Università della Svizzera italiana Il web semantico: mito o realtà? Marco Colombetti Politecnico di Milano e Università della Svizzera italiana Roma, 24 novembre 2005

Università della Svizzera italiana 1 Il computer oggi Fasi storiche delluso del computer: come strumento di calcolo scientifico e tecnico come strumento per la gestione di dati e archivi come strumento per la comunicazione e linterazione umana Il passaggio alla terza fase è essenzialmente dovuto alla diffusione di internet e in particolare al web

Università della Svizzera italiana 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 dingresso per linterazione 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...

Università della Svizzera italiana 3 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

Università della Svizzera italiana 4 Un esempio Una biblioteca intende acquistare un lotto di volumi sul web: identificare i servizi di vendita identificare lofferta migliore eseguire lacquisto monitorare il processo di evasione dellordine 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 laccesso umano

Università della Svizzera italiana 5 Il web semantico La soluzione: il web semantico Che cosè 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

Università della Svizzera italiana 6 I problemi da risolvere Nel web semantico le informazioni e i servizi sono direttamente accessibili alle applicazioni software Problemi: definire formati standard per assicurare linteroperabilità delle applicazioni possibilità di eseguire ragionamenti deduttivi in modo completamente automatico a partire dalle informazioni disponibili

Università della Svizzera italiana 7 Formati standard Superare le limitazioni di HTML Alcuni standard per il web semantico sviluppati e sostenuti dal W3C (World Wide Web Consortium, ): XML Extensible Markup Language RDF Resource Description Framework OWL Web Ontology Language

Università della Svizzera italiana 8 Le deduzioni automatiche Lutilizzo 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

Università della Svizzera italiana 9 Logica descrittiva I sistemi di ragionamento automatico si basano sulle tecniche sviluppate nellambito 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 Luso di una logica descrittiva garantisce che tutte le interrogazioni poste a un ragionatore automatico ricevano risposta in tempo finito

Università della Svizzera italiana 10 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: lutilizzo di ontologie RDF o OWL da parte di applicazioni software (ad es. Jena) la definizione e laggiornamento di ontologie RDF o OWL (ad es. Protégé) lesecuzione automatica di ragionamenti deduttivi in OWL DL (ad es. Racer)

Università della Svizzera italiana 11 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}

Università della Svizzera italiana 12 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 leventuale coniuge è una persona dellaltro sesso DONNA v 8Coniuge. UOMO UOMO v 8Coniuge. DONNA un celibe è una persona priva di coniuge CELIBE v PERSONA u :9Coniuge...

Università della Svizzera italiana 13 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 femminileSesso( P0036,f) P0145 è una persona PERSONA ( P0145 ) P0145 è un uomo UOMO ( P0036 ) P0145 è di sesso maschileSesso( P0145,m) P0145 è coniugato con P0036 Coniuge( P0145, P0036 ) P0036 e P0145 non sono celibi: CELIBE ( P0036 ) : CELIBE ( P0145 )...

Università della Svizzera italiana 14 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

Università della Svizzera italiana 15 Conclusioni Con tutti i loro limiti, le tecnologie del web semantico sono potenti e potenzialmente utilissime Ci sono attualmente quasi tutte le condizioni per ladozione 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

Università della Svizzera italiana 16 Per saperne di più T. Berners-Lee, J. Hendler, O. Lassila. The semantic web, Scientific American, Maggio 2001 Reperibile dal sito del W3C, 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: