Modelos de Conocimiento Basados en Ontologías para la ...
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Capítulo 5. Experimentos y resultados marcos como formalismo facilita la creación de estructuras ad-hoc que, en el caso de OWL, habría que haber adaptado a las expresiones del lenguaje. Previsiblemente, la nueva versión de OWL permitirá representar ciertas estructuras que hasta ahora no pueden ser representadas aunque, de acuerdo a las previsiones conocidas 110 , no todas las estructuras descritas en este trabajo podrán ser abordadas directamente en el lenguaje y, en el caso de las que sí lo serán, habría que cambiar la estrategia de representación, por ejemplo en el caso de las entidades definidas, que deberían ser tratadas como clases en vez de instancias, las particiones de valores de características, que tendrían que ser clases, etc. Por otro lado, existiría también la necesidad de implementar una estructura similar a la realizada para facilitar la tarea de adquisición del conocimiento correspondiente a las reglas SWRL, tal como se ha mencionado anteriormente. En cualquier caso, el cambio de formalismo de representación es un hecho habitual en el ciclo de vida de las ontologías. Por ejemplo, una de las ontologías más influyentes en el ámbito de la biomedicina, desarrollada en el proyecto Foundational Model of Anatomy (FMA) (Rosse y Mejino, 2003), se está migrando desde el formalismo de marcos hacia OWL (Dameron et. al., 2005). El trabajo citado es también un ejemplo de la dificultad de traducción de las estructuras de conocimiento entre uno y otro formalismo. En el artículo se recoge el hecho de que no es posible pasar toda la expresividad existente en los marcos a OWL DL, debiendo utilizar OWL Full como lenguaje de representación. Además, se puntualiza que, debido a la intratabilidad computacional de este sublenguaje, el uso de la ontología en aplicaciones prácticas debe producirse extrayendo partes de la misma que, con una expresividad reducida, permitan el buen comportamiento en cuanto a complejidad computacional. 5.4.2 Sobre la aplicación con acceso a la ontología La aplicación CACE desarrollada no se ha construido con una utilidad concreta en mente (aunque puede ser utilizada como herramienta de ayuda a la educación en control, sobre todo si se completa la parte dinámica de la ontología y se incluyen más conceptos en la misma), pero sí permite mostrar las posibilidades de la programación basada en modelos de conocimiento reflejado en ontologías. La asociación de los elementos de la interfaz gráfica a las instancias existentes en la ontología es la base para la interacción del usuario con la aplicación. Esta asociación permite que el usuario interactúe con los conceptos de control, de 110 En septiembre de 2007 se ha creado un nuevo grupo de trabajo (OWL working group) en el W3C que será el encargado de desarrollar la nueva versión de OWL, conocida como OWL 1.1. http://www.w3.org/2007/OWL/wiki/OWL_Working_Group 184
Capítulo 5. Experimentos y resultados forma que toda respuesta recibida será construida a partir de la estructura de conocimiento subyacente. Este tipo de interacción no aparece en ninguna aplicación CACE actual, aunque algunas herramientas, como Easy Java Simulations (EJS) 111 ó "interactive learning modules" (Guzmán et. al., 2006) intentan ofrecer un cierto nexo de unión entre los elementos de la interfaz y los conceptos subyacentes. En cualquier caso, estos nexos se establecen entre las variables de las ecuaciones diferenciales y la representación gráfica de una magnitud física (en el caso de Ejs) o mediante la inclusión de enlaces (hiperenlaces Web) a contenidos teóricos externos a la aplicación (en el caso de los interactive learning modules). En ambos casos la implementación de las conexiones conceptuales entre los elementos de la interfaz gráfica y los conceptos relacionados se realiza a un nivel diferente al aquí presentado. Como puede comprobarse en las figuras que reflejan la aplicación, no existen botones ni menús en la misma, ya que toda la interactividad se implementa en base a los conceptos que aparecen en las etiquetas. De esta forma, cada usuario puede utilizar la aplicación de una forma muy diferente a la de otro usuario. De hecho, el conocimiento que se muestra como respuesta a las acciones del usuario acabará generando una especie de documento en el que se refleja el "historial de respuestas" ofrecidas por la aplicación, que será muy diferente para cada usuario. Todas estas consideraciones cobran mayor importancia si se piensa en una ontología que recoja mayor cantidad de conceptos y/o incluya la estructura de conocimiento dinámico sobre el proceso de diseño de compensadores. Las posibilidades de utilización de este tipo de software en el campo de la educación son numerosas. La interacción que el usuario (estudiante) realice con la aplicación puede ser utilizada para obtener un perfil del conocimiento del mismo, así como para saber en qué conceptos está más interesado. Mediante otro tipo de software más complejo, y utilizando la ontología de forma similar a la descrita, podrían evaluarse el tipo de conceptos que el estudiante no conoce y generar, de forma automática, problemas que sirvan para aclarar esos conceptos. La conclusión más importante y más genérica es que el modelado mediante ontologías es la forma más adecuada de conseguir esta interrelación entre las interfaces de las aplicaciones CACE y los conceptos subyacentes. Esto no quiere decir que el mismo objetivo pudiese llevarse a cabo con otras herramientas, pero sí queda claro que mediante las descritas es como más adecuadamente se puede conseguir este objetivo. 111 http://fem.um.es/Ejs 185
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Capítulo 5. Experim<strong>en</strong>tos y resultados<br />
