Knowledge and Artifact Representation in the Scientific Lifecycle

This thesis introduces SKOs (Scientific Knowledge Object) a specification for capturing the knowledge and artifacts that are produced by the scientific research processes. Aiming to address the current existing limitations of scientific production this specification is focused on reducing the work overhead of scientific creation, being composable and reusable, allow continuous evolution and facilitate collaboration and discovery among researchers. To do so it introduces four layers that capture different aspects of the scientific knowledge: content, meaning, ordering and visualization

What's happening? : uma plataforma de eventos

Os eventos são uma presença constante no nosso dia a dia e são divulgados através dos meios de comunicação, anúncios publicitários ou através de conversas entre amigos. A era digital trouxe consigo uma data de mudanças significativas no mundo das comunicações e consequentemente, a divulgação de eventos é facilitada devido às redes sociais que desempenham um papel importante na proliferação destes. No entanto, a procura de eventos, quer no tempo ou no espaço, não é uma tarefa fácil nos dias que correm. Apesar da evolução tecnológica ter permitido a criação de novas plataformas para divulgação de eventos, ainda existe dificuldade em saber o que está a acontecer em redor da nossa localização. Atualmente, um grande número de eventos sociais é criado e promovido nas redes sociais. Com o aglomerado de informação que estas redes geram, a experiência de procurar eventos não é a mais consistente para o utilizador porque os resultados obtidos nem sempre refletem os interesses do utilizador. Este trabalho propõe um novo conceito para uma plataforma de divulgação de eventos, intitulada de What’s Happening? com o objetivo de melhorar a experiência do utilizador na procura e recomendação destes. Em particular, é proposta uma arquitetura para a plataforma que utiliza técnicas de machine learning para classificar eventos provenientes de redes sociais populares, e.g. Facebook, com o objetivo de os categorizar. Tendo em conta que os serviços utilizados para a obtenção de eventos apresentam modelos de dados diferentes, é proposta a ontologia LODSE (Linking Open Descriptions of Social Events), tendo como base a ontologia LODE (Linking Open Descriptions of Events), com o objetivo de facilitar a integração dos dados obtidos dos serviços externos, modelar um evento social para ser posteriormente classificado e melhorar a classificação de eventos. Como forma de validação das técnicas de machine learning na arquitetura proposta bem como o modelo de dados criado a partir da ontologia LODSE, foram realizadas duas avaliações experimentais. A primeira avaliação experimental demonstrou que o melhor algoritmo para classificar os datasets de eventos criados é o Random Forest obtendo 83,33% de eventos corretamente classificados. A segunda avaliação experimental demonstrou que o modelo de dados baseado na ontologia LODSE traz benefícios na classificação de eventos demonstrando uma melhoria de 12,4% de eventos corretamente classificados bem como uma melhoria de 5,9% no tempo de processamento quando comparado com o modelo de dados baseado na ontologia LOD

A dynamic visual analytics framework for complex temporal environments

Introduction: Data streams are produced by sensors that sample an external system at a periodic interval. As the cost of developing sensors continues to fall, an increasing number of data stream acquisition systems have been deployed to take advantage of the volume and velocity of data streams. An overabundance of information in complex environments have been attributed to information overload, a state of exposure to overwhelming and excessive information. The use of visual analytics provides leverage over potential information overload challenges. Apart from automated online analysis, interactive visual tools provide significant leverage for human-driven trend analysis and pattern recognition. To facilitate analysis and knowledge discovery in the space of multidimensional big data, research is warranted for an online visual analytic framework that supports human-driven exploration and consumption of complex data streams. Method: A novel framework was developed called the temporal Tri-event parameter based Dynamic Visual Analytics (TDVA). The TDVA framework was instantiated in two case studies, namely, a case study involving a hypothesis generation scenario, and a second case study involving a cohort-based hypothesis testing scenario. Two evaluations were conducted for each case study involving expert participants. This framework is demonstrated in a neonatal intensive care unit case study. The hypothesis generation phase of the pipeline is conducted through a multidimensional and in-depth one subject study using PhysioEx, a novel visual analytic tool for physiologic data stream analysis. The cohort-based hypothesis testing component of the analytic pipeline is validated through CoRAD, a visual analytic tool for performing case-controlled studies. Results: The results of both evaluations show improved task performance, and subjective satisfaction with the use of PhysioEx and CoRAD. Results from the evaluation of PhysioEx reveals insight about current limitations for supporting single subject studies in complex environments, and areas for future research in that space. Results from CoRAD also support the need for additional research to explore complex multi-dimensional patterns across multiple observations. From an information systems approach, the efficacy and feasibility of the TDVA framework is demonstrated by the instantiation and evaluation of PhysioEx and CoRAD. Conclusion: This research, introduces the TDVA framework and provides results to validate the deployment of online dynamic visual analytics in complex environments. The TDVA framework was instantiated in two case studies derived from an environment where dynamic and complex data streams were available. The first instantiation enabled the end-user to rapidly extract information from complex data streams to conduct in-depth analysis. The second allowed the end-user to test emerging patterns across multiple observations. To both ends, this thesis provides knowledge that can be used to improve the visual analytic pipeline in dynamic and complex environments