Random Surfing Without Teleportation

In the standard Random Surfer Model, the teleportation matrix is necessary to ensure that the final PageRank vector is well-defined. The introduction of this matrix, however, results in serious problems and imposes fundamental limitations to the quality of the ranking vectors. In this work, building on the recently proposed NCDawareRank framework, we exploit the decomposition of the underlying space into blocks, and we derive easy to check necessary and sufficient conditions for random surfing without teleportation.Comment: 13 pages. Published in the Volume: "Algorithms, Probability, Networks and Games, Springer-Verlag, 2015". (The updated version corrects small typos/errors

ReSpecTX: Programming Interaction Made Easy

In this paper we present the ReSpecTX language, toolchain, and standard library as a first step of a path aimed at closing the gap between coordination languages \u2013 mostly a prerogative of the academic realm until now \u2013 and their industrial counterparts. Since the limited adoption of coordination languages within the industrial realm is also due to the lack of suitable toolchains and libraries of reusable mechanisms, ReSpecTX equips a core coordination language (ReSpecT) with tools and features commonly found in mainstream programming languages. In particular, ReSpecTX makes it possible to provide a reference library of reusable and composable interaction patterns

Users' Traces for Enhancing Arabic Facebook Search

International audienceThis paper proposes an approach on Facebook search in Arabic, which exploits several users' traces (e.g. comment, share, reactions) left on Facebook posts to estimate their social importance. Our goal is to show how these social traces (signals) can play a vital role in improving Arabic Facebook search. Firstly, we identify polarities (positive or negative) carried by the textual signals (e.g. comments) and non-textual ones (e.g. the reactions love and sad) for a given Facebook post. Therefore, the polarity of each comment expressed on a given Facebook post, is estimated on the basis of a neural sentiment model in Arabic language. Secondly, we group signals according to their complementarity using features selection algorithms. Thirdly, we apply learning to rank (LTR) algorithms to re-rank Facebook search results based on the selected groups of signals. Finally, experiments are carried out on 13,500 Facebook posts, collected from 45 topics in Arabic language. Experiments results reveal that Random Forests combined with ReliefFAttributeEval (RLF) was the most effective LTR approach for this task

Moving towards the semantic web: enabling new technologies through the semantic annotation of social contents.

