Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

11

description

Artículo publicado en el congreso internacional CAFVIR 2013 : IV International Conference on Quality and Accessibility in eLearning. Nombre del artículo: Aplicaciones semánticas para la construcción del conocimiento a través de contenidos digitales en la red En el artículo se estudian ontologías y buscadores semánticos que puedan usarse para contenidos digitales en la red. También se abordan sus aplicaciones al proyecto SEMCONCEPT.

Transcript of Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Page 1: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales
Page 2: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Para uma Formação

Virtual Acessível e de

Qualidade

António Moreira Teixeira

Luis Bengochea

José Ramón Hilera

(Editores)

OB

RA

S C

OLE

CT

IVA

S

DE

TE

CN

OLO

GIA

Page 3: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Actas do IV Congresso Internacional sobre

Qualidade e Acessibilidade da Formação Virtual

(CAFVIR 2013)

Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa Universidade de Lisboa

Lisboa (Portugal) 17 - 19 de abril de 2013

Editores:

António Moreira Teixeira (Universidade de Lisboa) Luis Bengochea Martínez (Universidad de Alcalá) José Ramón Hilera González (Universidad de Alcalá)

Page 4: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

As Actas do IV Congresso Internacional sobre Qualidade e Acessibilidade da Formação Virtual, editadas por António Moreira Teixeira, Luis Bengochea e José Ramón Hilera, encontram-se publicadas sob a licença Creative Commons Portugal 3.0 de Atribuição - Não Comercial – Compartilha Igual. A Licença permite a sua cópia, distribuição e comunicação públicas, mantendo o reconhecimento do trabalho e não fazer uso comercial dele. Para gerar ou transformar uma obra derivada, somente poderá ser distribuída com uma licença idêntica a essa. Algumas destas condições poderão não ser aplicadas, se obtida a permissão do titular dos direitos de autor.

Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa Serviço de Publicações Alameda da Universidade 1600-214 Lisboa http://www.ul.pt/

ISBN: 978-989-8553-18-8

Impressão e encadernação: Fotografia e desenho da capa: Luis Bengochea Impresso em Portugal. 2003

Esta publicação resulta do congresso organizado no âmbito do projeto “ESVIAL: Educação

superior virtual inclusiva – América Latina: melhoria da acessibilidade na educação superior

virtual na América Latina”, financiado pela União Europeia com o contrato DCI-

ALA/19.09.01/11/21526/279-146/ALFAIII(2011)11.

Os conteúdos desta obra são responsabilidade exclusiva dos seus autores e não refletem neces-

sariamente a opinião oficial da Comissão Europeia.

Page 5: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Aplicaciones semánticas para la construcción del conocimiento a través de contenidos digitales en la red.

Teresa Magal-Royo 1, Rodrigo Lozano-Suaza 1, Miguel Ángel Abián Pérez 2, Begoña Jorda-Albinaña 1,

1 Escuela Técnica Superior en Ingenieria del Diseño, Universitat Politécnica de Valencia,

Camino de Vera s/n. 46022 Valencia, España. 2 Instituto Tecnológico del Mueble y afines, Benjamin Franklin 13. 46980 Paterna, España

{tmagal.}upv.es, {rlozanos.}gmail.com, {mabian.}aidima.es, {bego.}mag.upv.es,

Abstract. La utilización de buscadores semánticos sobre una plataforma de gestión de contenidos es considerado fundamental para orientar las búsquedas dentro de un contexto o tarea determinada. En el ámbito de la ingeniería, la gestión documental se utiliza para la sistematización de ficheros digitales en proyectos de nuevos productos industriales. Los buscadores semánticas basados en ontologías de aplicación de carácter específico establecen la sistematización y el conocimiento de las reglas o axiomas que rigen y ordenan los criterios de búsqueda. En el caso concreto de su utilización en el campo del Diseño de desarrollo de nuevos productos, el uso de buscadores semánticos basados en ontologías de aplicación pueden ser muy útiles para la fase de conceptualización ya que permite la búsqueda de contenidos digitales de referencia a tener en cuenta en la formalización de un producto. En el presente artículo muestra el desarrollo de una nueva ontología para la conceptualización de nuevos diseños de productos orientados al mueble y afines que puede ser utilizado por los futuros ingenieros de producto en dicho sector industrial.

