EINSATZ VON RECOMMENDER-SYSTEMEN ZUR PERSONALISIERTEN INFORMATIONSVERSORGUNG IM STANDARDBERICHTSWESEN VON DATA-WAREHOUSE-SYSTEMEN

Entscheidungsträger stehen vor der Herausforderung, bei wachsendem Informationsangebot und unter zunehmendem Zeitdruck komplexe Entscheidungen treffen zu müssen. Vor diesem Hintergrund haben sich bei wiederkehrenden Informationsnachfragen Standardberichtssysteme als Hilfsmittel zur Informationsversorgung etabliert. Da mittlerweile auch Standardberichtssysteme stark an Umfang gewonnen haben und kontinuierlichen Änderungen unterworfen sind, wird es für den Entscheidungsträger immer schwieriger, die für ihn geeigneten Berichte aufzufinden. In diesem Beitrag wird untersucht, wie die aus dem eCommerce-Umfeld bekannten Konzepte von Recommender-Systemen im Standardberichtswesen anwendbar sind, um Entscheidungsträger bei der personalisierten Informationsversorgung zu unterstützen. Ausgehend von theoretischen Untersuchungen wird abschließend die Integration eines kollaborativen Recommender-Systems in ein bestehendes Data-Warehouse-System vorgestellt

Wissensintegration von generischem und fallbasiertem Wissen, uniforme Repräsentation, Verwendung relationaler Datenbanksysteme sowie Problemlösen mit Concept Based und Case Based Reasoning sowie Bayesschen Netzen in medizinischen wissensbasierten Systemen

