Marco Colombetti

Università
della
Svizzera
italiana
Roma, 24 novembre 2005
Il web semantico: mito o realtà?
Marco Colombetti
Politecnico di Milano
e Università della Svizzera italiana
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1
Il computer oggi
 Fasi storiche dell’uso del computer:
 come strumento di calcolo scientifico e tecnico
 come strumento per la gestione di dati e archivi
 come strumento per la comunicazione e l’interazione
umana
 Il passaggio alla terza fase è essenzialmente dovuto alla
diffusione di internet e in particolare al web
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2
Il web
 Il web non è un insieme di documenti, è un insieme di luoghi
disposti in un territorio virtuale
 I luoghi del web sono punti d’ingresso per l’interazione fra
individui e individui, fra individui e organizzazioni, fra
organizzazioni e organizzazioni
 Interazione:
 scambio di informazioni e documenti
 accesso a servizi:





commercio elettronico
amministrazione pubblica
formazione
salute
...
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Muoversi nel web
 I problemi fondamentali del web:
 trovare i luoghi pertinenti
 sfruttare le informazioni e i servizi disponibili
 I motori di ricerca sono essenziali per muoversi nel web ma
stanno diventando rapidamente insufficienti:
 di solito troppi risultati, per la maggior parte inutili
 a volte nessun risultato
 dipendenza del risultato dal vocabolario (ricerca per parole
o sequenze di parole)
 localizzazione di una pagina per volta
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4
Un esempio
 Una biblioteca intende acquistare un lotto di volumi sul web:
 identificare i servizi di vendita
 identificare l’offerta migliore
 eseguire l’acquisto
 monitorare il processo di evasione dell’ordine identificando
eventuali problemi
 Ipotesi di soluzione:
 un agente software che accede direttamente alle
informazioni e ai servizi disponibili sul web
 Problema:
 attualmente le informazioni e i servizi sul web sono pensati
per l’accesso umano
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Il web semantico
 La soluzione:
 il web semantico
 Che cos’è il web semantico?
 “A new form of Web content that is meaningful to
computers”
Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila: The Semantic Web,
Scientific American, Maggio 2001
 Ma che cosa significa?
 consentire la localizzazione delle informazioni e dei servizi
per concetti anziché per parole chiave
 consentire la completa automazione dei servizi
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I problemi da risolvere
 Nel web semantico le informazioni e i servizi sono
direttamente accessibili alle applicazioni software
 Problemi:
 definire formati standard per assicurare l’interoperabilità
delle applicazioni
 possibilità di eseguire ragionamenti deduttivi in modo
completamente automatico a partire dalle informazioni
disponibili
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Formati standard
 Superare le limitazioni di HTML
 Alcuni standard per il web semantico sviluppati e sostenuti dal
W3C (World Wide Web Consortium, http://www.w3.org):
OWL
Web Ontology Language
RDF
Resource Description Framework
XML
Extensible Markup Language
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Le deduzioni automatiche
 L’utilizzo del web semantico richiede la capacità di dedurre
automaticamente nuovi dati
 Esempi:
 cerco informazioni sui marsupiali
il motore di ricerca semantico localizza una foto del lupo
della tasmania in una pagina dove la parola ‘marsupiale’
non compare
 voglio acquistare un vaso cinese
il motore di ricerca semantico localizza tre aste
elettroniche che trattano vasi cinesi e due spedizionieri
specializzati nel trasporto di oggetti fragili
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Logica descrittiva
 I sistemi di ragionamento automatico si basano sulle tecniche
sviluppate nell’ambito della logica formale e in particolare della
logica descrittiva
 La logica descrittiva consente di:
