Νέες τεχνολογίες διαδικτύου και υπηρεσίες πληροφόρησης: ανάπτυξη, εφαρμογή και αξιολόγηση νέων βιβλιοθηκονομικών εργαλείων και υπηρεσιών

Abstract

Data source integration in life sciences is a top priority for both biomedical specialists and information scientists. A huge multitude of medical and biological data are storedon daily basis on the World Wide Web which makes the information search, retrieval and analysis challenging. Controlled vocabularies, subject indexing, thesaurus, and encoding systems are the commonly used tools toward this end. However these tools are not always adequate to retrieve integrated scientific information from the web. Is it possible for scientific evidence and data to be equally accessible, human and computer readable? The development of the Semantic web utilizing ontologies that encode the information allows the integrated combination and analysis of information from heterogeneous and thematically distinct resources automatically by the computers, on the basis of reasoning and logic. The extracted conclusions are then presented and efficiently transformed in a human understandable manner to the end user. To encode a field of knowledge in semantic form a special vocabulary is needed, an ontology, which contains the necessary definitions, thus allowing the interpretation and correlation of the fundamental scientific terms of this field in computer language. Herein, we used different methodologies for the development of a prototype cardiologic ontology for clinical, research and archiving purposes. Our aim was the study of Semantic web tools and their application into bridging the gap between laboratory research bench to the cardiologic patient’s bed side. The ontology developed was formed as n-triples, binary clauses of object and predicate. During its evaluation we investigate the development and current status of the life sciences open linked data cloud (LOD cloud). In conclusion, the presented thesis produced a novel scientific tool for highest quality library services in biomedicine utilizing n-triples. The course of ontology development as presented here may provide a useful methodologic guide for future reference in similar approaches independent of the scientific field of interest. Our ultimate goal is the improving of our understanding of LOD cloud which represent the backbone of the Semantic web.

Η ολοκλήρωση των συνεχώς αυξανόμενων πηγών πληροφόρησης στις Επιστήμες Υγείας αποτελεί ένα από τα πλέον καίρια ζητήματα, απασχολώντας τόσο τους ίδιους τους επιστήμονες υγείας, όσο και τους επιστήμονες της πληροφόρησης. Πλήθος δεδομένων, ιατρικών και βιολογικών, αποθηκεύονται καθημερινά στον Παγκόσμιο Ιστό, γεγονός που καθιστά την αναζήτηση, την ανάκτηση και την ανάλυσή τους με βάση τη σημασιολογία τους ιδιαίτερα δυσχερή. Εργαλεία που ως τώρα έχουν αναπτυχθεί προς διευκόλυνση του παραπάνω στόχου, όπως είναι τα ελεγχόμενα λεξιλόγια, οι θεματικές επικεφαλίδες, οι θησαυροί, τα συστήματα κωδικοποίησης δεδομένων διαδραματίζουν μεν σημαντικό ρόλο, αλλά δεν είναι πάντοτε ικανά να αποδώσουν στο ακέραιο την επιστημονική πληροφορία στο Διαδίκτυο. Είναι άραγε δυνατόν τα δεδομένα να γίνουν διαθέσιμα και κατανοητά εξίσου για τον άνθρωπο και την ηλεκτρονική υπολογιστική μηχανή; Η ανάπτυξη του Σημασιολογικού Ιστού με τη χρήση οντολογιών που κωδικοποιούν την πληροφορία φαίνεται να δίνει τη λύση στον ολοκληρωτικό συνδυασμό και την ανάλυση πληροφοριών από ετερογενείς και θεματικά διάφορες πηγές με αυτόματο τρόπο από τους υπολογιστές, βάσει των αρχών της Συλλογιστικής και της Λογικής. Τα εξαγόμενα συμπεράσματα παρουσιάζονται και εξηγούνται, αφού μετατραπούν σε κείμενο κατανοητό από τον άνθρωπο- τον τελικό χρήστη. Για την κωδικοποίηση ενός γνωστικού πεδίου σε σημασιολογική μορφή απαιτείται η δημιουργία ενός ειδικού λεξιλογίου, μιας οντολογίας, που να περιέχει τους ορισμούς και να επιτρέπει τη μετάφραση και τους συσχετισμούς των βασικών εννοιών του γνωστικού πεδίου σε γλώσσα μηχανής. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές ερευνητικές προσεγγίσεις για την ανάπτυξη μιας πρωτότυπης καρδιολογικής οντολογίας για κλινική, ερευνητική και αρχειακή χρήση. Στόχος μας ήταν η μελέτη των εργαλείων που προσφέρει ο Σημασιολογικός Ιστός και η εφαρμογή τους για τη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ του εργαστηριακού ερευνητικού πάγκου και της κλίνης του καρδιοπαθούς ασθενούς. Η οντολογία αυτή αναπτύχθηκε στη μορφή σημασιολογικών τριάδων, δυαδικών προτάσεων υποκειμένου κατηγορήματος. Κατά την αξιολόγησή της μελετήθηκε συνολικά η εξέλιξη και η παρούσα κατάσταση του διαγράμματος νέφους των ανοιχτών διασυνδεδεμένων δεδομένων - LOD Cloud των Επιστημών Υγείας. Συμπερασματικά, στην παρούσα διατριβή δημιουργήθηκε ένα καινοτόμο επιστημονικό εργαλείο για την παροχή βιβλιοθηκονομικών υπηρεσιών υψηλής ποιότητας στη βιοϊατρική, με τη χρήση σημασιολογικών τριάδων. Η διαδικασία ανάπτυξης σημασιολογικής οντολογίας, όπως παρουσιάζεται στο παρόν, αποτελεί ένα μεθοδολογικό οδηγό για μελλοντικές παρόμοιες προσεγγίσεις, ανεξαρτήτως επιστημονικού πεδίου. Απώτερος στόχος είναι η συμβολή του παρόντος στη βελτίωση της κατανόησης της δομής του νέφους ανοιχτών διασυνδεδεμένων δεδομένων, το οποίο αποτελεί και τη «ραχοκοκαλιά» του Σημασιολογικού Ιστού.