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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

UNITA' DI RICERCA

italiano - english
Bibliografia
[Baader et al., 2003] Franz Baader, Diego Calvanese, Deborah McGuinness, Daniele Nardi, Peter Patel-Schneider. The Description Logic Handbook. Theory, Implementation and Applications. Cambridge University Press, 2003.

[Benatallah et al., 2003] Boualem Benatallah, Mohand-Said Hacid, Christophe Rey, Farouk Toumani. Request Rewriting-based Web Service Dicovery. In Proc. of the Int. Semantic Web Conference (ISWC 2003), pag. 242-257, 2003.

[Bernstein and Klein, 2004] Abraham Bernstein and Mark Klein. Towards high-precision service retrieval. IEEE Internet Computing, Volume 8, No. 1, pag. 30-36, 2004.

[Brogi et al., 2004] Antonio Brogi, Sara Corfini, Razvan Popescu. Flexible Matchmaking of Web Services Using DAML-S Ontologies. In Proc. of the Forum of the Second Int. Conference on Service Oriented Computing (ICSOC 2004), 2004.

[Casati et al., 2001] Fabio Casati, Ming-Chien Shan, Dimitris Georgakopoulos. The VLDB Journal: Special Issue on E-Services. In Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Volume 10, No. 1, 2001.

[De Roure et al., 2005] David De Roure, Nicholas R. Jennings, Nigel R. Shadbolt. The Semantic Grid: Past, Present, and Future". In Proc. of the IEEE, 93(3), pag. 669-681, 2005.

[Dean et al., 2004] Mike Dean, Guus Schreiber, Sean Bechhofer, Frank van Harmelen, Jim Hendler, Ian Horrocks, Deborah L. McGuinness, Peter F. Patel-Schneider, Lynn Andrea Stein. OWL Web Ontology Language W3C Recommendation. 2004.
http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/.

[Goble et al. 2004] Carole A. Goble, David De Roure, Nigel R. Shadbolt, Alvaro Fernandes. Enhancing Services and Applications with Knowledge and Semantics. In Foster and Kesselman Eds. The Grid 2: Blueprint for a New Computing Infrastructure (2nd edition), Morgan-Kaufmann, pag. 431-458, 2004.

[Fensel et al., 1999] Dieter Fensel, V. Richard Benjamins, Enrico Motta, and Bob Wielinga. UPML: A Framework for knowledge system reuse. In Proc. of the International Joint Conference on AI (IJCAI-99), pag. 16-23, 1999.

[Fensel et al., 2002] Dieter Fensel, Christoph Bussler, Ying Ding, and Borys Omelayenko. The Web Service Modeling Framework WSMF. Electronic Commerce Research and Applications, Volume 1, No. 2, pag. 113-137, 2002.

[Gonzalez-Castillo et al., 2001] Javier Gonzalez-Castillo, David Trastour, Claudio Bartolini. Description Logics for Matchmaking of Services. In Proc. of the KI-2001 Workshop on Applications of Description Logics, pag. 74-85, 2001.

[Horrocks and Li, 2003] Ian Horrocks and Lei Li. A Software Framework for Matchmaking Based on Semantic Web Technology. In Proc. of the Twelfth International World Wide Web Conference (WWW 2003), pag. 331-339, 2003.

[Kawamura et al., 2003] Takahiro Kawamura, Jacques-Albert De Blasio, Tetsuo Hasegawa, Massimo Paolucci, Katia Sycara. Preliminary Report of Public Experiment of Semantic Service Matchmaker with UDDI Business Registry. In Proc. of First Int. Conf. on Service Oriented Computing (ICSOC 2003), pag. 208-224, 2003.

[Keller et al., 2004] Uwe Keller, Holger Lausen, Dumitru Roman. Web Service Modeling Ontology (WSMO). WSMO Working Draft, 2004.

[Majithia et al., 2004] Shalil Majithia, Ali Shaikhali, Omer F. Rana, and David W. Walker. Reputation-based Semantic Service Discovery. In Proc. of the Workshop on Emerging Technologies for Next generation Grid (ETNGRID-2004) at 13th IEEE International Workshops on Enabling Technologies: Infrastructures for Collaborative Enterprises (WETICE-2004), pag. 297-302, 2004.

