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UMA METODOLOGIA PARA O USO DE ONTOLOGIAS APLICADAS À DESCRIÇÃO DE CONTEXTO EM AMBIENTES HOSPITALARES PERVASIVOS
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Previous issue date: 2010-03-25Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorFor a hospital environment can be called as "pervasive", it requires that all the
entities that are present in this context (like people and equipment) are sinchronized to
perform the daily common tasks. Inside these environments, the computational devices
should be considered tools to access information and, therefore, they shouldn't be the
focus of attention of the professional. Thus, they should be used naturally. For the
system to behave in such a way, it is necessary that it adapts itself to the users contexts.
One of the most indicated ways to represent these contexts is through ontologies, due to
the great expressivity that they allow. However, environments such as proposed require
an extremely dynamic system to represent the context in a coherent manner with the
changes in this environment, because their professionals encounter a frequent changing of
shifts and tasks in which they work with diferent patients and information from diferent
sources. To this end, this dissertation proposes an architecture for a hospital pervasive
that seeks to provide all the features mentioned above.Para que um ambiente hospitalar possa vir a tornar-se pervasivo, necessita-se que
as entidades presentes neste contexto (como pessoas e equipamentos) estejam em perfeita
sincronia para a realização das tarefas comuns do dia-a-dia. Dentro destes ambientes,
os dispositivos computacionais devem ser considerados ferramentas para o acesso à
informação e, portanto, não devem ser foco de atenção dos profissionais. Desta forma, os
mesmos devem ser utilizados de forma natural. Para que o sistema possa se comportar
de tal forma, é necessário que o mesmo se adapte ao contexto dos usuários. Uma das
maneiras mais indicadas para efetuar a representação destes contextos é através de
ontologias, devido a grande expressividade que estas permitem. Entretanto, ambientes
como o proposto necessitam de um sistema extremamente dinâmico para representar
o contexto de forma coerente com as modificações ocorridas neste ambiente, pois seus
profissionais contam com uma freqüente modificação de turnos e tarefas, onde os mesmos
trabalham com diferentes pacientes e informações provenientes de diferentes fontes. Para
tal, esta dissertação propõe uma arquitetura para um ambiente hospitalar pervasivo que
busca prover todas as funcionalidades acima citadas
ARQUITETURA DE UM SISTEMA DE CONSULTAS E VISUALIZAÇÃO GRÁFICA DA REPRESENTAÇÃO DO CONHECIMENTO CONTIDO NO PUBMED
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Previous issue date: 2009-03-12Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorIn the bioinformatics has a great amount of biological and genetic information that serve of support for research, and each day this amount of information grows more. Diverse research made for many researchers in different areas, as molecular biology, structural biochemist, enzymology, physiology, pathology, among others, comes generating some results and information that must be stored to be used in the diverse forms. But there the problem appears, how to store, to manipulate, to visualize all these information? The bioinformatics uses the computational power to catalogue, to organize, to structuralize and to manipulate these information facilitating the use of these information that are of extreme importance for Biology.
The PubMed is a service of the National Library of Medicine of United States that supplies access to more than 18 million citations for periodical scientific articles in the area of health science. In order to consider a new boarding for the search and representation of the knowledge found in the gotten result, this work presents the use of norm ISO 13250 Topic Maps for the creation of semantic nets involving the concepts found in the system of information of the PubMed, the construction of a composed architecture for a data base with deriving information of the PubMed by the National Library of Medicine of the United States (NLM), an interface for different research of the available one for the Entrez system, where it is possible to define priorities for the consultations. Also is possible to make the representation of the knowledge contained in the PubMed through semantic nets and techniques of date mining.Na bioinformática existe uma grande quantidade de informações biológicas e genéticas que servem de suporte para pesquisas, e a cada dia essa quantidade de informações cresce ainda mais. Diversas pesquisas realizadas por inúmeros pesquisadores de diferentes áreas como biologia molecular, bioquímica estrutural, enzimologia, fisiologia, patologia, entre outras, vem gerando vários resultados e informações que devem ser armazenadas para serem utilizadas de diversas formas. Mas aí que surge o problema, como armazenar, manipular, visualizar todas essas informações? A bioinformática usa o poder computacional para catalogar, organizar, estruturar e manipular essas informações de uma forma que facilite a utilização dessas informações que são de extrema importância para a Biologia.