Keywords: ingeniería del diseño, conceptualización de nuevos productos, plataformas de gestión de contenidos digitales, aplicaciones semánticas, ontologías de aplicación.

1 Introducción

Las aplicaciones semánticas orientadas a la búsqueda de contenidos digitales pueden ser interesantes dentro del campo del Diseño de nuevos productos para generar conocimiento partiendo de la información ya existente en la red [1], [2], [3]. En fases concretas como son la conceptualización, ideación, creación de un producto, la búsqueda de referentes visuales orientados hacia ciertos aspectos estéticos, funcionales y/o técnicos puede enriquecer la creatividad.

La creatividad apoyada por referentes permite al diseñador activar los procesos creativos que ayudan al desarrollo de nuevas ideas y a formalizarlas de manera real y eficiente.

Las búsquedas semánticas orientadas al campo del diseño permiten tanto al ingeniero de producto como al diseñador de conceptos afinar y adecuar sus

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 324 -

Page 6: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

requerimientos en función del tipo del objeto a diseñar. La orientación de las búsquedas por tanto debe orientarse en función al modo en cómo se establecen las primeras pautas de construcción del conocimiento por parte del diseñador que pueda apoyarle directamente en la conceptualización de un producto.

Ante la necesidad de crear un nuevo producto, posiblemente un estudiante de ingeniería del diseño de primeros cursos pueda buscar información en la red, mediante el acceso a un navegador y a una plataforma de búsqueda por palabras o por conceptos y de esta manera enriquecer la base de su conocimiento visual, técnico o funcional [4].

Un estudiante de últimos años, conocedor de metodologías, técnicas y destrezas tanto generales como específicas será capaz de afinar y adecuar sus búsquedas de una manera más equilibrada y orientada a las necesidades de su proyecto orientado a la generación de un producto.

El diseñador profesional, ya no buscará posiblemente de una manera tan abierta y amplia en la red, sino que creará sus propios mecanismos de búsqueda específica y concreta, creando enlaces o clasificando sus búsquedas para delimitar sus necesidades técnicas y formales de un producto. Ello le permitirá verificar, analizar y adecuar las necesidades de su producto para ser evaluado por la empresa y podrá generar argumentos que los sustente de una manera eficaz [5].

Por tanto, la creación de una ontología específicamente desarrollada para la búsqueda de información en la red sobre productos y diseños, nos permitirá fomentar el conocimiento creativo en los estudiantes de ingeniería del diseño [6].

2. Aspectos educativos y de aprendizaje relacionado con el uso delas búsquedas semánticas en la red.

A nivel educativo dentro de las carreras de ingeniería sabemos que el estudiante conoce y utiliza los navegadores y los motores de búsqueda convencionales para obtener información de todo tipo en la red. Ello le permite tener acceso a una gran cantidad de información que gestiona de forma individualizada o grupal mediante el uso de herramientas colaborativas de todo tipo. Es obvio que una falta de método y análisis crítico del contenido digital en la red puede llegar a convertirse en un simple almacenamiento masivo de información que el estudiante no sabe manejar adecuadamente.

Por ello se considera fundamental que el estudiante aprenda habilidades y técnicas de búsqueda de información que posteriormente va a utilizar dentro de los trabajos o proyectos de clase. Entre ellos encontramos cuatro aspectos genéricos que deben tenerse en cuenta y que son:

- El aprendizaje de los métodos de búsqueda en internet, analizando previamente las necesidades y los objetivos de la búsqueda.

- El control de la fiabilidad de la información digital obtenida. - El uso adecuado de la información en base a los criterios de privacidad y

autoría.

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 325 -

Page 7: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

- El control y gestión de la información obtenida para su posterior reutilización o recuperación.