[Motta et al., 2003] Enrico Motta, John Domingue, Liliana Cabral, Mauro Gaspari. IRS-II: A Framework and Infrastructure for Semantic Web Services. In Proc. of the 2nd International Semantic Web Conference (ISWC2003), pag. 306-318, 2003.

[OWL-S, 2004] The OWL Service Coalition. OWL-S 1.1 beta release, 2004.
http://www.daml.org/services/owl-s/1.1B.

[Paolucci et al., 2001] Massimo Paolucci, Terry Payne, Katia Sycara. Advertising and Matching DAML-S Service Descriptions (position paper). In Proc. of the International Semantic Web Working Symposium, July 2001.

[Patil et al., 2004] Abhijit Patil, Swapna Oundhakar, Amit Sheth, Kunal Verma. METEOR-S Web Service Annotation Framework. In Proc. of the Thirteenth Int. World Wide Web Conference, 2004.

[Racer] The Racer Home Page. http://www.sts.tu-harburg.de/r.f.moeller/racer/.

[Zeng et al., 2004] Liangzhao Zeng, Boualem Benatallah, Marlon Dumas, Jayant Kalagnanam, Henry Chang. QoS-Aware Middleware for Web Services Composition. IEEE Transactions on Software Engineering. Volume 30, No. 5, pag. 311-327, 2004.

Programma di ricerca

ESTEEM: Emergent Semantics and cooperaTion in multi-knowledgE EnvironMents - Metodi e strumenti avanzati per la collaborazione semantica in comunita' virtuali su web
Università di riferimento
Università degli Studi di BRESCIA - ELETTRONICA PER L'AUTOMAZIONE - BRESCIA(BS)
Responsabile dell'Unità di ricerca
Valeria DE ANTONELLIS
Descrizione
Obiettivo principale dell'attività di ricerca presso l'Università di Brescia (UNIBS) è lo sviluppo di metodi, tecniche e strumenti evoluti per la ricerca di servizi in base al contenuto semantico in comunità che collaborano e condividono conoscenza. Un possibile scenario applicativo, nell'ambito di collaborazione scientifica in dominio medico, vede specialisti medici, laboratori, ospedali, che condividono conoscenza medica per migliorare processi decisionali e diagnostici. La possibilità di accedere a servizi disponibili nella comunità, utilizzando ontologie condivise, consente l'integrazione di informazioni tra diversi ospedali, la possibilità di effettuare diagnosi più accurate, nonché la costruzione di spazi di conoscenza per condivisione, tutoring e ricerca. Ad esempio, un medico potrebbe a fronte di una malattia di un paziente richiedere aggiornamenti sulle caratteristiche rilevanti, sui possibili geni causa, sui sintomi e sulle possibili terapie. Strumenti di ricerca appropriati si rendono necessari per scoprire servizi che facilitino lo staff medico a investigare, annotare e analizzare i dati (ad esempio, servizi per cercare dati sui pazienti, per cercare immagini, per analizzare dati ed immagini).
Metodi e tecniche per una ricerca efficace di servizi con requisiti di alta dinamicità e dipendenza dal contesto (al variare delle comunità e delle risorse condivise) sono strumenti essenziali. Per garantire una ricerca efficace un elemento chiave è l'emergenza semantica su cui basare meccanismi di ricerca tempestiva e flessibilità di composizione dinamica di servizi. Sulla base di tecnologie di servizi web e standard disponibili (come WSDL per descrizione di servizi, SOAP per scambio messaggi e BPEL4WS per orchestrazione di servizi), tecnologie di Semantic Web e più recentemente di Semantic Grid stanno evolvendo. In futuro, lo sviluppo di applicazionisarà sempre più basato su composizione di servizi disponibili in comunità. Approcci moderni alla scoperta di servizi devono consentire il trattamento di aspetti dinamici sia per continui inserimenti o cancellazioni di servizi in ambienti altamente variabili, sia rispetto a diversi contesti in cui un servizio potrebbe essere richiesto.
Sono quindi fortemente richiesti e necessari metodi e strumenti evoluti per la ricerca dinamica di servizi in base al contenuto semantico.