O PubMed é um serviço da Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos (U.S. National Library of Medicine) que fornece acesso para mais de 18 milhões de citações para artigos científicos de jornais da área de ciências da saúde. De modo a propor uma nova abordagem para a busca e representação do conhecimento encontrado no resultado obtido, este trabalho apresenta uma arquitetura de um sistema para consultas utilizando prioridades e visualização das informações através de redes semânticas para representar o conhecimento contido no PubMed, para isso, foi utilizado a norma ISO 13250 Topic Maps para a criação de redes semânticas envolvendo os conceitos encontrados no sistema de informação do PubMed, realizado o desenvolvimento de uma arquitetura composta por um banco de dados com informações oriundas do PubMed disponibilizadas pela Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos (NLM), uma interface para pesquisa diferente da disponibilizada pelo sistema Entrez, onde seja possível definir prioridades para as consultas. E também fazer a representação do conhecimento contido no PubMed através de redes semânticas e técnicas de data mining
Formal description and automatic generation of learning spaces based on ontologies
Get PDFTese de Doutoramento em InformaticsA good Learning Space (LS) should convey pertinent information to the
visitors at the most adequate time and location to favor their knowledge
acquisition. This statement justifies the relevance of virtual Learning Spaces.
Considering the consolidation of the Internet and the improvement of the interaction,
searching, and learning mechanisms, this work proposes a generic
architecture, called CaVa, to create Virtual Learning Spaces building upon
cultural institution documents. More precisely, the proposal is to automatically
generate ontology-based virtual learning environments from document
repositories.
Thus, to impart relevant learning materials to the virtual LS, this proposal is
based on using ontologies to represent the fundamental concepts and semantic
relations in a user- and machine-understandable format. These concepts
together with the data (extracted from the real documents) stored in a digital
repository are displayed in a web-based LS that enables the visitors to use
the available features and tools to learn about a specific domain.
According to the approach here discussed, each desired virtual LS must
be specified rigorously through a Domain-Specific Language (DSL), called
CaVaDSL, designed and implemented in this work. Furthermore, a set of
processors (generators) was developed. These generators have the duty, receiving
a CaVaDSL specification as input, of transforming it into several web
scripts to be recognized and rendered by a web browser, producing the final
virtual LS.
Aiming at validating the proposed architecture, three real case studies – (1)
Emigration Documents belonging to Fafe’s Archive; (2) The prosopographical
repository of the Fasti Ecclesiae Portugaliae project; and (3) Collection of
life stories of the Museum of the Person – were used. These real scenarios are
actually relevant as they promote the digital preservation and dissemination
of Cultural Heritage, contributing to human welfare.Um bom Espaço de Aprendizagem (LS – Learning Space) deve transmitir
informações pertinentes aos visitantes no horário e local mais adequados para
favorecer a aquisição de conhecimento. Esta afirmação justifica a relevância
dos Espaços virtuais de Aprendizagem.
Considerando a consolidação da Internet e o aprimoramento dos mecanismos
de interação, busca e aprendizagem, este trabalho propõe uma arquitetura
genérica, denominada CaVa, para a criação de Espaços virtuais de Aprendizagem
baseados em documentos de instituições culturais. Mais precisamente, a
proposta é gerar automaticamente ambientes de aprendizagem virtual baseados
em ontologias a partir de repositórios de documentos.
Assim, para transmitir materiais de aprendizagem relevantes para o LS virtual,
esta proposta é baseada no uso de ontologias para representar os conceitos
fundamentais e as relações semânticas em um formato compreensível
pelo usuário e pela máquina. Esses conceitos, juntamente com os dados (extraídos dos documentos reais) armazenados em um repositório digital, são
exibidos em um LS baseado na web que permite aos visitantes usarem os
recursos e ferramentas disponíveis para aprenderem sobre um domínio espec
ífico.
