DIPLOMA DE ESTUDIOS AVANZADOS (DEA)

1
DIPLOMA DE ESTUDIOS AVANZADOS (DEA)
Sistemas Informáticos Avanzados (12411) Ernesto
Jiménez-Ruiz Supervisor Rafael Berlanga
Llavorí Temporal Knowledge Bases Group (TKBG) (13
de Setiembre de 2007)
2
Índice

• Materias cursadas
• Investigación Realizada
• Becas Disfrutadas
• Participación en Proyectos
• Publicaciones Generadas

3
Cursos Realizados (I)
Cursos e Investigación

• Cursos Doctorados, 21 créditos superados,
  2004-2005
• Metodología y Documentación Científica
• Integración de Sistemas de Información
• Introducción a la Red Semántica
• Robótica Avanzada Percepción y Manipulación
• Computación y Comunicaciones de Altas Prestaciones

4
Cursos Realizados (II)
Cursos e Investigación

• Master en Ciencias de la Computación
• Universidad de Concepción (Chile)
• Septiembre-Diciembre 2005
• Cursos
• Recuperación de la Información
• Introducción a la Minería de Textos
• Proyecto

5
Cursos Realizados (III)
Cursos e Investigación

• Master en Sistemas Inteligentes
• Universidat Jaume I
• 2006-2007
• Cursos
• Reconocimiento de Formas
• Minería de Datos
• Fundamentos Estadísticos para el Tratamiento de
  la Información
• Cursos Convalidados del Doctorado

6
Cursos Realizados (IV)
Cursos e Investigación

• Fourth European Summer School on Ontological
  Engineering and the Semantic Web
• Madrid, 9-15, Julio 2006
• Temática
• An Overview of the Semantic Web
• Fundamentals of Ontological Engineering
• Knowledge Representation Languages for the
  Semantic Web
• Design Patterns in Knowledge Representation
• Ontology Mapping and Alignment
• Ontology Validation and Evaluation
• Semantic Web Services
• Human Language and Machine Learning Technologies
  for the Semantic Web

7
Trabajo de Investigación
Cursos e Investigación

• Extracción de Conocimiento para la Web Semántica
  (12 créditos, 1241119)
• Gestión, Consulta y Extracctión de Conocimiento
  Biomédico

8
Trabajo de Investigación Extracción de
Conocimiento para la Web Semántica
Metodología para la creación de Ontologías de
Aplicación
9
Índice

• Materias cursadas
• Investigación Realizada
• Key Concepts
• Contexto del Trabajo Health-e-Child
• Metodología para la creación de Ontologías de
  Aplicación
• Gestión, Consulta y Extracctión de Conocimiento
  Biomédico
• Situación Actual de Desarrollo
• Propuesta de Tesis
• Becas Disfrutadas
• Participación en Proyectos
• Publicaciones Generadas

10
Conceptos y Definiciones
Introducción a las Ontologías

• Ontology An ontology is a formal specification
  of a shared conceptualization (Borst (1997))
• Lenguajes Formales OWL (Ontology Web Language)
  basado en DL (Description Logics)
• Web Semántica Añadir metadatos semánticos a la
  World Wide Web.
• Descripción formal evaluable automáticamente por
  agentes software.
• Incrementar la interoperabilidad entre los
  sistemas informáticos en el WWW.

11
Health-e-Child (HeC) Project
Contexto del Trabajo

• A través de empresa Maat Gknowledge
• Objetivo General Creación de una Plataforma que
  permita la representación e integración de la
  información sobre la salud infantil
• Entorno orientado a servicios y sobre una
  arquitectura Grid.
• Repositorio de conocimiento biomédico que permita
  a los clínicos analizar, evaluar e intercambiar
  información integrada
• Sistemas de apoyo a la decisión (DSS) y para el
  descubrimiento de conocimiento (KDS)
• Nuestras tareas Integración de los datos e
  información biomédicos con el conocimiento del
  dominio.

