PentaxKM) aserción de concepto hasLens(PentaxKM, 50mmLens) aserción de rol @mrebollo Web Semántica
  61. 61. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRazonamiento sobre la TBox Subsumpción El concepto D es más general que C en la TBox T (C es un subconjunto de D) T C D Satisfacibilidad Al añadir un concepto C , determinar si C es consistente con el resto del conocimiento. Si podemos construir un individuo que coincide con C es satisfacible. En otro caso, es insatisfacible T C ⊥ @mrebollo Web Semántica
  62. 62. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRazonamiento sobre la TBox Equivalencia C y D son equivalentes en la TBox T . T C ≡ D. Puede representarse mediante subsumpción T (C D∧D C) Útil para eliminar redundancias y ambigà 1 edad 4 Disyunción No existe ninguna relación entre los conceptos T (C D) ⊥ @mrebollo Web Semántica
  63. 63. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRazonamiento sobre la ABox Comprobación de instancias Verifica que un individuo pertenece a un concepto A C (a) La instancia a pertenece al concepto C en la ABox A. La instancia está clasificada de acuerdo a la KB. Recuperación Encuentra todas las instancias de un concepto en la KB {a ∈ A | A C (a)} @mrebollo Web Semántica
  64. 64. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRazonamiento sobre la ABox Realización Dual de la recuperación A C (a) y T ⊥ C Comprobación de consistencia Cada concepto de la KB admite al menos un individuo de la ABox {∀C ∈ T , ∃a ∈ A | A C (a)} Equivale a la satisfacibilidad para TBox. @mrebollo Web Semántica
  65. 65. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaReducción de los mecanismos de inferencia ¿Son necesarios todos estos métodos de inferencia? 1 las inferencias sobre TBox pueden reducirse a subsumpción 2 las inferencias sobre ABox pueden reducirse a comprobación de instancias 3 todas las inferencias pueden traducirse a consistencia sobre ABox A C (a) iff A ∪ {¬C (a)} is inconsistent 4 consistencia en ABox ≡ satisfacibilidad en TBox C is satiscacible iff {C (a)} es consistente inferencia sobre DL puede reducirse a un problema de satisfacibilidad Y como DL es un subconjunto de FOL, podemos aplicar algoritmos conocidos para el problema de satisfacibilidad booleano (SAT) @mrebollo Web Semántica
  66. 66. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaSemantic Web Rule language (SWRL) Las inferencias se limitan a propiedades estructurales (ej.: no podemos hacer cálculos sobre los datos) ⇒ debemos construir nuestras propias aplicaciones que sean conscientes de la naturaleza del conocimiento (semántica) SWRL extiende ontologías en OWL-Lite y OWL-DL con reglas (RuleML) define axiomas lógicos que deben ser ciertos los axiomas están formados por una URI y una regla R todas las reglas R son de la forma antecedente⇒consecuente formados por conjunciones a1 ∧ a2 ∧ . . . ∧ ai (i ≥ 0) individuos (objetos) y datatypes (valores) se tratan por separado @mrebollo Web Semántica
  67. 67. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaSintaxis de SWRL X ∈ Axiom ::= <uri>R R ∈ Rule ::= A1 ∧ . . . ∧ Am ⇒ B1 ∧ . . . ∧ Bn , m, n ≥ 0 A, B ∈ Atom ::= C (i) (Descripción) | C (d) (Datos) | P(i1 , i2 ) (Prop. objeto) | P(i, d) (Prop. datatype) | sameAs(i1 , i2 ) (Igualdad) | differentFrom(i1 , i2 ) (Desigualdad) | builtIn(r, d1 , . . . , dk ) k ≥ 0 (Función) i ∈ Individuo ::= vi | id d ∈ Datatype ::= vd | literal v ∈ Variable @mrebollo Web Semántica
  68. 68. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaInterpretación de las reglas SWRL C y P conectan las reglas SWRL co la ontología OWL C (i) cierto si i es una instancia C (d) cierto si d es un valor P(i1 , i2 ) cierto si i1 está relacionado con i2 a través de la propiedad P P(i, d) cierto si i está relacionado con d por la propiedad P Permite ejecuciones mediante reglas SWRL sameAs(i1 , i2 ) cierto si i1 e i2 se evalúan al mismo individuo differentFrom(i1 , i2 ) cierto si i1 e i2 se evalúan a individuos distintos builtIn(r, d1 , . . . , dk ) cierto si la relación r se evalúa a cierto con los argumentos d1 , . . . , dk @mrebollo Web Semántica
  69. 69. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo de regla SWRL hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact) ⇒hasCamera(i,PointAndShoot) Sintaxis XML (RuleML) para SWRL <ruleml:imp> <ruleml:_rlab ruleml:href="#rule1"/> <ruleml:_body> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasFocusType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#Autofocus"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> ... </ruleml:_body> </ruleml:_head> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasCameraType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#PointAndShoot"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> </ruleml:_head> </ruleml:imp> @mrebollo Web Semántica
  70. 70. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo de regla SWRL hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact) ⇒hasCamera(i,PointAndShoot) Sintaxis XML (RuleML) para SWRL <ruleml:imp> <ruleml:_rlab ruleml:href="#rule1"/> <ruleml:_body> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasFocusType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#Autofocus"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> ... </ruleml:_body> </ruleml:_head> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasCameraType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#PointAndShoot"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> </ruleml:_head> </ruleml:imp> @mrebollo Web Semántica
  71. 71. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo de regla SWRL hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact) ⇒hasCamera(i,PointAndShoot) Sintaxis XML (RuleML) para SWRL <ruleml:imp> <ruleml:_rlab ruleml:href="#rule1"/> <ruleml:_body> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasFocusType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#Autofocus"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> ... </ruleml:_body> </ruleml:_head> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasCameraType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#PointAndShoot"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> </ruleml:_head> </ruleml:imp> @mrebollo Web Semántica
  72. 72. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaEjemplo de regla SWRL hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact) ⇒hasCamera(i,PointAndShoot) Sintaxis XML (RuleML) para SWRL <ruleml:imp> <ruleml:_rlab ruleml:href="#rule1"/> <ruleml:_body> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasFocusType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#Autofocus"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> ... </ruleml:_body> </ruleml:_head> <swrlx:indivudualPropertyAtom swrlx:property="hasCameraType"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <owlx:Individual owlx:name="#PointAndShoot"/> </swrlx:indivudualPropertyAtom> </ruleml:_head> </ruleml:imp> @mrebollo Web Semántica
  73. 73. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web SemánticaRelación entre SWRL y OWL SWRL extiende la expresividad de OWL mediante variables y reglas podemos hacer razonamientos más avanzados (similar a la programación lógica) se consigue combinando DL con una forma restrictiva de las cláusulas de Horn Pero No hay una base formal para esa combinación ⇒ se pierde la corrección @mrebollo Web Semántica
  74. 74. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaPara saber más. . . D. Fensel et al. (Ed.) Spinning the Semantic Web MIT Press, 2003. H. Wache et al. Ontology-Based Integration of Information–A Survey of Existing Approaches En Proc. IJCAI 2001, pp.:108-117 L. Ding et al. Using Ontologies in the Semantic Web: A Survey En Ontologies, cap. 4, pp.: 79–113. Springer, 2007 @mrebollo Web Semántica
  75. 75. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web SemánticaTemas para posibles trabajos OWL 2.0 Revisión del estándar. Cambios respecto a OWL Revisión de herramientas Estudiar las heramientas disponibles que se pueden integrar dentro de agentes inteligentes para razonar sobre la web semántica Construcción de un agente "semántico" Implmenta un agente que sea capaz de comunicarse con otro en OWL como lenguaje de contenidos. FOAF+SIOC: semántica para redes sociales Construir un agente que pueda explorar una red social y extraer conocimiento semántico sobre las relaciones entre los usuarios @mrebollo Web Semántica
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