Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe

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1 Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 3. Web Montag Bremen Christoph Lange, Matthias Bröcheler International University Bremen (Jacobs University Bremen ab Frühjahr 2007) 27. November 2006 Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

2 Inhalt 1 2 Grundlagen Semantic Web OMDoc 3 Projekte Was kann man mit OMDoc machen? Wo kriegt man die Daten her? 4 Ausblick 5 Quellen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

3 Wir und unsere Interessen Arbeitsgruppe um Prof. Michael Kohlhase an der International University Bremen und am DFKI (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz) 1 Professor, 1 Dozent, 5 Doktoranden, 2 Master-Studenten, 5 Bachelor-Studenten Interessen: KWARC = Knowledge Adaptation and Reasoning for Content? Semantik von Dokumentstrukturen mit formaler Logik untersuchen Mathematisches Wissen verwalten Mehrwertdienste auf Wissenssammlungen E-Learning, soziale Software, Communities of Practice Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

4 Wir und unsere Interessen Arbeitsgruppe um Prof. Michael Kohlhase an der International University Bremen und am DFKI (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz) 1 Professor, 1 Dozent, 5 Doktoranden, 2 Master-Studenten, 5 Bachelor-Studenten Interessen: KWARC = Knowledge Adaptation and Reasoning for Content? Semantik von Dokumentstrukturen mit formaler Logik untersuchen Mathematisches Wissen verwalten Mehrwertdienste auf Wissenssammlungen E-Learning, soziale Software, Communities of Practice Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

5 Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) Schwache Künstliche Intelligenz (Leuf): Metadaten dranschreiben ( annotieren ), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular ( Ontologien ) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

6 Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) Schwache Künstliche Intelligenz (Leuf): Metadaten dranschreiben ( annotieren ), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular ( Ontologien ) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

7 Grundlagen Semantic Web Semantic Web für Web-2.0-Kenner Wissenschaft hinter einem Teil des Web 2.0 (Folksonomien, Mikroformaten, Webservice-Beschreibung, intelligente Suchmaschinen) Schwache Künstliche Intelligenz (Leuf): Metadaten dranschreiben ( annotieren ), bis es die Maschine verstehen kann Statt Ad-Hoc-Tagging: einheitliches Vokabular ( Ontologien ) verwenden Statt Hacks und Mashups: Logisches Schlussfolgern auf Wissensdatenbank Allgemeiner, flexibler, skalierbarer, zukunftssicherer als Web aber (noch) wenige nicht-akademische Software Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

8 Grundlagen Semantic Web braucht Web 2.0 Semantic Web Semantic Web deckt nicht das ganze Web 2.0 ab Semantische Software muss nicht sozial sein (kann aber) nicht an bestimmte Software-Umgebung gebunden; alles kann semantisch erweitert werden: Wiki, Blog, aber auch Desktop sagt nichts über Benutzerschnittstelle (z.b. Ajax) Web 2.0 liefert die ideale Benutzerschnittstelle und die Community fürs Semantic Web Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

9 Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: semantisches MathML auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein ( Theorien ), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen,... Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

10 Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: semantisches MathML auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein ( Theorien ), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen,... Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

11 Grundlagen OMDoc Unsere Grundlage: das Datenformat OMDoc Mathematik ist stark strukturiert und können wir gut, also probieren wir unsere Ideen zuerst daran aus Open Mathematical Documents: semantisches MathML auch für größere Strukturen als Formeln Wir betten Formeln in Kontext ein ( Theorien ), um ihnen Bedeutung zu geben: Definition/Satz/Beweis/Beispiel, Abhängigkeiten zwischen Theorien Von grober Strukturierung bis zu exakter Formalisierung Wenn man das macht, können es Maschinen besser verstehen viele Anwendungen im Bereich E-Learning, Datenaustausch, automatisches Beweisen, Suchen,... Ziel: Ergebnisse von Mathematik auf andere Gebiete übertragen Anwendungen in Physik, Geowissenschaften, Autoindustrie und Rechtswesen geplant Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

12 Was kann man mit OMDoc machen? MathWebSearch: Suche nach mathematischen Formeln eine OMDoc-Anwendung für kleine Strukturen (= Formeln) a (b + c) kann dasselbe sein wie (x + y) z (Umbenennung von Symbolen, Reihenfolge) MathWebSearch crawlt und indiziert mathematische Datenquellen Suchanfrage ist Formel mit Platzhaltern ((?+?)?), System kennt Eigenschaften der Operatoren Benutzerschnittstelle: Anfrage in XML-Sprache eingeben oder über grafischen Formeleditor Webservice-API für andere Anwendungen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

13 Was kann man mit OMDoc machen? MathWebSearch: Suche nach mathematischen Formeln eine OMDoc-Anwendung für kleine Strukturen (= Formeln) a (b + c) kann dasselbe sein wie (x + y) z (Umbenennung von Symbolen, Reihenfolge) MathWebSearch crawlt und indiziert mathematische Datenquellen Suchanfrage ist Formel mit Platzhaltern ((?+?)?), System kennt Eigenschaften der Operatoren Benutzerschnittstelle: Anfrage in XML-Sprache eingeben oder über grafischen Formeleditor Webservice-API für andere Anwendungen Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

