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Qué es la Web Semántica
                 Description Logic
   Representación del conocimiento
Razonamiento 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
Qué es la Web Semántica
                             Description Logic
               Representación del conocimiento
            Razonamiento en la Web Semántica


Contenidos

  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)

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Qué es la Web Semántica
                             Description Logic
               Representación del conocimiento
            Razonamiento en la Web Semántica


Contenidos

  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)

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Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Situación 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
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                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Situación 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
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            Representación del conocimiento
         Razonamiento en la Web Semántica


La tarta de la Web Semántica




            (adaptado de: Web for Real People. Tim Berners-Lee)


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Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Arquitectura de la Web Semántica




  Sobre esta estructura podemos montar aplicaciones inteligentes

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                             Description Logic
               Representación del conocimiento
            Razonamiento en la Web Semántica


Contenidos

  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)

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                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Lenguajes 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
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Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Lenguaje 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
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                         Description Logic
           Representación del conocimiento
        Razonamiento en la Web Semántica


Semántica 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
Qué es la Web Semántica
                               Description Logic
                 Representación del conocimiento
              Razonamiento en la Web Semántica


Cómo 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)
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Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Cómo 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



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Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Cómo 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}




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Ejemplo. Red Semántica




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Ejemplo. 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




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Qué es la Web Semántica
                             Description Logic
               Representación del conocimiento
            Razonamiento en la Web Semántica


Otros 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
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                             Description Logic
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Otros 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
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Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                             Description Logic   Microformatos
               Representación del conocimiento   RDF
            Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Contenidos

  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)

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Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                            Description Logic   Microformatos
              Representación del conocimiento   RDF
           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Dublin 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



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Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                               Description Logic   Microformatos
                 Representación del conocimiento   RDF
              Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Propiedades del Simple Dublin Core



    Title                                                 Format
    Creator                                               Identifier
    Subject                                               Source
    Description                                           Language
    Publisher                                             Relation
    Contributor                                           Coverage
    Date                                                  Rights
    Type



                                      @mrebollo    Web Semántica
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                             Description Logic   Microformatos
               Representación del conocimiento   RDF
            Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Dublin 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
Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                             Description Logic   Microformatos
               Representación del conocimiento   RDF
            Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Dublin 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
Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                            Description Logic   Microformatos
              Representación del conocimiento   RDF
           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Microformatos. 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
Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                          Description Logic   Microformatos
            Representación del conocimiento   RDF
         Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Microformato hCard



vCard                                         hCard
BEGIN: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
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                            Description Logic   Microformatos
              Representación del conocimiento   RDF
           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Resource 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


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           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Resource 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


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              Representación del conocimiento   RDF
           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Sintaxis 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
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           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Sintaxis 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
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           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Sintaxis 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
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Sintaxis 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
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Sintaxis 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
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Reificación: 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>




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Reificación: 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>

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Reificación: 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>

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Esquemas 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)



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Equivalencias entre RDF y RDFS




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Sintaxis 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"/>


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Sintaxis 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"/>


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Sintaxis 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>


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Sintaxis 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>


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Web 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



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Diferencia con RDFS




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Sintaxis 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>


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Sintaxis 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>
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Sintaxis 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>




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Sintaxis 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>




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Sintaxis 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>
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Sintaxis 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

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Sintaxis 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

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Sintaxis 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>




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Sintaxis 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>




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               Representación del conocimiento   RDF
            Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Sintaxis 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
Qué es la Web Semántica     Dublin Core
                            Description Logic   Microformatos
              Representación del conocimiento   RDF
           Razonamiento en la Web Semántica     OWL


Diferencias 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




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                                                 Inferencia DL
               Representación del conocimiento
                                                 SWRL
            Razonamiento en la Web Semántica


Contenidos

  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)

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                                                Inferencia DL
              Representación del conocimiento
                                                SWRL
           Razonamiento en la Web Semántica


Razonamiento 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)




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                                                Inferencia DL
              Representación del conocimiento
                                                SWRL
           Razonamiento en la Web Semántica


Simple 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



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              Representación del conocimiento
                                                SWRL
           Razonamiento en la Web Semántica


Visión 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?




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              Representación del conocimiento
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Inferencia 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

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               Representación del conocimiento
                                                 SWRL
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Inferencia 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

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                                                    Inferencia DL
              Representación del conocimiento
                                                    SWRL
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Razonamiento 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      ⊥


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Razonamiento 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)       ⊥


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Razonamiento 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)}


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Razonamiento 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.



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Reducción 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)
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Semantic 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
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Sintaxis 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


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Interpretación 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
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Ejemplo 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
Qué es la Web Semántica
                                                 SPARQL
                             Description Logic
                                                 Inferencia DL
               Representación del conocimiento
                                                 SWRL
            Razonamiento en la Web Semántica


Ejemplo 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
Qué es la Web Semántica
                                                 SPARQL
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                                                 Inferencia DL
               Representación del conocimiento
                                                 SWRL
            Razonamiento en la Web Semántica


Ejemplo de regla SWRL
  hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact)
  ⇒hasCamera(i,PointAndShoot)
  Sintaxis XML (RuleML) para SWRL
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                                    @mrebollo    Web Semántica
Qué es la Web Semántica
                                                 SPARQL
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                                                 Inferencia DL
               Representación del conocimiento
                                                 SWRL
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  hasFocus(i,Autofocus)∧hasMount(i,Fixed)∧hasBody(i,Compact)
  ⇒hasCamera(i,PointAndShoot)
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             Razonamiento en la Web Semántica


Relación 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
Qué es la Web Semántica
                            Description Logic
              Representación del conocimiento
           Razonamiento en la Web Semántica


Para 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
Qué es la Web Semántica
                             Description Logic
               Representación del conocimiento
            Razonamiento en la Web Semántica


Temas para posibles trabajos
  OWL 2.0
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  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"
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  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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Web Semantica

  • 1. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Contenidos 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Contenidos 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Situación 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Situación 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica La tarta de la Web Semántica (adaptado de: Web for Real People. Tim Berners-Lee) @mrebollo Web Semántica
  • 7. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Arquitectura de la Web Semántica Sobre esta estructura podemos montar aplicaciones inteligentes @mrebollo Web Semántica
  • 8. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Contenidos 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Lenguajes 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Lenguaje 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Semántica 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Cómo 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Cómo 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Cómo 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo. Red Semántica @mrebollo Web Semántica
  • 16. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo. 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Otros 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Otros 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Contenidos 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Dublin 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Propiedades del Simple Dublin Core Title Format Creator Identifier Subject Source Description Language Publisher Relation Contributor Coverage Date Rights Type @mrebollo Web Semántica
  • 22. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Dublin 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Dublin 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Microformatos. 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Microformato hCard vCard hCard BEGIN: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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Resource 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Resource 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Reificación: 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Reificación: 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Reificación: 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Esquemas 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Equivalencias entre RDF y RDFS @mrebollo Web Semántica
  • 38. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Web 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Diferencia con RDFS @mrebollo Web Semántica
  • 44. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica Dublin Core Description Logic Microformatos Representación del conocimiento RDF Razonamiento en la Web Semántica OWL Diferencias 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Contenidos 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Simple 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Visión 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Inferencia 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Inferencia 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Razonamiento 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Reducción 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Semantic 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Sintaxis 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Interpretación 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Ejemplo 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. Qué es la Web Semántica SPARQL Description Logic Inferencia DL Representación del conocimiento SWRL Razonamiento en la Web Semántica Relación 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Para 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. Qué es la Web Semántica Description Logic Representación del conocimiento Razonamiento en la Web Semántica Temas 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