Semantic technologies

Abstract

Semantiske teknologier kan beskrives som teknologier som gjør det mulig å bygge mer adaptiv og effektiv software ved å utnytte meningsinnholdet i den tilgjengelige informasjonen. I FFIprosjektet Semantini, semantiske tjenester i INI (INformasjonsInfrastrukturen) blir disse teknologiene studert for å evaluere om, og hvordan, de kan brukes i militære applikasjoner. Spesielt interessant er det å evaluere hvordan semantiske teknologier kan brukes til å utvikle fleksible tjenester i informasjonsinfrastrukturen i en implementering av det norske militærkonseptet nettverksbasert forsvar. En av de sterkeste drivkreftene i semantiske teknologier for øyeblikket er arbeidet relatert til Semantisk Web. Semantisk Web er en visjon presentert i (Berners-Lee, Hendler, & Lassila 2001) som er basert på å utvikle dagens World Wide Web fra å være kun en sammenkobling av dokumenter til også å bli en sammenkobling av data. Spesielt forventes semantiske teknologier å bidra til Semantisk Web på to måter: (1) Gjøre flere av dataene som allerede er koblet til weben globalt tilgjengelige og (2) gjøre det enklere for brukere og tjenester å finne tjenester som er koblet til weben og merket med metadata. I rapporten identifiseres fem kjerneteknologier blant semantiske teknologier: Kunnskapsrepresentasjon, ontologier, resonnering og regler, spørringer samt agenter og tjenester. Det forventes at semantiske teknologier vil kunne bidra til å øke potensialet til tradisjonelle informasjonsteknologier når det gjelder å lage mer adaptiv og fleksibel software. I denne rapporten har vi fokusert på følgende områder: informasjonsintegrasjon, fødererte spørringer, mediering, informasjonsfusjon, semantisk tjenesteorientert arkitektur og semantisk grid, semantisk søking samt informasjonspresentasjon og –navigering. Det finnes fortsatt flere uløste problemer med semantiske teknologier, og noen av disse presenteres her: Problemer relatert til sammenkobling av ontologier, problemer relatert til resonnering og avgjørbarhet, manglende enighet mellom de forskjellige Semantic Web Serviceinitiativene samt at verktøy og infrastrukturelementer som behøves for å utnytte semantiske teknologier fortsatt er umodne på enkelte områder. Rapporten konkluderer med at semantiske teknologier er en lovende samling av informasjonsteknologier som potensielt kan levere viktige kapabiliteter også i det militære domenet. Enkelte semantiske teknologier, som f.eks. RDF og OWL, er relativt modne og det dukker stadig opp flere produkter basert på semantiske teknologier på markedet. Flere semantiske teknologier er imidlertid å regne som eksperimentelle, noe som gjør at mer forskning og eksperimentering er nødvendig for å finne ut om de kan levere som lovet og håpet. Trolig vil flere kjernetjenester i den fremtidige informasjonsinfrastrukturen (INI) kunne gjøre nytte av semantiske teknologier, men for å evaluere om disse teknologiene vil kunne ha noen nytte i det norske Forsvaret er det behov for mer inngående studier i samarbeid med militære eksperter.

Semantic technologies can be described as technologies that provide tools and methods to build more adaptive and flexible software by exploiting the meaning of the information at hand. In the FFI project Semantini, Semantic Services in INI (INformation Infrastructure), these technologies are studied in order to evaluate if, and how, they can be utilised in military applications. Of special interest is their use in providing flexible services within the forthcoming information infrastructure in an implementation of the Norwegian military concept Network Based Defence. One of the strongest drivers for semantic technologies at the moment is the work related to the Semantic Web. The Semantic Web is a vision presented in (Berners-Lee, Hendler, & Lassila 2001) that is based on evolving the current World Wide Web from a web of documents to a web of data. Semantic technologies are in particular expected to do two things for the Semantic Web: (1) Make more data currently connected to the web globally available and (2) make services connected to the web and tagged with metadata easier to find for users and other services. In the report, five core semantic technologies are identified: Knowledge representation, ontologies, reasoning and rules, querying, and agents and services. Semantic technologies are expected to provide several interesting capabilities enhancing the potential of traditional information technologies regarding making more adaptive and flexible software. In this report, we have focused on the following capabilities: Information integration, federated querying, mediation, information fusion, semantic service-oriented architecture and semantic grid, semantic search, and information presentation and navigation. There are still several issues regarding semantic technologies, some of which are presented here: The ontology mapping problem is not entirely solved, there are issues regarding reasoning and decidability, there looks to be no immediate convergence between the different Semantic Web Service initiatives, and tools and infrastructures for semantic technologies are still immature in some areas. The conclusion of the report is that semantic technologies are a promising family of information technologies that potentially can deliver critical capabilities also in the military domain. Some semantic technologies, like for example RDF and OWL, enjoy a relatively high level of maturity, and lately there has been an increase in semantic technology-based products brought to the market. However, as several members of the semantic technology family still are experimental, more research and experimentation is needed to evaluate whether they can deliver as promised and hoped. It is likely that several of the core services in the future information infrastructure (INI) will benefit from semantic technologies, but in order to further evaluate these technologies for use in the Norwegian Defence, there is a need for more thorough studies in cooperation with military domain experts.