Learning to teach database design by trial and error

Proceedings of: 4th International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2002), Ciudad Real, Spain, April 3-6, 2002The definition of effective pedagogical strategies for coaching and tutoring students according to their needs in each moment is a high handicap in ITS design. In this paper we propose the use of a Reinforcement Learning (RL) model, that allows the system to learn how to teach to each student individually, only based on the acquired experience with other learners with similar characteristics, like a human tutor does. This technique avoids to define the teaching strategies by learning action policies that define what, when and how to teach. The model is applied to a database design ITS system, used as an example to illustrate all the concepts managed in the model

Using natural language processing for question answering in closed and open domains

With regard to the growth in the amount of social, environmental, and biomedical information available digitally, there is a growing need for Question Answering (QA) systems that can empower users to master this new wealth of information. Despite recent progress in QA, the quality of interpretation and extraction of the desired answer is not adequate. We believe that striving for higher accuracy in QA systems is subject to on-going research, i.e., it is better to have no answer is better than wrong answers. However, there are diverse queries, which the state of the art QA systems cannot interpret and answer properly. The problem of interpreting a question in a way that could preserve its syntactic-semantic structure is considered as one of the most important challenges in this area. In this work we focus on the problems of semantic-based QA systems and analyzing the effectiveness of NLP techniques, query mapping, and answer inferencing both in closed (first scenario) and open (second scenario) domains. For this purpose, the architecture of Semantic-based closed and open domain Question Answering System (hereafter “ScoQAS”) over ontology resources is presented with two different prototyping: Ontology-based closed domain and an open domain under Linked Open Data (LOD) resource. The ScoQAS is based on NLP techniques combining semantic-based structure-feature patterns for question classification and creating a question syntactic-semantic information structure (QSiS). The QSiS provides an actual potential by building constraints to formulate the related terms on syntactic-semantic aspects and generating a question graph (QGraph) which facilitates making inference for getting a precise answer in the closed domain. In addition, our approach provides a convenient method to map the formulated comprehensive information into SPARQL query template to crawl in the LOD resources in the open domain. The main contributions of this dissertation are as follows: 1. Developing ScoQAS architecture integrated with common and specific components compatible with closed and open domain ontologies. 2. Analysing user’s question and building a question syntactic-semantic information structure (QSiS), which is constituted by several processes of the methodology: question classification, Expected Answer Type (EAT) determination, and generated constraints. 3. Presenting an empirical semantic-based structure-feature pattern for question classification and generalizing heuristic constraints to formulate the relations between the features in the recognized pattern in terms of syntactical and semantical. 4. Developing a syntactic-semantic QGraph for representing core components of the question. 5. Presenting an empirical graph-based answer inference in the closed domain. In a nutshell, a semantic-based QA system is presented which provides some experimental results over the closed and open domains. The efficiency of the ScoQAS is evaluated using measures such as precision, recall, and F-measure on LOD challenges in the open domain. We focus on quantitative evaluation in the closed domain scenario. Due to the lack of predefined benchmark(s) in the first scenario, we define measures that demonstrate the actual complexity of the problem and the actual efficiency of the solutions. The results of the analysis corroborate the performance and effectiveness of our approach to achieve a reasonable accuracy.Con respecto al crecimiento en la cantidad de información social, ambiental y biomédica disponible digitalmente, existe una creciente necesidad de sistemas de la búsqueda de la respuesta (QA) que puedan ofrecer a los usuarios la gestión de esta nueva cantidad de información. A pesar del progreso reciente en QA, la calidad de interpretación y extracción de la respuesta deseada no es la adecuada. Creemos que trabajar para lograr una mayor precisión en los sistemas de QA es todavía un campo de investigación abierto. Es decir, es mejor no tener respuestas que tener respuestas incorrectas. Sin embargo, existen diversas consultas que los sistemas de QA en el estado del arte no pueden interpretar ni responder adecuadamente. El problema de interpretar una pregunta de una manera que podría preservar su estructura sintáctica-semántica es considerado como uno de los desafíos más importantes en esta área. En este trabajo nos centramos en los problemas de los sistemas de QA basados en semántica y en el análisis de la efectividad de las técnicas de PNL, y la aplicación de consultas e inferencia respuesta tanto en dominios cerrados (primer escenario) como abiertos (segundo escenario). Para este propósito, la arquitectura del sistema de búsqueda de respuestas en dominios cerrados y abiertos basado en semántica (en adelante "ScoQAS") sobre ontologías se presenta con dos prototipos diferentes: en dominio cerrado basado en el uso de ontologías y un dominio abierto dirigido a repositorios de Linked Open Data (LOD). El ScoQAS se basa en técnicas de PNL que combinan patrones de características de estructura semánticas para la clasificación de preguntas y la creación de una estructura de información sintáctico-semántica de preguntas (QSiS). El QSiS proporciona una manera la construcción de restricciones para formular los términos relacionados en aspectos sintáctico-semánticos y generar un grafo de preguntas (QGraph) el cual facilita derivar inferencias para obtener una respuesta precisa en el dominio cerrado. Además, nuestro enfoque proporciona un método adecuado para aplicar la información integral formulada en la plantilla de consulta SPARQL para navegar en los recursos LOD en el dominio abierto. Las principales contribuciones de este trabajo son los siguientes: 1. El desarrollo de la arquitectura ScoQAS integrada con componentes comunes y específicos compatibles con ontologías de dominio cerrado y abierto. 2. El análisis de la pregunta del usuario y la construcción de una estructura de información sintáctico-semántica de las preguntas (QSiS), que está constituida por varios procesos de la metodología: clasificación de preguntas, determinación del Tipo de Respuesta Esperada (EAT) y las restricciones generadas. 3. La presentación de un patrón empírico basado en la estructura semántica para clasificar las preguntas y generalizar las restricciones heurísticas para formular las relaciones entre las características en el patrón reconocido en términos sintácticos y semánticos. 4. El desarrollo de un QGraph sintáctico-semántico para representar los componentes centrales de la pregunta. 5. La presentación de la respuesta inferida a partir de un grafo empírico en el dominio cerrado. En pocas palabras, se presenta un sistema semántico de QA que proporciona algunos resultados experimentales sobre los dominios cerrados y abiertos. La eficiencia del ScoQAS se evalúa utilizando medidas tales como una precisión, cobertura y la medida-F en desafíos LOD para el dominio abierto. Para el dominio cerrado, nos centramos en la evaluación cuantitativa; su precisión se analiza en una ontología empresarial. La falta de un banco la pruebas predefinidas es uno de los principales desafíos de la evaluación en el primer escenario. Por lo tanto, definimos medidas que demuestran la complejidad real del problema y la eficiencia real de las soluciones. Los resultados del análisis corroboran el rendimient