12
Health-e-Child Project
Contexto del Trabajo

• Fuentes de Información involucrando 6 niveles de
  conocimiento
• Molecular
• Celular
• Tejido
• Órgano
• Individual
• Población
• Primer estudio sobre tres enfermedades
  (pediatría)
• Enfermedades de Corazón
• Enfermedades Inflamatorias (Artritis)
• Tumores Cerebrales

13
Fuentes Biomédicas para HeC
De Ontologías de Dominio a Aplicaciones

• Existen diferentes ontologías biomédicas
• GALEN, FMA, NCI-Thesurus, Tambis, BioPax, etc
• Open Biomedical Ontologies (OBO)
• Metathesaurus, Dictionaries and Lexicons
• Unified Medical Language System (UMLS)
• MesH (Medical Subject Headings)
• SNOMED
• Bases de Datos Biomédicas (OMIM, UNIPROT,
  DrugBank, etc.)
• Recursos de los Hospital (bases de datos, fuentes
  textuales, formularios, imágenes, etc.)

14
Problemas y Desafíos (I)
De Ontologías de Dominio a Aplicaciones

• Muchas ontologías no cubren completamente los
  requerimientos e un dominio específico (ej. HeC)
• El dominio puede involucrar diferentes niveles de
  conocimiento (ej. molecular, órgano, enfermedad,
  etc.) no presentes en una única ontología
• Ontologías de Dominio son normalmente demasiado
  extensas
• Difícil aplicabilidad en escenarios concretos
• Escalabilidad en Razonamiento.
• Especificidad visión local del dominio
• Visualización y Tratamiento

15
Problemas y Desafíos (II)
De Ontologías de Dominio a Aplicaciones

• La metodología principalmente se centra en estos
  aspectos para poder aplicar las Ontologías
• Requerimientos de Dominio no cubiertos
• Integración y enriquecimiento
• Dominio Involucra diferentes niveles de
  conocimiento
• Integración y enriquecimiento
• Dominio Concreto
• Definición de vistas/módulos

16
Metodología propuesta
De Ontologías de Dominio a Aplicaciones
17
ESTADO ACTUAL DE DESARROLLO Y PROPUESTA DE TESIS
18
Sistemas para la Gestión de Ontologías
Desarrollo Actual

• Parseado y Almacenamiento de Ontologías
• Ontologías en formato OWL (Ontology Web Language)
• Almacenamiento en base de datos semi-estructurada
  (orientada a grafos)
• Consulta y extracción de fragmentos (OntoPath)
• Sintaxis sencilla pero semántica potente
• Disease / related_to / Rheumatoid_Factor

19
Análisis de Fuentes Textuales
Desarrollo Actual

• Generación Automática de Instancias (Danger
  (2004))
• Búsqueda de Caminos de Agregación (i.e.
  concepto-relación-concepto) en textos.
• Reconocedor de Entidades Biomédicas basado en
  UMLS
• Objetivo Enriquecer ontología con nuevas
  relaciones
• Búsqueda de relaciones ? co-occurrences
• Problema Relaciones con nombre entre entidades.
  
• Trabajo realizado en el European Bionformatics
  Institute (EBI, UK)
• Informe Técnico Jimeno-Yepes y Jiménez-Ruiz et
  al. (2007)

20
Propuesta de Tesis (I)
Desarrollo Futuro

• Un marco de trabajo bien fundado para la
  definición de módulos de aplicación sobre
  ontologías biomédicas.
• Formalización de la Extracción de Módulos
• Módulos consistentes, cerrados y completos
• Módulos usables en otras ontologías
• Conexión entre módulos y con ontología(s)
  original(es)
• Estancia Manchester en Information Management
  Group

21
Propuesta de Tesis (II)
Desarrollo Futuro

• Planificación
• Diseño de un modelo lógico para la definición de
  vistas.
• Análisis propuestas relacionadas (extensión de
  OWL y de la DL)
• Definición de una lógica subyacente.
• Implementación
• Integración del modelo editores de ontologías
  existentes
• Integración con razonadores existentes
• Aplicación en Health-e-Child
• Adaptación y extensión del lenguaje OntoPath
• Integración de fuentes de datos textuales con
  ontologías.
• Estudio técnicas de Minería de Textos
• Extracción de información mediante diccionarios
  biomédicos (ej. UMLS)

22
BECAS, PROYECTOS Y PUBLICACIONES
23
Becas y Ayudas de Doctorado
Becas Disfrutadas

• Beca para la Formación de Personal Investigador
  (FPI Generalitat Valenciana)
• Junio 2006 Mayo 2010
• Becas mobilidad PDI (EBI y Manchester)
• Beca EDUGI.LA (Chile)
• Becas de Investigación de la UJI
• Beca de Colaboración de Tercer Ciclo