marcos como formalismo facilita <strong>la</strong> creación <strong>de</strong> estructuras ad-hoc que, <strong>en</strong> el caso<br />
<strong>de</strong> OWL, habría que haber adaptado a <strong>la</strong>s expresiones <strong>de</strong>l l<strong>en</strong>guaje.<br />
Previsiblem<strong>en</strong>te, <strong>la</strong> nueva versión <strong>de</strong> OWL permitirá repres<strong>en</strong>tar ciertas<br />
estructuras que hasta ahora no pue<strong>de</strong>n ser repres<strong>en</strong>tadas aunque, <strong>de</strong> acuerdo a <strong>la</strong>s<br />
previsiones conocidas 110 , no todas <strong>la</strong>s estructuras <strong>de</strong>scritas <strong>en</strong> este trabajo podrán<br />
ser abordadas directam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el l<strong>en</strong>guaje y, <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> <strong>la</strong>s que sí lo serán,<br />
habría que cambiar <strong>la</strong> estrategia <strong>de</strong> repres<strong>en</strong>tación, por ejemplo <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> <strong>la</strong>s<br />
<strong>en</strong>tida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>finidas, que <strong>de</strong>berían ser tratadas como c<strong>la</strong>ses <strong>en</strong> vez <strong>de</strong> instancias, <strong>la</strong>s<br />
particiones <strong>de</strong> valores <strong>de</strong> características, que t<strong>en</strong>drían que ser c<strong>la</strong>ses, etc. Por otro<br />
<strong>la</strong>do, existiría también <strong>la</strong> necesidad <strong>de</strong> implem<strong>en</strong>tar una estructura simi<strong>la</strong>r a <strong>la</strong><br />
realizada <strong>para</strong> facilitar <strong>la</strong> tarea <strong>de</strong> adquisición <strong>de</strong>l conocimi<strong>en</strong>to correspondi<strong>en</strong>te a<br />
<strong>la</strong>s reg<strong>la</strong>s SWRL, tal como se ha m<strong>en</strong>cionado anteriorm<strong>en</strong>te.<br />
En cualquier caso, el cambio <strong>de</strong> formalismo <strong>de</strong> repres<strong>en</strong>tación es un hecho<br />
habitual <strong>en</strong> el ciclo <strong>de</strong> vida <strong>de</strong> <strong>la</strong>s ontologías. Por ejemplo, una <strong>de</strong> <strong>la</strong>s ontologías<br />
más influy<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> el ámbito <strong>de</strong> <strong>la</strong> biomedicina, <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>da <strong>en</strong> el proyecto<br />
Foundational Mo<strong>de</strong>l of Anatomy (FMA) (Rosse y Mejino, 2003), se está<br />
migrando <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el formalismo <strong>de</strong> marcos hacia OWL (Dameron et. al., 2005). El<br />
trabajo citado es también un ejemplo <strong>de</strong> <strong>la</strong> dificultad <strong>de</strong> traducción <strong>de</strong> <strong>la</strong>s<br />
estructuras <strong>de</strong> conocimi<strong>en</strong>to <strong>en</strong>tre uno y otro formalismo. En el artículo se recoge<br />
el hecho <strong>de</strong> que no es posible pasar toda <strong>la</strong> expresividad exist<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los marcos a<br />
OWL DL, <strong>de</strong>bi<strong>en</strong>do utilizar OWL Full como l<strong>en</strong>guaje <strong>de</strong> repres<strong>en</strong>tación. A<strong>de</strong>más,<br />
se puntualiza que, <strong>de</strong>bido a <strong>la</strong> intratabilidad computacional <strong>de</strong> este subl<strong>en</strong>guaje, el<br />
uso <strong>de</strong> <strong>la</strong> ontología <strong>en</strong> aplicaciones prácticas <strong>de</strong>be producirse extray<strong>en</strong>do partes <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> misma que, con una expresividad reducida, permitan el bu<strong>en</strong> comportami<strong>en</strong>to<br />
<strong>en</strong> cuanto a complejidad computacional.<br />
5.4.2 Sobre <strong>la</strong> aplicación con acceso a <strong>la</strong> ontología<br />
La aplicación CACE <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>da no se ha construido con una utilidad concreta <strong>en</strong><br />
m<strong>en</strong>te (aunque pue<strong>de</strong> ser utilizada como herrami<strong>en</strong>ta <strong>de</strong> ayuda a <strong>la</strong> educación <strong>en</strong><br />
control, sobre todo si se completa <strong>la</strong> parte dinámica <strong>de</strong> <strong>la</strong> ontología y se incluy<strong>en</strong><br />
más conceptos <strong>en</strong> <strong>la</strong> misma), pero sí permite mostrar <strong>la</strong>s posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
programación basada <strong>en</strong> mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> conocimi<strong>en</strong>to reflejado <strong>en</strong> ontologías.<br />
La asociación <strong>de</strong> los elem<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> <strong>la</strong> interfaz gráfica a <strong>la</strong>s instancias exist<strong>en</strong>tes <strong>en</strong><br />
<strong>la</strong> ontología es <strong>la</strong> base <strong>para</strong> <strong>la</strong> interacción <strong>de</strong>l usuario con <strong>la</strong> aplicación. Esta<br />
asociación permite que el usuario interactúe con los conceptos <strong>de</strong> control, <strong>de</strong><br />
110 En septiembre <strong>de</strong> 2007 se ha creado un nuevo grupo <strong>de</strong> trabajo (OWL working group) <strong>en</strong> el W3C que será el<br />
<strong>en</strong>cargado <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>r <strong>la</strong> nueva versión <strong>de</strong> OWL, conocida como OWL 1.1.<br />
http://www.w3.org/2007/OWL/wiki/OWL_Working_Group<br />
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