Cada LS virtual desejado deve ser especificado rigorosamente por meio de
uma Linguagem de Domínio Específico (DSL), chamada CaVaDSL, projetada
e implementada neste trabalho. Além disso, um conjunto de processadores
(geradores) foi desenvolvido. Esses geradores têm o dever de receber uma
especificação CaVaDSL como entrada e transformá-la em diversos web scripts
para serem reconhecidos e renderizados por um navegador, produzindo o
LS virtual final. Visando validar a arquitetura proposta, três estudos de
caso reais foram usados. Esses cenários reais são realmente relevantes, pois
promovem a preservação digital e a disseminação do Património Cultural,
contribuindo para o bem-estar humano
Topic maps : da sintaxe à semântica
Get PDFDissertação de doutoramento em Informática.Segundo a definição proposta em Topic Maps Data Model (Garshol and Moore, 2005), Topic Maps são estruturas abstractas que podem codificar o conhecimento, conectando-o com recursos de informação relevantes. Os Topic Maps permitem a estruturação da informação através de uma rede semântica composta por tópicos associados.
Actualmente, a maior parte dos Topic Maps são construídos manualmente. Este tipo de edição acarreta custos de ordem temporal e financeira, pois apesar de haver ferramentas propícias para a sua edição, as mesmas perdem eficiência quando o topic map atinge um número considerável de tópicos e associações. Acresce ainda o facto de que o utilizador tem dificuldade em verificar se a semântica do topic map condiz com o seu interesse.
Os Topic Maps possuem uma característica muito importante: a liberdade de representação de um universo de discurso, pois a definição de um tópico é muito ampla. Porém, esta liberdade pode representar um potencial perigo para a consistência do topic map. Para garantir essa consistência, um conjunto de condições contextuais (restrições semânticas) deve ser imposto ao topic map.
A norma Topic Maps não fornece nenhum tipo de mecanismo para validar a semântica de documentos topic maps de acordo com regras especificadas por utilizadores. Por isso, urge completar a norma com um suporte à definição de restrições contextuais e criar um mecanismo de validação automática. O principal contributo deste doutoramento é uma linguagem de restrições para topic maps, denominada XTche, e o respectivo processador. A linguagem XTche – baseada nos requisitos propostos recentemente em TMCL (Topic Map Constraint Language) (Nishikawa, Moore, and Bogachev, 2004) – permite a descrição da estrutura da rede semântica formada pelos tópicos e associações e a definição de restrições semânticas através de regras de esquema, regras contextuais e regras de existência.
Baseado nisto, decidiu-se pelo projecto e desenvolvimento de um ambiente que fosse capaz de extrair dados de recursos de informação e construir um topic map de acordo com uma especificação, validá-lo e permitir uma navegação conceptual sobre o conhecimento representado no topic map.
Resultou desta decisão o outro contributo deste doutoramento: o Metamorphosis, que é formado por um conjunto de linguagens de especificação e ferramentas que permitem criar uma interface para integração de informação oriunda de diversas fontes, através do uso de uma ontologia representada em Topic Maps. A partir da descrição das fontes heterogéneas de informação e da especificação da ontologia, o Oveia (um dos componentes do Metamorphosis) extraí automaticamente o respectivo topic map. Depois de guardado – num documento XTM (XML Topic Maps), ou numa base de dados – este topic map será validado sintáctica e semanticamente (face a um conjunto de restrições especificadas numa linguagem apropriada) pelo Processador de XTche (outro dos componentes). Por fim, a componente Ulisses gera uma interface Web para manipular o topic map extraído, a partir da descrição XTM válida. Estas componentes, algumas das quais com implementações alternativas ou mais que uma versão funcional, têm a particularidade de poderem ser usadas separadamente, tal foi comprovado nos casos de estudos realizados.According to Topic Map Data Model (Garshol and Moore, 2005), Topic Maps are abstract structures that can encode knowledge and connect this encoded knowledge to relevant information resources. Topic Maps allow a domain knowledge representation in semantic networks, composed of topics and associations.
