Praktikum Semantic Web

Sören Auer, Thomas Riechert, Jens Lehmann, Sebastian Tramp und Michael Martin

Modul: Software aus Komponenten

Organisatorisches

Je nach Teilnehmerzahl werden die Praktikumsaufgaben einzeln oder in Zweier-Gruppen vergeben. Die erste Veranstaltung findet am 21.10.2010 um 11:15 im Raum Jo, 1–22 statt.

Themengebiete

Eclipse Sparql-Query-Editor Plugin

Visuelle und formularbasierte Sparql-Query-Builder Werkzeuge ermöglichen Sparql-unkundigen Nutzern das Erstellen von Anfragen an Triple Stores. Für IDE-verwöhnte Entwickler sind solche Werkzeuge allerdings nur von begrenztem Wert. Ziel dieser Aufgabe ist die Konzeption und Implementierung eines Sparql-Query-Editor Plug Ins für Eclipse, welches folgende Anforderungen erfüllen soll:

• Syntax highlighting von Syntaxelementen wie Schlüsselwörtern, URIs und Variablen.
• Auto-Completion: Variablennamen, zuletzt verwendeten URIs/Literale, Vorschläge aus vorkonfigurierten Triple-Stores.

Ontology Learning Benchmarks (Mehrere Themen)

Inhalt der Aufgabe ist die Anwendung von DL-Learner auf Machine Learning Benchmarks mit vorheriger Konvertierung der Daten in eine OWL-Ontologie. Ziel ist hier die Modellierung in OWL ausgehend von realen Daten zu üben. Darauf basierend soll ein Machine Learning Verfahren angewandt werden und die Resultate mit anderen (nicht auf OWL basierenden) Verfahren verglichen werden. Kenntnisse zu OWL werden innerhalb von Vorlesung und Seminar vermittelt. Vorherige Kenntnisse im Machine Learning Bereich oder der jeweiligen Problemdomäne sind hilfreich, aber nicht notwendig. Folgende Probleme stehen zur Auswahl, wobei auch frei weitere vorgeschlagen werden können:

• Mutagenese (Prolog-Parser im DL-Learner vorhanden)
• Arzneimittel für Alzheimer-Patienten
• Suramin-ähnliche Substanzen zur Krebsbekämpfung
• Vorhersage von Proteinstrukturen [Interesse: Christoph Kämpf]
• Schach-Endspiele 1, 2, 3, 4, 5, Nalimov Tabe Bases
• Finite-Elemente-Methode (FEM)
• Energieversorgungsprobleme in Satelliten
• U-tube Problem
• Natural Language Processing (eins der dortigen Probleme wählen)
• Lymphographie

Ein Beispiel für ein bereits ausgeführtes Projekt zur Erkennung von krebserregenden Substanzen:

• http://dl-learner.org/wiki/Carcinogenesis

Weiterentwicklung des Linked Geo Data Browsers

Das LinkedGeoData-Projekt (LGD) umfasst die Konvertierung von OpenStreetMap Datensätzen nach RDF, sowie das Verlinken mit anderen Wissensbasen.
Desweiteren erlaubt der LGD-Browser die visuelle Darstellung der Daten auf einer Karte.

Im Verlauf des Praktikums sollen folgende Aufgaben betreffend den Browser gelöst werden:

• Implementierung eines Backends basierend auf der LGD-REST-API.
• Kompatibilität zu unterschiedlichen Browsern herstellen (Momentan nur Firefox unterstützt)
• Erweiterung der Darstellung um Linienzüge und Polygone (Momentan nur Punkte unterstützt)

Entwicklung eines Protégé Plugins für das Ontology Repair and Enrichment Tool ORE

ORE ist ein Tool, das Ontologien basierend auf der Beschreibungssprache OWL auf logische Inkonsistenzen untersuchen kann und den Anwender bei der Reparatur unterstützen soll. Außerdem bietet es die Möglichkeit, die vorhandene Wissensbasis mit Hilfe von maschinellem Lernen unter Verwendung des DL-Learner zu erweitern.

Ziel im Praktikum ist es analog zu der vorhandenen Desktop- und Web-Variante eine weitere Schnittstelle in Form eines Plugins für den Ontologie-Editor Protégé zu entwickeln. Wünschenswert sind Kenntnisse in Java, da sowohl ORE als auch Protégé in Java geschrieben sind.