Ein wissensbasiertes System soll den Mediziner im Rahmen der Diagnosestellung unterstützen, indem relevante Informationen bereitgestellt werden. Aus komplexen Symptomkonstellationen soll eine zuverlässige Diagnose und damit verbundene medizinische Maßnahmen abgeleitet werden. Grundlage dafür bildet das im System adäquat repräsentierte Wissen, das effizient verarbeitet wird. Dieses Wissen ist in der medizinischen Domäne sehr heterogen und häufig nicht gut strukturiert. In der Arbeit wird eine Methodik entwickelt, die die begriffliche Erfassung und Strukturierung der Anwendungsdomäne über Begriffe, Begriffshierarchien, multiaxiale Komposition von Begriffen sowie Konzeptdeklarationen ermöglicht. Komplexe Begriffe können so vollständig, eindeutig und praxisrelevant abgebildet werden. Darüber hinaus werden mit der zugrunde liegenden Repräsentation Dialogsysteme, fallbasierte und generische Problemlösungsmethoden sowie ihr Zusammenspiel mit relationalen Datenbanken in einem System vorgestellt. Dies ist vor allem im medizinischen Diskursbereich von Bedeutung, da zur Problemlösung generisches Wissen (Lehrbuchwissen) und Erfahrungswissen (behandelte Fälle) notwendig ist. Die Wissensbestände können auf relationalen Datenbanken uniform gespeichert werden. Um das vorliegende Wissen effizient verarbeiten zu können, wird eine Methode zur semantischen Indizierung vorgestellt und deren Anwendung im Bereich der Wissensrepräsentation beschrieben. Ausgangspunkt der semantischen Indizierung ist das durch Konzepthierarchien repräsentierte Wissen. Ziel ist es, den Knoten (Konzepten) Schlüssel zuzuordnen, die hierarchisch geordnet und syntaktisch sowie semantisch korrekt sind. Mit dem Indizierungsalgorithmus werden die Schlüssel so berechnet, dass die Konzepte mit den spezifischeren Konzepten unifizierbar sind und nur semantisch korrekte Konzepte zur Wissensbasis hinzugefügt werden dürfen. Die Korrektheit und Vollständigkeit des Indizierungsalgorithmus wird bewiesen. Zur Wissensverarbeitung wird ein integrativer Ansatz der Problemlösungsmethoden des Concept Based und Case Based Reasoning vorgestellt. Concept Based Reasoning kann für die Diagnose-, Therapie- und Medikationsempfehlung und -evaluierung über generisches Wissen verwendet werden. Mit Hilfe von Case Based Reasoning kann Erfahrungswissen von Patientenfällen verarbeitet werden. Weiterhin werden zwei neue Ähnlichkeitsmaße (Kompromissmengen für Ähnlichkeitsmaße und multiaxiale Ähnlichkeit) für das Retrieval ähnlicher Patientenfälle entwickelt, die den semantischen Kontext adäquat berücksichtigen. Einem ausschließlichen deterministischen konzeptbasiertem Schließen sind im medizinischen Diskursbereich Grenzen gesetzt. Für die diagnostische Inferenz unter Unsicherheit, Unschärfe und Unvollständigkeit werden Bayessche Netze untersucht. Es können so die gültigen allgemeinen Konzepte nach deren Wahrscheinlichkeit ausgegeben werden. Dazu werden verschiedene Inferenzmechanismen vorgestellt und anschließend im Rahmen der Entwicklung eines Prototypen evaluiert. Mit Hilfe von Tests wird die Klassifizierung von Diagnosen durch das Netz bewertet.:1 Einleitung 2 Medizinische wissensbasierte Systeme 3 Medizinischer Behandlungsablauf und erweiterter wissensbasierter Agent 4 Methoden zur Wissensrepräsentation 5 Uniforme Repräsentation mit Begriffshierachien, Konzepten, generischem und fallbasierten Schließen 6 Semantische Indizierung 7 Medizinisches System als Beispielanwendung 8 Ähnlichkeitsmaße, Kompromissmengen, multiaxiale Ähnlichkeit 9 Inferenzen mittels Bayesscher Netze 10 Zusammenfassung und Ausblick A Ausgewählte medizinische wissensbasierte Systeme zur Entscheidungsunterstützung aus der Literatur B Realisierung mit Softwarewerkzeugen C Causal statistic modeling and calculation of distribution functions of classification featuresA knowledge-based system is designed to support the medical professionals in the diagnostic process by providing relevant information. A reliable diagnosis and associated medical measures are to be derived from complex symptom constellations. It is based on the knowledge adequately represented in the system, which is processed efficiently. This knowledge is very heterogeneous in the medical domain and often not well structured. In this work, a methodology is developed that enables the conceptual capture and structuring of the application domain via concepts, conecpt hierarchies, multiaxial composition of concepts as well as concept declarations. Complex concepts can thus be mapped completely, clearly and with practical relevance. Furthermore, the underlying representation introduces dialogue systems, \acrlong{abk:CBR} and generic problem solving methods as well as their interaction with relational databases in one system. This is particularly important in the field of medical discourse, since generic knowledge (textbook knowledge) and experiential knowledge (treated cases) are necessary for problem solving. The knowledge can be stored uniformly on relational databases. In order to be able to process the available knowledge efficiently, a method for semantic indexing is presented and its application in the field of knowledge representation is described. The starting point of semantic indexing is the knowledge represented by concept hierarchies. The goal is to assign keys to the nodes (concepts) that are hierarchically ordered and syntactically and semantically correct. With the indexing algorithm, the keys are calculated in such a way that the concepts are unifiable with the more specific concepts and only semantically correct concepts may be added to the knowledge base. The correctness and completeness of the indexing algorithm is proven. An integrative approach of the problem-solving methods of Concept Based and \acrlong{abk:CBR} is presented for knowledge processing. Concept Based Reasoning can be used for diagnosis, therapy and medication recommendation and evaluation via generic knowledge. Case Based Reasoning can be used to process experiential knowledge of patient cases. Furthermore, two new similarity measures (compromise sets for similarity measures and multiaxial similarity) are developed for the retrieval of similar patient cases that adequately consider the semantic context. There are limits to an exclusively deterministic Concept Based Reasoning in the medical domain. For diagnostic inference under uncertainty, vagueness and incompleteness Bayesian networks are investigated. The method is based on an adequate uniform representation of the necessary knowledge. Thus, the valid general concepts can be issued according to their probability. To this end, various inference mechanisms are introduced and subsequently evaluated within the context of a developed prototype. Tests are employed to assess the classification of diagnoses by the network.:1 Einleitung 2 Medizinische wissensbasierte Systeme 3 Medizinischer Behandlungsablauf und erweiterter wissensbasierter Agent 4 Methoden zur Wissensrepräsentation 5 Uniforme Repräsentation mit Begriffshierachien, Konzepten, generischem und fallbasierten Schließen 6 Semantische Indizierung 7 Medizinisches System als Beispielanwendung 8 Ähnlichkeitsmaße, Kompromissmengen, multiaxiale Ähnlichkeit 9 Inferenzen mittels Bayesscher Netze 10 Zusammenfassung und Ausblick A Ausgewählte medizinische wissensbasierte Systeme zur Entscheidungsunterstützung aus der Literatur B Realisierung mit Softwarewerkzeugen C Causal statistic modeling and calculation of distribution functions of classification feature