24
Participación en Proyectos
Proyectos destacables

• Health-e-Child European Project
• IST-2004-027749
• Enero 2006 Diciembre 2009
• Multidimensional Analysis of Semistructured
  documents in the Semantic Web
• CITYC TIN2005-09098-C05-04
• Diciembre 2005 Diciembre 2008
• EDUGI.LA II (ALFA program)
• Proyectos Bancaixa
• Redes de Excelencia
• Red de bases de Datos
• Web Semántica

25
Publicaciones Generadas (I)
Publicaciones destacables

• Publicaciones en LNCS o Similares
• E. Jimenez-Ruiz, V. Nebot, R. Berlanga and I.
  Sanz,
• OntoPath A Language for Retrieving Ontology
  Fragments
• ODBASE Conference, 2007 (LNCS)
• E. Jimenez-Ruiz and R. Berlanga,et al.
• The Management and Integration of Biomedical
  Knowledge Application in the Health-e-Child
  Project.
• OntoContent Workshop, 2006 (LNCS)
• A. Jimeno-Yepes, E. Jimenez-Ruiz, D.
  Rebholz-Schuhmann, R.Berlanga, V. Lee
• Recognition of diseases in text
• To be submitted in International Symposium on
  Languages in Biology and Medicine (LBM) 2007
  (BMC Bioinformatics)

26
Publicaciones Generadas (II)
Publicaciones destacables

• Capítulos de Libro
• I. Sanz, E. Jimenez-Ruiz
• Ontologías en Informática
• Publicaciones de la UJI
• E Jiménez, R. Berlanga, I. Sanz, M. J. Aramburu,
  R. Danger
• "OntoPathView A Simple View Definition Language
  for the Collaborative Development of Ontologies".
  
• Artificial Intelligence Research and Development,
  IOS Press
• Proceedings VIII Congreso Catalán de Inteligencia
  Artificial2005,

27
Publicaciones Generadas (III)
Publicaciones destacables

• Ponencias en Congresos
• E. Jiménez-Ruiz, V. Nebot, R. Berlanga, I. Sanz,
  Alfonso Rios.
• A Protege Plug-in-based System to Manage and
  Query large Domain Ontologies.
• 10th International Protégé Conference (2007)
• E. Jiménez-Ruiz, R. Berlanga, I. Sanz, and R.
  Danger
• A Methodology for Vertical Integration over
  Biomedical Knowledge.
• XI Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de
  Datos. (2006)
• E. Jiménez-Ruiz, R. Berlanga
• A View-based Methodology for Collaborative
  Ontology Engineering an Approach for Complex
  Applications (VIMethCOE).
• 15th IEEE International Workshops on Enabling
  Technologies Infrastructures for Collaborative
  Enterprises (WETICE 2006).
• Selected "best STICA-workshop paper" based on
  reviews.
• E. Jiménez, R. Marín, P. J. Sanz.
• A Soft Computing Classifier Based On Fourier
  Descriptors Within Online Robots Context.
• International Conference On Systems, Man And
  Cybernetics IEEE SMC 2004.

28
Conclusiones

• Creacion de un Marco de Trabajo para la Gestión y
  Aplicación de Ontologías
• Basado en Vistas Ontologícas con una Lógica
  Subyacente
• Trabajo realizado en grupo TKBG, y en
  colaboración con
• Maat Gknowledge
• Health-e-Child Partners
• Text Mining Group, European Bioinformatics
  Institute (Cambridge)
• Information Management Group (Manchester)
• Mucho trabajo desarrollado y mucho por hacer.

29
Preguntas

• Muchas gracias!!
• Ernesto Jiménez-Ruiz (ejimenez_at_uji.es)
• Página personal http//www3.uji.es/ejimenez
• Página grupo http//krono.act.uji.es/people/Ernes
  to/
• Thesis proposal http//krono.act.uji.es/people/Er
  nesto/TesisProp
• Trabajo de Investigación http//krono.act.uji.es/
  PhDs
• Supervisor
• Rafael Berlanga Llavorí (berlanga_at_uji.es)