14 Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

15 Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

16 Was kann man mit OMDoc machen? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

17 Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (... welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.b. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

18 Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (... welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.b. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

19 Was kann man mit OMDoc machen? Locutor: Management of Change eine OMDoc-Anwendung für große Strukturen Viele Systeme können Dokumente verwalten, aber Abhängigkeiten zwischen diesen? Lehrbücher und Vorträge bestehen aus Abschnitts-Bausteinen, die untereinander mehr oder wenig starke Abhängigkeiten haben nicht nur in der Mathematik Eine Änderung einer Begriffsdefinition kann alle Dokumente/Abschnitte nutzlos machen, die diesen Begriff verwenden! Wenn Michael Dokument A ändert, wie wirkt sich das auf Dokument B aus (... welches Matthias morgen bearbeiten will)? Unterscheide Semantik-Änderung von Korrektur eines Tippfehlers Je mehr strukturelle Semantik, desto bessere Assistenz Ziel: Locutor als Dienst, nutzbar in Versionsverwaltung (z.b. Subversion) oder Wiki Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

20 Wo kriegt man die Daten her? arxmliv: Annotation wissenschaftlicher Artikel Automatisierte Gewinnung von OMDoc-Daten im großen Stil arxiv: Server mit über vorveröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln Nicht semantisch, Suche im Volltext oder nach Kategorien arxmliv: automatische Konvertierung der arxiv-dokumente von L A TEX zu strukturiertem (oder besser noch: semantisch annotiertem) XML... damit sie für MathWebSearch & Co. nutzbar werden Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

21 Wo kriegt man die Daten her? arxmliv: Annotation wissenschaftlicher Artikel Automatisierte Gewinnung von OMDoc-Daten im großen Stil arxiv: Server mit über vorveröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln Nicht semantisch, Suche im Volltext oder nach Kategorien arxmliv: automatische Konvertierung der arxiv-dokumente von L A TEX zu strukturiertem (oder besser noch: semantisch annotiertem) XML... damit sie für MathWebSearch & Co. nutzbar werden Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

22 Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein Konzept oder Ding (z.b. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.b. nimmt an Veranstaltung teil ) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.b. Beispiel erklärt Satz ) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

23 Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein Konzept oder Ding (z.b. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.b. nimmt an Veranstaltung teil ) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.b. Beispiel erklärt Satz ) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

24 Wo kriegt man die Daten her? SWiM: Semantisches Wiki für Mathematik Community erstellt und bearbeitet (OMDoc-)Wissen Semantisches Wiki = Wiki mit Semantic-Web-Erweiterungen Seite beschreibt genau ein Konzept oder Ding (z.b. den 3. Webmontag in Bremen) Link stellt eine bestimmte Art von Beziehung dar (z.b. nimmt an Veranstaltung teil ) Wurde schon Wikipedia-tauglich implementiert (Sem. MediaWiki) OMDoc-Dokumente auf Wiki-Seiten zuschneiden, Links (z.b. Beispiel erklärt Satz ) explizit darstellen (in Begriffen einer Ontologie) und navigierbar machen Mehrwertdienst Bisher Prototyp (mit Demo), noch viel zu tun: Zerstörung von Abhängigkeiten verhindern (Management of Change) Social Tagging: Wie schwierig finden Leser ein Beispiel? Benutzerschnittstelle: Weg vom nackten XML, Auto-Completion Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

25 Wo kriegt man die Daten her? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

26 Wo kriegt man die Daten her? Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

27 Wo kriegt man die Daten her? CPoint: Semantische Dokumente im Office Einzelanwender schreibt OMDoc in vertrauter Arbeitsumgebung OMDoc-Editor als PowerPoint-Plugin (invasiver Editor) Strukturelle Semantik für Anwender: Keine spitzen Klammern mehr schreiben! Migrationspfad: Annotation bereits vorhandener Kursfolien, Export ins Semantic Web möglich Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

28 Ausblick KWARC und die Web-2.0-Community Wir bieten: Semantic Web, Ontologien, formale Logik: solide Grundlagen für ein besseres Web 2.0 wenn sie wirklich angewendet werden! Wir suchen: Industriekooperationen, Wünsche der Anwender (Einzelanwender und Communities), Ideen für Benutzerschnittstellen Vielen Dank! Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

29 Quellen Quellen Semantic Web G. Antoniou, F. v. Harmelen: A Semantic Web Primer (Buch, 2004) B. Leuf: The Semantic Web: Crafting Infrastructures for Agency (Buch, 2006) OMDoc M. Kohlhase: OMDoc: An Open Markup Format for Mathematical Documents (Buch, 2006) MathWebSearch M. Kohlhase, I. Șucan: A Search Engine for Mathematical Formulae (Konferenzbeitrag, 2006) Locutor N. Müller: An Ontology-Driven Management of Change (Konferenzbeitrag, 2006) SWiM Ch. Lange: A Semantic Wiki for Mathematical Knowledge Management (Diplomarbeit, 2006; Poster) CPoint A. Kohlhase: CPoint ein invasiver, semantischer Editor für wiederverwendaren Content in MS PowerPoint (Konferenzbeitrag, 2006) Ch. Lange/M. Bröcheler (IU Bremen) Web-2.0-Forschung der KWARC-Gruppe 27. November / 18

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