 definire concetti e relazioni logiche fra concetti
 gestire dati espressi nei termini dei concetti e delle relazioni
logiche predefinite
 rispondere a interrogazioni sulla base di ragionamenti
deduttivi
 L’uso di una logica descrittiva garantisce che tutte le
interrogazioni poste a un ragionatore automatico ricevano
risposta in tempo finito
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Ontologie
 La definizione formale di un insieme di concetti con le loro
relazioni logiche è chiamata ontologia
 I linguaggi RDF e OWL (nelle versioni Lite, DL e Full)
consentono di definire ontologie per il web semantico
 Sono disponibili strumenti software per:
 l’utilizzo di ontologie RDF o OWL da parte di applicazioni
software (ad es. Jena)
 la definizione e l’aggiornamento di ontologie RDF o OWL
(ad es. Protégé)
 l’esecuzione automatica di ragionamenti deduttivi in OWL
DL (ad es. Racer)
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Un esempio OWL DL: concetti e relazioni
 Persone e sesso:
 il sesso può essere ‘femmina’ o ‘maschio’
SESSO ´ {f,m}
 il sesso si attribuisce alle persone
Sesso: PERSONA  SESSO
 ogni persona ha esattamente un sesso
PERSONA v =1Sesso
 una donna è una persona di sesso femminile
DONNA v 9Sesso.{f}
 un uomo è una persona di sesso maschile
UOMO v 9Sesso.{m}
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Un esempio OWL DL: concetti e relazioni
 Stato civile:
 a ogni persona si può associare una persona come coniuge
Coniuge: PERSONA  PERSONA
 la relazione coniugale è simmetrica
Coniuge– v Coniuge
 ogni persona ha al più un coniuge (per volta...)
PERSONA v ·1Coniuge
 l’eventuale coniuge è una persona dell’altro sesso
DONNA v 8Coniuge.UOMO
UOMO v 8Coniuge.DONNA
 un celibe è una persona priva di coniuge
CELIBE v PERSONA u :9Coniuge
 ...
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Un esempio OWL DL: dati e deduzioni
 Dati:
 P0036 è
coniugato con P0145
Coniuge(P0036,P0145)
 P0036 è
una donna
DONNA(P0036)
 Alcune deduzioni automatiche possibili:
 P0036 è
una persona
PERSONA(P0036)
 P0036 è
di sesso femminile
Sesso(P0036,f)
 P0145 è
una persona
PERSONA(P0145)
 P0145 è
un uomo
UOMO(P0036)
 P0145 è
di sesso maschile
Sesso(P0145,m)
 P0145 è
coniugato con P0036
Coniuge(P0145,P0036)
 P0036 e P0145
 ...
non sono celibi
:CELIBE(P0036)
:CELIBE(P0145)
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Limiti del web semantico
 Come ogni tecnologia, anche il web semantico ha i suoi limiti
 Ecco alcuni fatti da non scordare:
 i computer non capiscono i concetti che manipolano: si
limitano ad applicare ciecamente le definizioni
 i concetti umani hanno sfumature che è praticamente
impossibile tradurre in definizioni formali
 anche se è garantita la conclusione dei ragionamenti in
tempo finito, a volte possono essere necessarie ingenti
risorse di calcolo
 gli attuali linguaggi per definire ontologie non consentono di
dire tutto ciò che si vuole, e alcuni limiti espressivi della
logica descrittiva non potranno essere superati
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Conclusioni
 Con tutti i loro limiti, le tecnologie del web semantico sono
potenti e potenzialmente utilissime
 Ci sono attualmente quasi tutte le condizioni per l’adozione di
queste tecnologie da parte delle imprese e delle
amministrazioni pubbliche:
 le tecnologie sono mature
 sono disponibili gli strumenti necessari a costi accessibili
 sussiste una forte esigenza socio-economica di realizzare i
servizi resi possibili dal web semantico
 Tuttavia, è ancora insufficiente la diffusione delle competenze
tecniche necessarie
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Per saperne di più
 T. Berners-Lee, J. Hendler, O. Lassila. The semantic web,
Scientific American, Maggio 2001
Reperibile dal sito del W3C, www.w3.org, link “Semantic Web”
 G. Antoniou, F. Van Harmelen. A semantic web primer, MIT
Press, Cambridge, MA.
 Materiale dal sito del corso di Ingegneria della conoscenza del
Politecnico di Milano:
http://www.elet.polimi.it/upload/colombet/IC_2005/index.html