An authoring tool for decision support systems in context questions of ecological knowledge

Decision support systems (DSS) support business or organizational decision-making activities, which require the access to information that is internally stored in databases or data warehouses, and externally in the Web accessed by Information Retrieval (IR) or Question Answering (QA) systems. Graphical interfaces to query these sources of information ease to constrain dynamically query formulation based on user selections, but they present a lack of flexibility in query formulation, since the expressivity power is reduced to the user interface design. Natural language interfaces (NLI) are expected as the optimal solution. However, especially for non-expert users, a real natural communication is the most difficult to realize effectively. In this paper, we propose an NLI that improves the interaction between the user and the DSS by means of referencing previous questions or their answers (i.e. anaphora such as the pronoun reference in “What traits are affected by them?”), or by eliding parts of the question (i.e. ellipsis such as “And to glume colour?” after the question “Tell me the QTLs related to awn colour in wheat”). Moreover, in order to overcome one of the main problems of NLIs about the difficulty to adapt an NLI to a new domain, our proposal is based on ontologies that are obtained semi-automatically from a framework that allows the integration of internal and external, structured and unstructured information. Therefore, our proposal can interface with databases, data warehouses, QA and IR systems. Because of the high NL ambiguity of the resolution process, our proposal is presented as an authoring tool that helps the user to query efficiently in natural language. Finally, our proposal is tested on a DSS case scenario about Biotechnology and Agriculture, whose knowledge base is the CEREALAB database as internal structured data, and the Web (e.g. PubMed) as external unstructured information.This paper has been partially supported by the MESOLAP (TIN2010-14860), GEODAS-BI (TIN2012-37493-C03-03), LEGOLANGUAGE (TIN2012-31224) and DIIM2.0 (PROMETEOII/2014/001) projects from the Spanish Ministry of Education and Competitivity. Alejandro Maté is funded by the Generalitat Valenciana under an ACIF grant (ACIF/2010/298)

