Entities with quantities : extraction, search, and ranking

Quantities are more than numeric values. They denote measures of the world’s entities such as heights of buildings, running times of athletes, energy efficiency of car models or energy production of power plants, all expressed in numbers with associated units. Entity-centric search and question answering (QA) are well supported by modern search engines. However, they do not work well when the queries involve quantity filters, such as searching for athletes who ran 200m under 20 seconds or companies with quarterly revenue above $2 Billion. State-of-the-art systems fail to understand the quantities, including the condition (less than, above, etc.), the unit of interest (seconds, dollar, etc.), and the context of the quantity (200m race, quarterly revenue, etc.). QA systems based on structured knowledge bases (KBs) also fail as quantities are poorly covered by state-of-the-art KBs. In this dissertation, we developed new methods to advance the state-of-the-art on quantity knowledge extraction and search.Zahlen sind mehr als nur numerische Werte. Sie beschreiben Maße von Entitäten wie die Höhe von Gebäuden, die Laufzeit von Sportlern, die Energieeffizienz von Automodellen oder die Energieerzeugung von Kraftwerken - jeweils ausgedrückt durch Zahlen mit zugehörigen Einheiten. Entitätszentriete Anfragen und direktes Question-Answering werden von Suchmaschinen häufig gut unterstützt. Sie funktionieren jedoch nicht gut, wenn die Fragen Zahlenfilter beinhalten, wie z. B. die Suche nach Sportlern, die 200m unter 20 Sekunden gelaufen sind, oder nach Unternehmen mit einem Quartalsumsatz von über 2 Milliarden US-Dollar. Selbst moderne Systeme schaffen es nicht, Quantitäten, einschließlich der genannten Bedingungen (weniger als, über, etc.), der Maßeinheiten (Sekunden, Dollar, etc.) und des Kontexts (200-Meter-Rennen, Quartalsumsatz usw.), zu verstehen. Auch QA-Systeme, die auf strukturierten Wissensbanken (“Knowledge Bases”, KBs) aufgebaut sind, versagen, da quantitative Eigenschaften von modernen KBs kaum erfasst werden. In dieser Dissertation werden neue Methoden entwickelt, um den Stand der Technik zur Wissensextraktion und -suche von Quantitäten voranzutreiben. Unsere Hauptbeiträge sind die folgenden: • Zunächst präsentieren wir Qsearch [Ho et al., 2019, Ho et al., 2020] – ein System, das mit erweiterten Fragen mit Quantitätsfiltern umgehen kann, indem es Hinweise verwendet, die sowohl in der Frage als auch in den Textquellen vorhanden sind. Qsearch umfasst zwei Hauptbeiträge. Der erste Beitrag ist ein tiefes neuronales Netzwerkmodell, das für die Extraktion quantitätszentrierter Tupel aus Textquellen entwickelt wurde. Der zweite Beitrag ist ein neuartiges Query-Matching-Modell zum Finden und zur Reihung passender Tupel. • Zweitens, um beim Vorgang heterogene Tabellen einzubinden, stellen wir QuTE [Ho et al., 2021a, Ho et al., 2021b] vor – ein System zum Extrahieren von Quantitätsinformationen aus Webquellen, insbesondere Ad-hoc Webtabellen in HTML-Seiten. Der Beitrag von QuTE umfasst eine Methode zur Verknüpfung von Quantitäts- und Entitätsspalten, für die externe Textquellen genutzt werden. Zur Beantwortung von Fragen kontextualisieren wir die extrahierten Entitäts-Quantitäts-Paare mit informativen Hinweisen aus der Tabelle und stellen eine neue Methode zur Konsolidierung und verbesserteer Reihung von Antwortkandidaten durch Inter-Fakten-Konsistenz vor. • Drittens stellen wir QL [Ho et al., 2022] vor – eine Recall-orientierte Methode zur Anreicherung von Knowledge Bases (KBs) mit quantitativen Fakten. Moderne KBs wie Wikidata oder YAGO decken viele Entitäten und ihre relevanten Informationen ab, übersehen aber oft wichtige quantitative Eigenschaften. QL ist frage-gesteuert und basiert auf iterativem Lernen mit zwei Hauptbeiträgen, um die KB-Abdeckung zu verbessern. Der erste Beitrag ist eine Methode zur Expansion von Fragen, um einen größeren Pool an Faktenkandidaten zu erfassen. Der zweite Beitrag ist eine Technik zur Selbstkonsistenz durch Berücksichtigung der Werteverteilungen von Quantitäten

Harmonizing and publishing heterogeneous premodern manuscript metadata as Linked Open Data