En el caso concreto de los estudiantes de ingeniería es fundamental que conozcan y trabajen con buscadores de carácter más específicos como puedan ser los buscadores para la obtención de normas o el acceso a catálogos de proveedores o empresas que tengan bases de datos accesibles en la red. En la mayoría de los casos las búsquedas son de carácter sintáctico y permiten el uso de filtros en función de la arquitectura previa de la base de datos creada por el usuario.

3. Aspectos a tener en cuenta en el desarrollo de una ontologíaorientada al desarrollo conceptual de productos.

Las ontologías proporcionan modelos conceptuales para describir un dominio de interés y para ello utilizan un vocabulario común. Una ontología orientada a procesos se genera mediante el uso de términos específicos y las relaciones comprendidas en el vocabulario de un área temática (dominio) así como las reglas para combinar términos y relaciones que permitan definir extensiones del vocabulario más acorde con las necesidades de un proceso como ocurre de hecho en el campo de las ingenierías [7].

Tal y como se ha indicado en la introducción, la elaboración de una ontología relacionada con la conceptualización de nuevos productos debe tener en cuenta el cómo y el porqué del proceso creativo que ayude al ingeniero de producto contextualizar un nuevo producto frente a las necesidades del usuario [8].

Gracias a la gran cantidad de información visual en la red podemos buscar, analizar y verificar aspectos funcionales, estéticos y técnicos que nos pueden ayudar a enriquecer nuestro conocimiento previo sobre un producto a diseñar o rediseñar. Para el diseño de la ontología del proyecto SEMCONCEPT se tuvo en cuenta los siguientes aspectos:

− La ubicación del proceso o de la fase de conceptualización dentro del ciclo de vida de un producto [9] o diseño desde su inicio hasta la posible retroalimentación que pueda llegar a tener. Por tanto, podemos utilizar términos como creación, diseño, producto, objeto, proyecto, etc…

− Análisis de los términos relacionados con la conceptualización formal, estética y tecnológica que afectan directamente a la creación de un producto y que puede motivar búsquedas basadas en reglas o axiomas. Por ejemplo, cuando utilizamos términos como bocetos, diseños, imágenes sintéticas, etc..

− Uso de la clasificación convencional de un objeto en el mundo real desde un punto de vista formal. Esta clasificación permite la búsqueda de productos por su forma global ya sea en 2D.

− Uso de clasificaciones especificas relacionadas con los componentes, procesos, materiales, tendencias, etc… de un producto [10], [11].

− Uso de ontologías genéricas que reutilizan términos o características de otras ontologías ya creadas. En este caso se utilizó parte de una ontología previa relacionada con la catalogación electrónica de productos del mueble

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 326 -

Page 8: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

basada en la norma estándar internacional (ISO 10303-236) de intercambio de información específica del sector del mueble [12].

La ontología desarrollada fue implementada como el motor de búsqueda avanzada

dentro la plataforma SEMCONCEPT para ayudar a los ingenieros de producto y diseñadores a encontrar de una manera más intuitiva documentos grafico visuales dentro de la plataforma. La plataforma permite además la gestión documental y colaborativa de la información relacionada con un proyecto de diseño, producto o servicio. El diseñador debe registrarse para poder utilizar los módulos generales de la plataforma que son el Ágora de Diseño y el Catálogo de diseño. En el Ágora de diseño se disponen de herramientas colaborativas que permita el control y la gestión documental de un proyecto de diseño, y el catálogo de diseño puede ser utilizado por el diseñador y/o la empresa para ubicar sus productos de una manera pública o privada para ser consultada por la comunidad de usuarios registrados.