La Web Social ha causat un creixement exponencial dels continguts disponibles deixant enormes quantitats de recursos textuals electrònics que sovint aclaparen els usuaris. Aquest volum d’informació és d’interès per a la comunitat de mineria de dades. Els algorismes de mineria de dades exploten característiques de les entitats per tal de categoritzar-les, agrupar-les o classificar-les segons la seva semblança. Les dades per si mateixes no aporten cap mena de significat: han de ser interpretades per esdevenir informació. Els mètodes tradicionals de mineria de dades no tenen com a objectiu “entendre” el contingut d’un recurs, sinó que extreuen valors numèrics els quals esdevenen models en aplicar-hi càlculs estadístics, que només cobren sentit sota l’anàlisi manual d’un expert. Els darrers anys, motivat per la Web Semàntica, molts investigadors han proposat mètodes semàntics de classificació de dades capaços d’explotar recursos textuals a nivell conceptual. Malgrat això, normalment aquests mètodes depenen de recursos anotats prèviament per poder interpretar semànticament el contingut d’un document. L’ús d’aquests mètodes està estretament relacionat amb l’associació de dades i el seu significat. Aquest treball es centra en el desenvolupament d’una metodologia genèrica capaç de detectar els trets més rellevants d’un recurs textual descobrint la seva associació semàntica, es a dir, enllaçant-los amb conceptes modelats a una ontologia, i detectant els principals temes de discussió. Els mètodes proposats són no supervisats per evitar el coll d’ampolla generat per l’anotació manual, independents del domini (aplicables a qualsevol àrea de coneixement) i flexibles (capaços d’analitzar recursos heterogenis: documents textuals o documents semi-estructurats com els articles de la Viquipèdia o les publicacions de Twitter). El treball ha estat avaluat en els àmbits turístic i mèdic. Per tant, aquesta dissertació és un primer pas cap a l'anotació semàntica automàtica de documents necessària per possibilitar el camí cap a la visió de la Web Semàntica.La Web Social ha provocado un crecimiento exponencial de los contenidos disponibles, dejando enormes cantidades de recursos electrónicos que a menudo abruman a los usuarios. Tal volumen de información es de interés para la comunidad de minería de datos. Los algoritmos de minería de datos explotan características de las entidades para categorizarlas, agruparlas o clasificarlas según su semejanza. Los datos por sí mismos no aportan ningún significado: deben ser interpretados para convertirse en información. Los métodos tradicionales no tienen como objetivo "entender" el contenido de un recurso, sino que extraen valores numéricos que se convierten en modelos tras aplicar cálculos estadísticos, los cuales cobran sentido bajo el análisis manual de un experto. Actualmente, motivados por la Web Semántica, muchos investigadores han propuesto métodos semánticos de clasificación de datos capaces de explotar recursos textuales a nivel conceptual. Sin embargo, generalmente estos métodos dependen de recursos anotados previamente para poder interpretar semánticamente el contenido de un documento. El uso de estos métodos está estrechamente relacionado con la asociación de datos y su significado. Este trabajo se centra en el desarrollo de una metodología genérica capaz de detectar los rasgos más relevantes de un recurso textual descubriendo su asociación semántica, es decir, enlazándolos con conceptos modelados en una ontología, y detectando los principales temas de discusión. Los métodos propuestos son no supervisados para evitar el cuello de botella generado por la anotación manual, independientes del dominio (aplicables a cualquier área de conocimiento) y flexibles (capaces de analizar recursos heterogéneos: documentos textuales o documentos semi-estructurados, como artículos de la Wikipedia o publicaciones de Twitter). El trabajo ha sido evaluado en los ámbitos turístico y médico. Esta disertación es un primer paso hacia la anotación semántica automática de documentos necesaria para posibilitar el camino hacia la visión de la Web Semántica.Social Web technologies have caused an exponential growth of the documents available through the Web, making enormous amounts of textual electronic resources available. Users may be overwhelmed by such amount of contents and, therefore, the automatic analysis and exploitation of all this information is of interest to the data mining community. Data mining algorithms exploit features of the entities in order to characterise, group or classify them according to their resemblance. Data by itself does not carry any meaning; it needs to be interpreted to convey information. Classical data analysis methods did not aim to “understand” the content and the data were treated as meaningless numbers and statistics were calculated on them to build models that were interpreted manually by human domain experts. Nowadays, motivated by the Semantic Web, many researchers have proposed semantic-grounded data classification and clustering methods that are able to exploit textual data at a conceptual level. However, they usually rely on pre-annotated inputs to be able to semantically interpret textual data such as the content of Web pages. The usability of all these methods is related to the linkage between data and its meaning. This work focuses on the development of a general methodology able to detect the most relevant features of a particular textual resource finding out their semantics (associating them to concepts modelled in ontologies) and detecting its main topics. The proposed methods are unsupervised (avoiding the manual annotation bottleneck), domain-independent (applicable to any area of knowledge) and flexible (being able to deal with heterogeneous resources: raw text documents, semi-structured user-generated documents such Wikipedia articles or short and noisy tweets). The methods have been evaluated in different fields (Tourism, Oncology). This work is a first step towards the automatic semantic annotation of documents, needed to pave the way towards the Semantic Web vision

Review article: Detection of actionable tweets in crisis events

Messages on social media can be an important source of information during crisis situations. They can frequently provide details about developments much faster than traditional sources (e.g., official news) and can offer personal perspectives on events, such as opinions or specific needs. In the future, these messages can also serve to assess disaster risks. One challenge for utilizing social media in crisis situations is the reliable detection of relevant messages in a flood of data. Researchers have started to look into this problem in recent years, beginning with crowdsourced methods. Lately, approaches have shifted towards an automatic analysis of messages. A major stumbling block here is the question of exactly what messages are considered relevant or informative, as this is dependent on the specific usage scenario and the role of the user in this scenario. In this review article, we present methods for the automatic detection of crisis-related messages (tweets) on Twitter. We start by showing the varying definitions of importance and relevance relating to disasters, leading into the concept of use case-dependent actionability that has recently become more popular and is the focal point of the review paper. This is followed by an overview of existing crisis-related social media data sets for evaluation and training purposes. We then compare approaches for solving the detection problem based (1) on filtering by characteristics like keywords and location, (2) on crowdsourcing, and (3) on machine learning technique. We analyze their suitability and limitations of the approaches with regards to actionability. We then point out particular challenges, such as the linguistic issues concerning social media data. Finally, we suggest future avenues of research and show connections to related tasks, such as the subsequent semantic classification of tweets

Agents and Robots for Reliable Engineered Autonomy

This book contains the contributions of the Special Issue entitled "Agents and Robots for Reliable Engineered Autonomy". The Special Issue was based on the successful first edition of the "Workshop on Agents and Robots for reliable Engineered Autonomy" (AREA 2020), co-located with the 24th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI 2020). The aim was to bring together researchers from autonomous agents, as well as software engineering and robotics communities, as combining knowledge from these three research areas may lead to innovative approaches that solve complex problems related to the verification and validation of autonomous robotic systems

