Managing uncertainty and vagueness in semantic web

Abstract

Αγγλικά ή άλλη γλώσσα:Semantic Web has been designed for processing tasks without human intervention. Inthis context, the term machine processable information has been introduced. In mostSemantic Web tasks, we come across information incompleteness issues, aka uncertaintyand vagueness. For this reason, a method that represents uncertainty and vaguenessunder a common framework has to be defined. Semantic Web technologies are definedthrough a Semantic Web Stack and are based on a clear formal foundation. Therefore,any representation scheme should be aligned with these technologies and be formallydefined. As the concept of ontologies is significant in the Semantic Web for representingknowledge, any framework is desirable to be built upon it. In our work, we have defined an approach for representing uncertainty and vagueness under a common framework. Uncertainty is represented through Dempster-Shafer model, whereas vagueness has been represented through Fuzzy Logic and Fuzzy Sets. For this reason, we have defined our theoretical framework, aimed at a combination of the classical crisp DL ALC with a DempsterShafer module. As a next step, we added fuzziness to this model. Throughout our work, we have implemented metaontologies in order to represent uncertain and vague concepts and, next, we have tested our methodology in realworld applications.

Ο Σημασιολογικός Ιστός στοχεύει στην διεκπεραίωση εργασιών σε υπολογιστικά συστήματα χωρίς την ανθρώπινη παρέμβαση. Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, εισάγεται η έννοια της πληροφορίας που είναι επεξεργάσιμη από μηχανές. Στα περισσότερα προβλήματα, η έννοια της πληροφορίας είναι συνυφασμένη με την έννοια της αβεβαιότητας και της ασάφειας. Και οι δύο έννοιες περιγράφονται με την κοινή ονομασία ατελήςπληροφορία. Δεδομένου ότι ο Σημασιολογικός Ιστός απαρτίζεται από ένα σύνολο τεχνολογιών και των θεωριών που τις διέπουν, οποιαδήποτε μέθοδος αναπαράστασης θα πρέπεινα βρίσκεται σε συμφωνία με άλλες υπάρχουσες. Συγκεκριμένα, το θεωρητικό πλαίσιο πρέπει να εντάσσεται ομαλά στη θεωρία που εφαρμόζεται στο Σημασιολογικό Ιστό. Η δε υλοποίησή του, ιδανικό είναι, να υποστηριχθεί με χρήση μεθόδων του Σημασιολογικού Ιστού, στις οποίες κυριαρχεί εκείνη των οντολογιών. Στη διατριβή μας, ορίσαμε μία μέθοδο αναπαράστασης της αβεβαιότητας και της ασάφειας μέσω ενός ενιαίου πλαισίου. Το μοντέλο Dempster-Shaferχρησιμοποιήθηκε για την αναπαράσταση της αβεβαιότητας και το μοντέλο Ασαφούς Λογικής και Ασαφών Συνόλων για την αναπαράσταση της ασάφειας. Για το λόγο αυτό, ορίσαμε το θεωρητικό πλαίσιο, στοχεύοντας σε ένα συνδυασμό ALC Λογικών Περιγραφών (Description Logics) με το μοντέλο Dempster-Shafer. Κατά τη διάρκεια της έρευνάς μας υλοποιήσαμε μεταοντολογίες για την αναπαράσταση της αβεβαιότητας και της ασάφειας και στη συνέχεια μελετήσαμετην συμπεριφορά τους σε πραγματικές εφαρμογές.