24th International Conference on Information Modelling and Knowledge Bases

In the last three decades information modelling and knowledge bases have become essentially important subjects not only in academic communities related to information systems and computer science but also in the business area where information technology is applied. The series of European – Japanese Conference on Information Modelling and Knowledge Bases (EJC) originally started as a co-operation initiative between Japan and Finland in 1982. The practical operations were then organised by professor Ohsuga in Japan and professors Hannu Kangassalo and Hannu Jaakkola in Finland (Nordic countries). Geographical scope has expanded to cover Europe and also other countries. Workshop characteristic - discussion, enough time for presentations and limited number of participants (50) / papers (30) - is typical for the conference. Suggested topics include, but are not limited to: 1. Conceptual modelling: Modelling and specification languages; Domain-specific conceptual modelling; Concepts, concept theories and ontologies; Conceptual modelling of large and heterogeneous systems; Conceptual modelling of spatial, temporal and biological data; Methods for developing, validating and communicating conceptual models. 2. Knowledge and information modelling and discovery: Knowledge discovery, knowledge representation and knowledge management; Advanced data mining and analysis methods; Conceptions of knowledge and information; Modelling information requirements; Intelligent information systems; Information recognition and information modelling. 3. Linguistic modelling: Models of HCI; Information delivery to users; Intelligent informal querying; Linguistic foundation of information and knowledge; Fuzzy linguistic models; Philosophical and linguistic foundations of conceptual models. 4. Cross-cultural communication and social computing: Cross-cultural support systems; Integration, evolution and migration of systems; Collaborative societies; Multicultural web-based software systems; Intercultural collaboration and support systems; Social computing, behavioral modeling and prediction. 5. Environmental modelling and engineering: Environmental information systems (architecture); Spatial, temporal and observational information systems; Large-scale environmental systems; Collaborative knowledge base systems; Agent concepts and conceptualisation; Hazard prediction, prevention and steering systems. 6. Multimedia data modelling and systems: Modelling multimedia information and knowledge; Contentbased multimedia data management; Content-based multimedia retrieval; Privacy and context enhancing technologies; Semantics and pragmatics of multimedia data; Metadata for multimedia information systems. Overall we received 56 submissions. After careful evaluation, 16 papers have been selected as long paper, 17 papers as short papers, 5 papers as position papers, and 3 papers for presentation of perspective challenges. We thank all colleagues for their support of this issue of the EJC conference, especially the program committee, the organising committee, and the programme coordination team. The long and the short papers presented in the conference are revised after the conference and published in the Series of “Frontiers in Artificial Intelligence” by IOS Press (Amsterdam). The books “Information Modelling and Knowledge Bases” are edited by the Editing Committee of the conference. We believe that the conference will be productive and fruitful in the advance of research and application of information modelling and knowledge bases. Bernhard Thalheim Hannu Jaakkola Yasushi Kiyok