Socio-Cognitive and Affective Computing

Social cognition focuses on how people process, store, and apply information about other people and social situations. It focuses on the role that cognitive processes play in social interactions. On the other hand, the term cognitive computing is generally used to refer to new hardware and/or software that mimics the functioning of the human brain and helps to improve human decision-making. In this sense, it is a type of computing with the goal of discovering more accurate models of how the human brain/mind senses, reasons, and responds to stimuli. Socio-Cognitive Computing should be understood as a set of theoretical interdisciplinary frameworks, methodologies, methods and hardware/software tools to model how the human brain mediates social interactions. In addition, Affective Computing is the study and development of systems and devices that can recognize, interpret, process, and simulate human affects, a fundamental aspect of socio-cognitive neuroscience. It is an interdisciplinary field spanning computer science, electrical engineering, psychology, and cognitive science. Physiological Computing is a category of technology in which electrophysiological data recorded directly from human activity are used to interface with a computing device. This technology becomes even more relevant when computing can be integrated pervasively in everyday life environments. Thus, Socio-Cognitive and Affective Computing systems should be able to adapt their behavior according to the Physiological Computing paradigm. This book integrates proposals from researchers who use signals from the brain and/or body to infer people's intentions and psychological state in smart computing systems. The design of this kind of systems combines knowledge and methods of ubiquitous and pervasive computing, as well as physiological data measurement and processing, with those of socio-cognitive and affective computing