Manuscripts are a crucial form of evidence for research into all aspects of premodern European history and culture, and there are numerous databases devoted to describing them in detail. This descriptive information, however, is typically available only in separate data silos based on incompatible data models and user interfaces. As a result, it has been difficult to study manuscripts comprehensively across these various platforms. To address this challenge, a team of manuscript scholars and computer scientists worked to create "Mapping Manuscript Migrations" (MMM), a semantic portal, and a Linked Open Data service. MMM stands as a successful proof of concept for integrating distinct manuscript datasets into a shared platform for research and discovery with the potential for future expansion. This paper will discuss the major products of the MMM project: a unified data model, a repeatable data transformation pipeline, a Linked Open Data knowledge graph, and a Semantic Web portal. It will also examine the crucial importance of an iterative process of multidisciplinary collaboration embedded throughout the project, enabling humanities researchers to shape the development of a digital platform and tools, while also enabling the same researchers to ask more sophisticated and comprehensive research questions of the aggregated data.Peer reviewe

Confronting Big Data: Applying the Confrontation Clause to Government Big Data Collection

When government investigators request data from companies such as Google, they obtain data on targeted individuals with a guarantee that the data has been collected, stored, and analyzed properly. These guarantees constitute a testimonial statement under the Confrontation Clause. Similar to lab analysts who submit test results of cocaine samples or blood alcohol levels, this Note argues that analysts involved with the collection, storage, and analysis of big data must be available for confrontation under the Sixth Amendment

The Theory and Application of Privacy-preserving Computation

Privacy is a growing concern in the digital world as more information becomes digital every day. Often the implications of how this information could be exploited for nefarious purposes are not explored until after the fact. The public is becoming more concerned about this. This dissertation introduces a new paradigm for tackling the problem, namely, transferable multiparty computation (T-MPC). T-MPC builds upon existing multiparty computation work yet allows some additional flexibility in the set of participants. T-MPC is orders of magnitude more efficient for certain applications. This greatly increases the scalability of the sizes of networks supported for privacy-preserving computation

User-centric knowledge extraction and maintenance

An ontology is a machine readable knowledge collection. There is an abundance of information available for human consumption. Thus, large general knowledge ontologies are typically generated tapping into this information source using imperfect automatic extraction approaches that translate human readable text into machine readable semantic knowledge. This thesis provides methods for user-driven ontology generation and maintenance. In particular, this work consists of three main contributions: 1. An interactive human-supported extraction tool: LUKe. The system extends an automatic extraction framework to integrate human feedback on extraction decisions and extracted information on multiple levels. 2. A document retrieval approach based on semantic statements: S3K. While one application is the retrieval of documents that support extracted information to verify the correctness of the piece of information, another application in combination with an extraction system is a fact based indexing of a document corpus allowing statement based document retrieval. 3. A method for similarity based ontology navigation: QBEES. The approach enables search by example. That is, given a set of semantic entities, it provides the most similar entities with respect to their semantic properties considering different aspects. All three components are integrated into a modular architecture that also provides an interface for third-party components.Eine Ontologie ist eine Wissenssammlung in maschinenlesbarer Form. Da eine große Bandbreite an Informationen nur in natürlichsprachlicher Form verfügbar ist, werden maschinenlesbare Ontologien häufig durch imperfekte automatische Verfahren erzeugt, die eine Übersetzung in eine maschinenlesbare Darstellung vornehmen. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zur menschlichen Unterstützung des Extraktionsprozesses und Wartung der erzeugten Wissensbasen präsentiert. Dabei werden drei Beiträge geleistet: 1. Zum ersten wird ein interaktives Extraktionstool (LUKe) vorgestellt. Hierfür wird ein bestehendes Extraktionssystem um die Integration von Nutzerkorrekturen auf verschiedenen Ebenen der Extraktion erweitert und an ein beispielhaftes Szenario angepasst. 2. Zum zweiten wird ein Ansatz (S3K) zur Dokumentsuche basierend auf faktischen Aussagen beschrieben. Dieser erlaubt eine aussagenbasierte Suche nach Belegstellen oder weiteren Informationen im Zusammenhang mit diesen Aussagen in den Dokumentsammlungen die der Wissensbasis zugrunde liegen. 3. Zuletzt wird QBEES, eine Ähnlichkeitssuche in Ontologien, vorgestellt. QBEES ermöglicht die Suche bzw. Empfehlung von ähnlichen Entitäten auf Basis der semantischen Eigenschaften die sie mit einer als Beispiel angegebenen Menge von Entitäten gemein haben. Alle einzelnen Komponenten sind zudem in eine modulare Gesamtarchitektur integriert