SPARQL Trainer Extension (Mehrere Themen)

Inhalt dieser Aufgabe ist die Erweiterung des bestehenden SPARQL Trainers um «pädagogische» Aspekte. Der SPARQL Trainer wurde im Rahmen des letzten Semantic Web Praktikums (2009) geplant, implementiert und getestet. Der derzeitige Stand der Implementierung ermöglicht zwar eine Abarbeitung eines definierten Fragenkataloges auf konfigurierten RDF-Graphen, unterstützt derzeit allerdings nur ein rudimentär umgesetztes Benutzer-Feedback. Der SPARQL Trainer soll in zukünftigen Lehrveranstaltungen zum Semantic Web zum Einsatz kommen, was allerdings eine Erweiterung / Implementierung des Benutzer-Feedbacks voraussetzt. Zusätzlich zu diesem wichtigen Feature ist eine Erweiterungen um SPARUL (SPARQL Update Language) ein mögliches Thema. Falls eigene Vorschläge zur Verbesserung des SPARQL Trainers existieren, können diese ebenfalls besprochen werden.

• Projektseite des des SPARQL Trainers
• Aktueller Deploy des SPARQL Trainers

xOperator Weiterentwicklung

Der xOperator ist ein chat-basierter Semantic Web agent. Auf Basis von AIML-templates setzt er natürlich sprachliche Fragen auf SPARQL und verteilt diese in dem chat-inhärenten sozialen Netzwerk. Es ist dabei folgendes Szenario geplant:

• Portierung des Agenten auf Android
• Konvertierung von Daten aus der Laufzeitumgebung (Ort, Kontakte, Status, ...)
• Definition eines Use Cases
• Erstellung von Skripten zur Abfrage dieser Daten aus dem lokalen und aus den verteilten Stores

Gerne könenn auch eigene Vorschläge gemacht werden.

Inhaltliche Schwerpunkte sind damit neben den in der Vorlesung vorgestellten Technologien wie RDF und SPARQL das Chatprotokoll XMPP und allgemeine Webtechnologien. Der xOpertor ist in Java geschrieben.

Onto Wiki Erweiterungen (Mehrere Themen)

Onto Wiki ist ein browserbasierte Werkzeug, welches kooperatives und agiles Wissensmanagement nach Art eines Wikis unterstützt. Die vom Onto Wiki verwalteten Wissensbasen lassen sich sowohl in einer Vielzahl von Sichten erkunden und betrachten, als auch bearbeiten. Onto Wiki ist ein in PHP geschriebenes Open Source Projekt, welches mittlerweile in Version 0.9.5 verfügbar ist.

Für die folgenden Praktikumsthemen sind Kenntnisse in PHP notwendig. Ausserdem empfehlen wir die Lektüre folgender Wiki-Seite: http://code.google.com/p/ontowiki/wiki/ExtensionDeveloperStart

gFacet Integration

Ziel dieser Erweiterung ist die Integration von gFacet in Onto Wiki. gFacet muss dabei mit dem Onto Wiki SPARQL endpoint verwendet werden und innerhalb eines neuen Controllers gestartet werden. Dabei soll gFacet initial eine RDF/OWL Klasse von Onto Wiki als Parameter erhalten (z.B. über das Klassen-Context Menü).

Soft Wiki: Ähnlichkeiten von Anforderungen

Das SoftWiki-Projekt realisiert ein Werkzeug zum Umsetzung der Soft Wiki- Methode für das agile Requirements-Engineering.

Im Verlauf des Praktikums soll eine Onto Wiki- Erweiterung mit folgenden grundsätzlichen Funktionen implementiert werden:

• Anwendung eines Bestehenden Algorithmus zur Erkennung von Textähnlichkeiten
• generelle Visualisierung

Soft Wiki: Empfehlung für potentielle Stakeholder

Das SoftWiki-Projekt realisiert ein Werkzeug zum Umsetzung der Soft Wiki- Methode für das agile Requirements-Engineering.

Im Verlauf des Praktikums soll eine Onto Wiki- Erweiterung mit folgenden grundsätzlichen Funktionen implementiert werden:

• Empfehlung einer Anforderungen an Webanwender

Professorenkatalog: Verlinkung zu anderen Datenbanken

Der Professorenkatalog der Universität Leipzig realisiert einen Online-Katalog der Professoren der 600jährigen Geschichte der Universität Leipzig.

Aufgaben des Praktikums sind es Webquellen zu Verlinken zu finden und diese im Katalog einzufügen.