apresentação - extensão virtual do mundo real: integração semântica e inferência

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Extensão Virtual do Mundo Real: Integração Semântica e Inferência

Luciano Edson Mertins

Orientador Professor Doutor Luiz Antônio Moro Palazzo

Requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação

PPGINF – Centro Politécnico - UCPel

Pelotas março de 2011

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● Motivação● Problema● Objetivos

Agenda

1 ● Estado da Arte● Mundos Virtuais 3D

● Jogos 3D● Redes Sociais

● Lógica de Descrição e Programação Lógica● OWL e SWRL

● Raciocinadores● Pellet e HermiT

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● Utilidade dos Mundo Virtuais 3D com Semântica● Nos Hospitais● No Desenvolvimento de Software● Na Educação a Distância

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● Modelo● Ontologias nível superior● Plataforma ORPlat

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● Experimento● Considerações

● Conclusões● Contribuições● Trabalhos Futuros

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Por quê expandir o Mundo Real através de Mundos Virtuais 3D?

● Novas interfaces

● Novas formas de relacionamento humano

● Necessidade de interação colaborativa a distância

● Crescimento do uso de Mundos Virtuais 3D

● Evolução semântica dos sistemas em geral

● Captar e produzir novos conhecimentos através da expansão

● Garantir apropriação sobre estes conhecimentos

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Mundos Virtuais 3D ainda não possuem semântica!

● Informação digital desperdiçada

● Preocupação atual com:● Interfaces● Otimizações● Funcionalidades● Reflexos na sociedade● Uso como ferramenta na solução de outros problemas

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Garantir semântica aos Mundos Virtuais 3D e apresentar um modelo para extrair novos conhecimentos através da inferência sobre a base de conhecimento construída.

● Especificamente:● Definir e dominar as tecnologias capazes de representar a Base de Conhecimento ● Definir e dominar as tecnologias capazes de inferir sobre a Base de Conhecimento● Construir uma plataforma que garanta a semântica entre MV3D e o Mundo Real

● Modular, expansível e evolutiva● Desenvolver um protótipo que comprove o que esta sendo proposto

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● Estado da Arte

● Mundos Virtuais 3D● Jogos 3D● Redes Sociais



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● Estado da Arte● Mundos Virtuais 3D



● Raciocinadores● Pellet e HermiT Second Life

● Utilizado mundialmente por pessoas de todas as idades e qualificações

● Sistema Robusto● Proprietário● EAD realiza muitos experimentos● Manipulação restrita a scripts

OpenWonderland

● Baixa utilização, quando comparado ao SL● Plataforma em desenvolvimento● Software Livre - Java● Experimentos em Universidades Americanas e Europeias● Manipulação diretamente no sistema ou através de scripts

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Usuário => Avatar

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● Raciocinadores● Pellet e HermiT Ontologia

● Ramo da filosofia que lida com a natureza e organização da realidade

● Em computação: Especificação formal compartilhada de uma concepção.

Para que serve

● Compartilhar conhecimento comum sobre a estrutura da informação

● Permitir a reutilização do conhecimento sobre um domínio

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● Mundo Aberto X Mundo Fechado (Lógica de Descrição) (Programação Lógica)

● Lógica de Descrição ● Conceitos

● Entidades e Relações● Construtores

● Restrições● Instâncias

● Indivíduos

● Raciocínio Dedutivo● TBox e ABox

●Programação Lógica ● Raciocínio Lógico

● Lógica Não Monotônica● Regras

Se condição => Então fato

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● Raciocínios sobre Tbox● Satisfatibilidade de Conceito● Subclassificação de Conceito● Equivalência de Conceito● Disjunção de Conceito

● Raciocínios sobre Abox● Consistência da Instância● Checagem da Instância● Retorno● Realização

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TBox e ABox

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● Raciocínios sobre Tbox● Satisfatibilidade de Conceito● Subclassificação de Conceito● Equivalência de Conceito● Disjunção de Conceito

Satisfatibilidade de Conceito

Subclassificação de Conceito

Equivalência de Conceito

Disjunção de Conceito

Definições

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2

● Raciocínios sobre Abox● Consistência da Instância● Checagem da Instância● Retorno● Realização

Definições

Consistência da Instância

Checagem da Instância

Retorno

Realização

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● Mundo Fechado

● Lógica Não Monotônica● Admite exceções● Conclusões anteriores podem ser reconsideradas

● Inferência● Fatos => condições verdadeiras

José é Masculino João é Masculino João é Pai de José

● Regras => produzem novos fatosSe X é Pai de Y e Y é Masculino então Y é Filho de X

ou substituindoSe João é Pai de José e José é Masculino então José é Filho de João

Como especificar regras condicionaise inferir sobre elas ???

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SWRL

SWRL permite a integração Homogênea entrea Lógica de Descrição e a Programação Lógica

OWL

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TBox e ABox

● Precisam inferir sobre● OWL● SWRL

● Pellet e HermiT

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● Hospital Virtual 3D● Pacientes mapeados● Médicos, enfermeiros e administradores alimentando prontuário e sistemas● Equipamentos reais transferindo informações● Visitantes Virtuais● Digitalização da comunicação através do uso de chat/vídeo/áudio

Ganho● Concentração de informação digital com significado● Técnicas de Mineração, Descoberta de Conhecimento, Aprendizado de Máquina ...