Nell'ambito del progetto ESTEEM, UNIBS svilupperà un ambiente orientato a servizi per la ricerca semantica di servizi rispondente a requisiti di tempestività e flessibilità. L'ambiente sarà basato su: i) tecniche per la rappresentazione semantica di servizi, basate sull'utilizzo di ontologie di dominio e di servizi; ii) tecniche di matching semantico basate su ragionamento deduttivo e similarità su ontologie, per la selezione di servizi in base a caratteristiche funzionali e non-funzionali (i.e. qualità); iii) tecniche di composizione flessibile che tengano conto di aspetti dinamici ed evoluzione dei servizi in comunità.
Nell'ambiente definito, UNIBS svilupperà prototipi utilizzabili nell'architettura P2P di riferimento definita nel progetto, e svilupperà i moduli del dimostratore di ESTEEM relativi alla scoperta di servizi.

Il piano di lavoro prevede due fasi. Ogni fase consiste di attività e relativi risultati. Le fasi sono descritte di seguito.

FASE 1

Attività 1.1

La prima attività sarà dedicata allo studio e all'analisi comparativa degli approcci esistenti in letteratura per la ricerca di servizi. Scopo principale sarà l'identificazione degli aspetti più o meno rilevanti rispetto al progetto ESTEEM. In particolare, si focalizzerà l'attenzione sugli aspetti di emergenza semantica nella descrizione e nella ricerca di servizi in comunità di collaborazione. Si considereranno gli aspetti relativi a: matching semantico di servizi in base a proprietà sia funzionali che non-funzionali, ragionamento deduttivo e similarità su ontologie, aspetti dinamici di evoluzione di servizi. Tutti questi aspetti saranno analizzati alla luce dei requisiti di comunità collaborative in contesti aperti in rete, quali Semantic Grid e sistemi P2P, dove nodi indipendenti e autonomi dinamicamente condividono dati e servizi.
In particolare, i seguenti punti saranno opportunamente investigati:
- Tempestività, ovvero i servizi devono essere individuati e composti "come e quando" richiesti. tecniche e strumenti automatici devono essere sviluppati per consentire la scoperta di servizi semanticamente adeguati e la selezione delle offerte migliori al momento disponibili.
- Adattività al contesto, ovvero i servizi devono essere presentati agli utenti al momento giusto, nella giusta combinazione, con il giusto livello di qualità.
- Comportamento autonomico, ovvero i servizi dovrebbero auto-configurarsi in base ai requisiti dei vari utenti in circostanze che cambiano dinamicamente, e auto-ripararsi in presenza di guasti. Il sistema dovrebbe anche tener conto della crescita evolutiva all'inserimento di nuovi servizi.

- Risultati dell'attività 1.1

D3.1: Rapporto tecnico illustrante lo stato dell'arte su metodi e tecniche esistenti per (i) ricerca di servizi in sistemi in rete, Semantic Grid e sistemi P2P, (ii) matching semantico basato su ragionamento deduttivo e similarità, (iii) evoluzione di servizi e comportamento autonomico.

Attività 1.2

UNIBS svolgerà questa attività insieme agli altri partner. L'attività sarà articolata nella raccolta di requisiti dettagliati per lo scenario applicativo ESTEEM. I requisiti raccolti saranno utilizzati per il dimostratore implementato nella successiva fase 2 sulla piattaforma ESTEEM general purpose.

- Risultati dell'attività 1.2

DALL.1 (tutti i partner): Rapporto tecnico sui requisiti raccolti per lo scenario applicativo.