Metadata-driven data integration

Cotutela: Universitat Politècnica de Catalunya i Université Libre de Bruxelles, IT4BI-DC programme for the joint Ph.D. degree in computer science.Data has an undoubtable impact on society. Storing and processing large amounts of available data is currently one of the key success factors for an organization. Nonetheless, we are recently witnessing a change represented by huge and heterogeneous amounts of data. Indeed, 90% of the data in the world has been generated in the last two years. Thus, in order to carry on these data exploitation tasks, organizations must first perform data integration combining data from multiple sources to yield a unified view over them. Yet, the integration of massive and heterogeneous amounts of data requires revisiting the traditional integration assumptions to cope with the new requirements posed by such data-intensive settings. This PhD thesis aims to provide a novel framework for data integration in the context of data-intensive ecosystems, which entails dealing with vast amounts of heterogeneous data, from multiple sources and in their original format. To this end, we advocate for an integration process consisting of sequential activities governed by a semantic layer, implemented via a shared repository of metadata. From an stewardship perspective, this activities are the deployment of a data integration architecture, followed by the population of such shared metadata. From a data consumption perspective, the activities are virtual and materialized data integration, the former an exploratory task and the latter a consolidation one. Following the proposed framework, we focus on providing contributions to each of the four activities. We begin proposing a software reference architecture for semantic-aware data-intensive systems. Such architecture serves as a blueprint to deploy a stack of systems, its core being the metadata repository. Next, we propose a graph-based metadata model as formalism for metadata management. We focus on supporting schema and data source evolution, a predominant factor on the heterogeneous sources at hand. For virtual integration, we propose query rewriting algorithms that rely on the previously proposed metadata model. We additionally consider semantic heterogeneities in the data sources, which the proposed algorithms are capable of automatically resolving. Finally, the thesis focuses on the materialized integration activity, and to this end, proposes a method to select intermediate results to materialize in data-intensive flows. Overall, the results of this thesis serve as contribution to the field of data integration in contemporary data-intensive ecosystems.Les dades tenen un impacte indubtable en la societat. La capacitat d’emmagatzemar i processar grans quantitats de dades disponibles és avui en dia un dels factors claus per l’èxit d’una organització. No obstant, avui en dia estem presenciant un canvi representat per grans volums de dades heterogenis. En efecte, el 90% de les dades mundials han sigut generades en els últims dos anys. Per tal de dur a terme aquestes tasques d’explotació de dades, les organitzacions primer han de realitzar una integració de les dades, combinantles a partir de diferents fonts amb l’objectiu de tenir-ne una vista unificada d’elles. Per això, aquest fet requereix reconsiderar les assumpcions tradicionals en integració amb l’objectiu de lidiar amb els requisits imposats per aquests sistemes de tractament massiu de dades. Aquesta tesi doctoral té com a objectiu proporcional un nou marc de treball per a la integració de dades en el context de sistemes de tractament massiu de dades, el qual implica lidiar amb una gran quantitat de dades heterogènies, provinents de múltiples fonts i en el seu format original. Per això, proposem un procés d’integració compost d’una seqüència d’activitats governades per una capa semàntica, la qual és implementada a partir d’un repositori de metadades compartides. Des d’una perspectiva d’administració, aquestes activitats són el desplegament d’una arquitectura d’integració de dades, seguit per la inserció d’aquestes metadades compartides. Des d’una perspectiva de consum de dades, les activitats són la integració virtual i materialització de les dades, la primera sent una tasca exploratòria i la segona una de consolidació. Seguint el marc de treball proposat, ens centrem en proporcionar contribucions a cada una de les quatre activitats. La tesi inicia proposant una arquitectura de referència de software per a sistemes de tractament massiu de dades amb coneixement semàntic. Aquesta arquitectura serveix com a planell per a desplegar un conjunt de sistemes, sent el repositori de metadades al seu nucli. Posteriorment, proposem un model basat en grafs per a la gestió de metadades. Concretament, ens centrem en donar suport a l’evolució d’esquemes i fonts de dades, un dels factors predominants en les fonts de dades heterogènies considerades. Per a l’integració virtual, proposem algorismes de rescriptura de consultes que usen el model de metadades previament proposat. Com a afegitó, considerem heterogeneïtat semàntica en les fonts de dades, les quals els algorismes de rescriptura poden resoldre automàticament. Finalment, la tesi es centra en l’activitat d’integració materialitzada. Per això proposa un mètode per a seleccionar els resultats intermedis a materialitzar un fluxes de tractament intensiu de dades. En general, els resultats d’aquesta tesi serveixen com a contribució al camp d’integració de dades en els ecosistemes de tractament massiu de dades contemporanisLes données ont un impact indéniable sur la société. Le stockage et le traitement de grandes quantités de données disponibles constituent actuellement l’un des facteurs clés de succès d’une entreprise. Néanmoins, nous assistons récemment à un changement représenté par des quantités de données massives et hétérogènes. En effet, 90% des données dans le monde ont été générées au cours des deux dernières années. Ainsi, pour mener à bien ces tâches d’exploitation des données, les organisations doivent d’abord réaliser une intégration des données en combinant des données provenant de sources multiples pour obtenir une vue unifiée de ces dernières. Cependant, l’intégration de quantités de données massives et hétérogènes nécessite de revoir les hypothèses d’intégration traditionnelles afin de faire face aux nouvelles exigences posées par les systèmes de gestion de données massives. Cette thèse de doctorat a pour objectif de fournir un nouveau cadre pour l’intégration de données dans le contexte d’écosystèmes à forte intensité de données, ce qui implique de traiter de grandes quantités de données hétérogènes, provenant de sources multiples et dans leur format d’origine. À cette fin, nous préconisons un processus d’intégration constitué d’activités séquentielles régies par une couche sémantique, mise en oeuvre via un dépôt partagé de métadonnées. Du point de vue de la gestion, ces activités consistent à déployer une architecture d’intégration de données, suivies de la population de métadonnées partagées. Du point de vue de la consommation de données, les activités sont l’intégration de données virtuelle et matérialisée, la première étant une tâche exploratoire et la seconde, une tâche de consolidation. Conformément au cadre proposé, nous nous attachons à fournir des contributions à chacune des quatre activités. Nous commençons par proposer une architecture logicielle de référence pour les systèmes de gestion de données massives et à connaissance sémantique. Une telle architecture consiste en un schéma directeur pour le déploiement d’une pile de systèmes, le dépôt de métadonnées étant son composant principal. Ensuite, nous proposons un modèle de métadonnées basé sur des graphes comme formalisme pour la gestion des métadonnées. Nous mettons l’accent sur la prise en charge de l’évolution des schémas et des sources de données, facteur prédominant des sources hétérogènes sous-jacentes. Pour l’intégration virtuelle, nous proposons des algorithmes de réécriture de requêtes qui s’appuient sur le modèle de métadonnées proposé précédemment. Nous considérons en outre les hétérogénéités sémantiques dans les sources de données, que les algorithmes proposés sont capables de résoudre automatiquement. Enfin, la thèse se concentre sur l’activité d’intégration matérialisée et propose à cette fin une méthode de sélection de résultats intermédiaires à matérialiser dans des flux des données massives. Dans l’ensemble, les résultats de cette thèse constituent une contribution au domaine de l’intégration des données dans les écosystèmes contemporains de gestion de données massivesPostprint (published version