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● Desenvolvimento de Software● Reuniões das equipes de forma remota● Registro automático do processo informal● Modificação do código em tempo real

Ganho ● Concentração de informação digital com significado● Registro de Acontecimentos, Aprendizado de Máquina, Recomendações

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● Uso em atividades síncronas e assincronias● Simulações controladas

Ganho ● Concentração de informação digital com significado● Registro de Acontecimentos, Recomendações, Esclarecimentos● Agente/tutor pessoal

Projeto ANATOMINA NO METAVERSO SL

Equipe didático-pedagógicaNome Titulação IESC

Me. Educação/UFRGS LA SALLEMe. Educação/UNICAMPP CEUCLAR

Daniel Lopes Dr. Informática na Educação/ UFRGS UNISINOSMe. Ciência da Computação/ UCPEL UCPEL

LA SALLERenata Aquino Ribeiro PUC SP

Equipe DocenteMe. Biologia e Patologia Buco-dental/ UNICAMP CEUCLARMe. Ciências Veterinárias/UFRGS LA SALLE

UCPEL/UFPELEquipe Técnica

Sandro Rigo Dr. Ciência da Computação/UFRGS UNISINOSCristina Martins Aluna Computação - Licenciatura LA SALLE

Aluno Ciência da Computação LA SALLEAluna Computação - Licenciatura LA SALLE

Helena Cristina Martelete Soares UNISINOSLuciano Edson Mertins Mestrando em Ciência da Computação (UCPEL) UCPEL

Coordenação Geral: Drª Eliane Schlemmer/ UNISINOS

Ana Margô MantovaniArtieres Estevão Romeiro

Christiano Otero AvilaPatrícia Kayser Mangan Drª. Engenharia de Sistemas e Computação/UFRJ

Me. Artes – Hipermídia/ University of Westminster

Edson VerriMarcello da Silva RodriguesWladimir Riberio Duarte Me. Epidemologia/UFPEL

Diogo BianchiniGiselle Massaro

Aluna Jogos Digitais/GP e-du)

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● Modelar o Mundo?

● Integrar o código ao MV3D Open Wonderland?

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● OWL 2 ● Ontologias de Nível Superior

● Ambiente● Coisa● Ator● Ação

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● Modelo● Implementação● Tecnologias

● Não causar impacto ao MV3D● Permitir expansão

● Regras e Ontologias● Permitir evolução

● Tecnologias e abordagens

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4 grandes áreasAtorAmbienteCoisaAção

Comunicação Externa

Inferência

Armazenamento eficiente

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● Implementado com● Tecnologia JEE 6.0

● EJB 3.1● WebService RESTful● JPA● OWLAPI● HermiT● Pellet

● SGBD relacional

● Escalabilidade● Confiança● Flexibilidade

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● Experimento5 ● Ontologia

● Definição e Instância● Estrutura

● Arquitetura e Preparação● Execução

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5● Experimento

● Ontologia● Definição e Instância

● Estrutura● Arquitetura e Preparação

● Execução

● A ontologia recebe informações do tipo:● Id e Nome do Indivíduo● Se é Homem ou Mulher● Qual instância é o seu Pai● Qual instância é a sua Mãe● Quem é o seu Conjugue

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● Experimento● Ontologia



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● Experimento● Ontologia



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Sempre que um avatar sobe em uma plataforma, o Open Wonderland entra em contato com o ORPlat para descobrir as ligações familiares existentes entre os avatares presentes na plataforma e o dono da mesma

Este processo de consulta ocorre em uma thread de execução separadapara evitar a sensação de travamento por parte do cliente.

Vídeo demonstração

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● Considerações● Conclusões● Contribuições● Trabalhos Futuros

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Garantir semântica aos Mundos Virtuais 3D e apresentar um modelo para extrair novos conhecimentos através da inferência sobre a base de conhecimento construída.

● Especificamente:● Definir e dominar as tecnologias capazes de representar a Base de Conhecimento ● Definir e dominar as tecnologias capazes de inferir sobre a Base de Conhecimento● Construir uma plataforma que garanta a semântica entre MV3D e o Mundo Real

● Modular, expansível e evolutiva● Desenvolver um protótipo que comprove o que esta sendo proposto

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Semântica nos Mundos Virtuais● Estrutura para ontologias

Propagar o uso dos MV3Dcomo ferramenta útil e inovadora nas mais diversas ciências

Plataforma ORPlat● Preparada para experimentos

semânticos com qualquer tipo de sistema computacional

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Inteligência ArtificialModelar ontologias mais complexas

Experimentar, comparar e observar resultadosAveriguar outras combinações de raciocinadores

Abordagem entre Hibrido X Homogênea

ORPlatIntegrar o Second LifeUtilizar com outros sistemas computacionaisAvaliar o comportamento com uma Base de Conhecimento extensaAvaliar a eficiência do armazenamento e manipulação de ontologiasAplica-lo em casos reaisUso com outras subáreas da computação

Descoberta de conhecimento, Aprendizado de Máquina

Mundos Virtuais 3D – Open WonderlandExpandir seu uso como ferramenta para outras ciências

Simulações, colaboração, integração, marketingSensoriamento do Mundo RealEvolução das interfaces

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Extensão Virtual do Mundo Real: Integração Semântica e Inferência

Luciano Edson Mertins

Orientador Professor Doutor Luiz Antônio Moro Palazzo

Requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação

PPGINF – Centro Politécnico - UCPel

Pelotas março de 2011

apresentação - extensão virtual do mundo real: integração semântica e inferência

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