4. La herramienta de búsqueda semántica desarrollada para la Plataforma SEMCONCEPT.

Como hemos indicado, la creación de una ontología para la conceptualización de nuevos productos ha sido implementada en la plataforma SEMCONCEPT, para apoyar la búsqueda avanzada de contenidos digitales que sirvan como referente para la formalización de nuevos productos. Esta herramienta que se halla en fase de prototipo, pretende ayudar al ingeniero de producto en la creación de catálogos propios de diseño públicos y privados que puedan ser consultados desde la plataforma. Por tanto, el usuario podrá buscar de manera sintáctica o semántica un producto o diseño dado de alta en la plataforma que le ayudará a obtener información concreta sobre un producto concreto. (Ver figura 1)

Figura 1: Interface de la búsqueda avanzada en la plataforma SEMCONCEPT

Los resultados obtenidos serán visibles y podrán consultarse para contactar con el

diseñador u obtener información específica sobre el producto seleccionado. (Ver figura 2).

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 327 -

Page 9: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Figura 1: Resultado de la búsqueda avanzada en la plataforma SEMCONCEPT

Agradecimientos.

Esta investigación forma parte del proyecto “Desarrollo experimental para la creación de nuevos servicios on-line orientado al diseño conceptual de productos industriales mediante la aplicación de tecnologías de la web 2.0 con características semánticas para el sector del mueble: SEMCONCEPT”. Subvencionado por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, del subprograma Avanza 2 Competitividad I+D+i. del año 2011 cofinanciado por fondos FEDER. Los autores agradecen el apoyo y colaboración del Instituto Tecnológico Mueble, Madera, Embalaje y Afines AIDIMA.

References

1. Chandrasegaran S.K. , Ramania, K., Sriram R.D., Horváth I., Bernard A., Harik R.F.yGaoa W., (2013).The evolution, challenges, and future of knowledge representationin product design systems Computer-Aided Design 45, 204-228.

2. Wang K. y Takahashi A. (2012). Semantic Web based innovative design knowledgemodeling for collaborative design. Expert Systems with Applications 39, 5616–5624.

3. Tan A.R., Matzen D., McAloone T.C. y Evans S. (2010). Strategies for designing anddeveloping services for manufacturing firms. CIRP Journal of Manufacturing Scienceand Technology, 3 90-97.

4. Suarez, M; García, R., (2011). Essentials in Ontology Engineering: Methodologies,Languages, and Tools. Proceedings of the 2nd Workshop organized by the EEB datamodels community- CIB conference W078-W012, Sophia Antipolis, Francia.

5. Harms,R., Fleschutz T. y Seliger G., (2010). Life cycle management of productionfacilities using semantic web technologies. CIRP Annals - ManufacturingTechnology 59 45-48.

6. Sicilia M.A., Lytras M.D., Sánchez-Alonso S., García-Barriocanal E. y MiguelZapata-Ros M., (2011). Modeling instructional-design theories with ontologies:

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 328 -

Page 10: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales

Using methods to check, generate and search learning designs. Computers in Human Behavior, 27, 1389-1398

7. Janev V. y Vranes S. (2011). Applicability assessment of Semantic Webtechnologies. Information Processing and Management 47, 507–517.

8. Vidal-Castro C., Sicilia M.A. y Prieto M. (2012). Representing instructional designmethods using ontologies and rules. Knowledge-Based Systems 33, 180-194.

9. Matsokis A. y Kiritsis D. (2010). An ontology-based approach for Product LifecycleManagement. Computers in Industry, 61 787-797.

10. Barbau R., Krimaa S., Rachuri S., Narayananb A., Fiorentini X, Foufou S.y SriramR.D. (2012), OntoSTEP: Enriching product model data using ontologies. Computer-Aided Design, 44, 575- 590.

11. Vegetti M., Leone H., Henning G. (2011). PRONTO: An ontology for comprehensiveand consistent representation of product information. Engineering Applications of Artificial Intelligence 24, 1305-1327.

12. Pratt, M. (2006). Introduction to ISO 10303 - the STEP Standard for Product DataExchange. Technical Note. http://www.mel.nist.gov/msidlibrary/doc/jcise1.pdf

Para uma Formação Virtual Acessível e de Qualidade

- 329 -

Page 11: Aplicaciones semánticas para contenidos digitales