Attività 1.3

La terza attività sarà dedicata allo sviluppo di metodi e tecniche evolute per la ricerca semantica di servizi in comunità per l'interoperabilità e la collaborazione semantica.
UNIBS svilupperà: tecniche evolute di matching semantico basate su ragionamento deduttivo e similarità; tecniche evolute di composizione flessibile sulla base di aspetti dinamici ed evoluzione dei servizi. Inoltre, tecniche per la descrizione semantica di servizi basate su ontologie di dominio e di servizi, precedentemente sviluppate da UNIBS saranno estese e adattate al nuovo contesto. Costituiranno il punto di partenza per lo sviluppo di tecniche evolute indirizzate a rispondere a requisiti di tempestività, adattività al contesto, comportamento autonomico.
Le tecniche evolute saranno basate sull'utilizzo di ontologie. L'uso di ontologie facilita il matching di servizi in quanto specifica relazioni semantiche fra concetti che possono essere presenti in descrizioni di servizi (e.g. parametri di input/output, nomi di operazioni). In base alle relazioni semantiche possono essere individuati diversi tipi di matching (completo, parziale, nullo). Per il processo di scoperta di servizi si intende investigare un approccio ibrido con diverse tecniche di matching, sia deduttive che basate su similarità. Un tale approccio rende possibile individuare insiemi di servizi di diversa granularità tra i quali stabilire un ordinamento in base ai diversi livelli di soddisfazione di matching.
Per la composizione flessibile di servizi, saranno investigati metodi per rappresentare la dinamica di evoluzione di servizi. Infatti, in comunità collaborative servizi possono continuamente apparire e scomparire in base a cambiamenti nella composizione della comunità. Sostituibilità di servizi deve essere possibile insieme a flessibilità nell'assemblare e coordinare diversi servizi.

- Risultati dell'attività 1.3

D3.2: Rapporto tecnico di definizione di un ambiente formale per il matching semantico di servizi in comunità collaborative, dotato di: tecniche evolute di matching semantico basate su ragionamento deduttivo e similarità; tecniche evolute di composizione flessibile sulla base di aspetti dinamici ed evoluzione dei servizi.

Attività 1.4

Questa attività sarà dedicata alla specifica di alto livello dell'architettura ESTEEM, definita in collaborazione con tutti gli altri partner del progetto. L'architettura fornirà una serie di servizi per l'accesso integrato ai dati distribuiti nella comunità, per la ricerca e il matching di servizi, per la formazione e gestione di comunità. In particolare, l'attività di UNIBS sarà dedicata allo sviluppo di interfacce WSDL per la ricerca e il matching di servizi nella comunità.

- Risultati dell'attività 1.4

DALL.2 (tutti i partner): rapporto tecnico di definizione dell'architettura di alto livello di ESTEEM e specifica WSDL dei servizi forniti.

FASE 2

Attività 2.1

Questa attività sarà dedicata al progetto di una architettura dettagliata per la scoperta di servizi in comunità collaborative, basata sull'utilizzo di ontologie di dominio e di servizi che descrivono semanticamente le risorse condivise, e tecniche di matching basate su ontologie per l'interoperabilità semantica di servizi. L'attività prevederà lo sviluppo di un mock-up per i servizi sviluppati da UNIBS per la scoperta di servizi disponibili nella comunità. UNIBS sarà coinvolta insieme agli altri partner in un processo comune di test per gli aspetti relativi ai propri prototipi.

- Risultati dell'attività 2.1

DALL.3 (tutti i partner): Rapporto tecnico su architettura di dettaglio di ESTEEM.
DALL.4 (tutti i partner): Mock-up per servizi e dati raccolti durante la fase di test.

Attività 2.2

UNIBS procederà alla implementazione dei propri servizi in base alle specifiche e alla progettazione precedentemente effettuate. L'approccio alla implementazione sarà basato su servizi web e tecnologie grid.

- Risultati dell'attività 2.2

D3.3: Implementazione di servizi per scoperta e matching di servizi in comunità collaborative.

Attività 2.3

UNIBS svolgerà questa attività in collaborazione con tutti gli altri partner per l'implementazione di un dimostratore integrato che mostri l'uso della piattaforma ESTEEM in un caso reale di collaborazione in ambiente medico. UNIBS svilupperà i moduli del dimostratore relativi alla scoperta di servizi.

- Risultati dell'attività 2.3

DALL.5 (tutti i partner): Rapporto tecnico sul dimostratore integrato, con risultai della sperimentazione nello scenario applicativo considerato.