Nowadays, almost all topic maps are built by hand. This kind of edition is time consuming and has important financial costs. There are several tools for topic map edition but they have some limitations like the lack of a topic map semantic validator.
In order to cope with a broad range of scenarios, a topic is a very wide concept. On one hand, this makes Topic Maps a convenient model for knowledge representation; but on the other hand, this can also put in risk the topic map consistency. A set of semantic constraints must be imposed to the topic map in order to grant its consistency.
The Topic Maps standard does not provide language constructors to specify the semantics.
So it is not possible to derive from the standard mechanisms to validate a topic maps against the contextual rules. Therefore it is necessary to improve the ISO 13250 standard adding a support for constraints definition enabling the creation of a processor for topic map automatic validation.
The main contribute of this thesis is a constraint language for topic maps called XTche and its processor. XTche language is TMCL-based (Topic Map Constraint Language) (Nishikawa, Moore, and Bogachev, 2004). This language allows to complement the description of the semantic network structure (composed of topic and associations) with schema, contextual, and existence constraints, thus defining the semantics of topic maps that should be preserved.
Metamorphosis – an environment that can extract data from information resources and build a topic map according to a specification, validate it, and generate a conceptual navigation over the topic map knowledge – is another contribution of this thesis. Metamorphosis – a Topic Maps oriented environment – generates conceptual navigators for heterogenous information resources providing the desired interoperability.
Metamorphosis’ architecture is composed of: (1) Oveia, a processor that builds topic maps.
Its core is a processor that extracts the topics instances from the information resources and builds a topic map. It reads and processes the XSDS and XS4TM specifications. The topic map generated by Oveia is stored as an XTM file or alternatively as a relational database following the OntologyDB approach; (2) XTche processor, that consumes the previous XTM file and validates the topic map according to a set of constraints defined in XTche language; (3) Ulisses processor, that produces a whole semantic website based on a valid topic map; this website is a set of pages that displays all the information concerned with topics and associations and provides a conceptual navigation over the semantic network (the topic map)
Contradictions in Assessing Human Morals and the Ethical Design of Autonomous Vehicles
Get PDFAutonomous vehicles (AVs) promise to bring many benefits to society, such as safety, an increase of accessibility and life quality, among others. Unlike humans, they do not get tired and, supposedly, do not fail. However, there might be cases where, due to limit visibility, occlusions or even a sensor failure, the system might not be capable to detect one or more obstacles along the vehicle's path early enough to avoid a crash. Although these situations might be rare if one considers a single vehicle, if predictions are correct, these AVs are to be adopted in large quantities in the near future, making even rare situations more commonplace. AVs will have to deal with these forced-choice situations in the best possible way. This paper presents a review of the ethical discussion regarding the matter of AVs and an analysis of a questionnaire implemented by the authors. Our results show evidence for several types of contradictory choices made by the subjects, which suggest the moral choices do not necessarily follow strict logical reasoning.Peer reviewe
Desenvolvimento de aplicação para a identificação e classificação de cromossomos em imagens médicas
Get PDFFormal Description and Automatic Generation of Learning Spaces Based on Ontologies
No full textAbstractA good virtual Learning Space (LS) should convey pertinent learning information to the visitors at the most adequate time and locations to favor their knowledge acquisition.Considering the consolidation of the internet and the improvement of the interaction, searching, and learning mechanisms, we propose a generic architecture, called CaVa, to create virtual Learning Spaces building up on cultural institution documents. More precisely, our proposal is to automatically create ontology-based virtual learning environments.Thus, to impart relevant learning materials to the virtual LS, we propose the use of ontologies to represent the key concepts and semantic relations in an user- and machine-understandable format. These concepts together with the data (extracted from the real documents) stored in a digital storage format (XML datasets, relational databases, etc.) are displayed in an ontology-based learning space that enables the visitors to use the available features and tools to learn about a specific domain.According to the approach here discussed, each desired virtual LS must be specified rigorously through a domain specific language (DSL) that was designed and implemented.To validate the proposed architecture, three case studies will be used as instances of CaVa architecture
Integração de bancos de dados biológicos com ontologias desenvolvidas para a pesquisa de genes ligados ao câncer
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