Semantic Systems. The Power of AI and Knowledge Graphs

This open access book constitutes the refereed proceedings of the 15th International Conference on Semantic Systems, SEMANTiCS 2019, held in Karlsruhe, Germany, in September 2019. The 20 full papers and 8 short papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 88 submissions. They cover topics such as: web semantics and linked (open) data; machine learning and deep learning techniques; semantic information management and knowledge integration; terminology, thesaurus and ontology management; data mining and knowledge discovery; semantics in blockchain and distributed ledger technologies

Spoken content retrieval: A survey of techniques and technologies

Speech media, that is, digital audio and video containing spoken content, has blossomed in recent years. Large collections are accruing on the Internet as well as in private and enterprise settings. This growth has motivated extensive research on techniques and technologies that facilitate reliable indexing and retrieval. Spoken content retrieval (SCR) requires the combination of audio and speech processing technologies with methods from information retrieval (IR). SCR research initially investigated planned speech structured in document-like units, but has subsequently shifted focus to more informal spoken content produced spontaneously, outside of the studio and in conversational settings. This survey provides an overview of the field of SCR encompassing component technologies, the relationship of SCR to text IR and automatic speech recognition and user interaction issues. It is aimed at researchers with backgrounds in speech technology or IR who are seeking deeper insight on how these fields are integrated to support research and development, thus addressing the core challenges of SCR

Ontology Localization

Nuestra meta principal en esta tesis es proponer una solución para construir una ontología multilingüe, a través de la localización automática de una ontología. La noción de localización viene del área de Desarrollo de Software que hace referencia a la adaptación de un producto de software a un ambiente no nativo. En la Ingeniería Ontológica, la localización de ontologías podría ser considerada como un subtipo de la localización de software en el cual el producto es un modelo compartido de un dominio particular, por ejemplo, una ontología, a ser usada por una cierta aplicación. En concreto, nuestro trabajo introduce una nueva propuesta para el problema de multilingüismo, describiendo los métodos, técnicas y herramientas para la localización de recursos ontológicos y cómo el multilingüismo puede ser representado en las ontologías. No es la meta de este trabajo apoyar una única propuesta para la localización de ontologías, sino más bien mostrar la variedad de métodos y técnicas que pueden ser readaptadas de otras áreas de conocimiento para reducir el costo y esfuerzo que significa enriquecer una ontología con información multilingüe. Estamos convencidos de que no hay un único método para la localización de ontologías. Sin embargo, nos concentramos en soluciones automáticas para la localización de estos recursos. La propuesta presentada en esta tesis provee una cobertura global de la actividad de localización para los profesionales ontológicos. En particular, este trabajo ofrece una explicación formal de nuestro proceso general de localización, definiendo las entradas, salidas, y los principales pasos identificados. Además, en la propuesta consideramos algunas dimensiones para localizar una ontología. Estas dimensiones nos permiten establecer una clasificación de técnicas de traducción basadas en métodos tomados de la disciplina de traducción por máquina. Para facilitar el análisis de estas técnicas de traducción, introducimos una estructura de evaluación que cubre sus aspectos principales. Finalmente, ofrecemos una vista intuitiva de todo el ciclo de vida de la localización de ontologías y esbozamos nuestro acercamiento para la definición de una arquitectura de sistema que soporte esta actividad. El modelo propuesto comprende los componentes del sistema, las propiedades visibles de esos componentes, las relaciones entre ellos, y provee además, una base desde la cual sistemas de localización de ontologías pueden ser desarrollados. Las principales contribuciones de este trabajo se resumen como sigue: - Una caracterización y definición de los problemas de localización de ontologías, basado en problemas encontrados en áreas relacionadas. La caracterización propuesta tiene en cuenta tres problemas diferentes de la localización: traducción, gestión de la información, y representación de la información multilingüe. - Una metodología prescriptiva para soportar la actividad de localización de ontologías, basada en las metodologías de localización usadas en Ingeniería del Software e Ingeniería del Conocimiento, tan general como es posible, tal que ésta pueda cubrir un amplio rango de escenarios. - Una clasificación de las técnicas de localización de ontologías, que puede servir para comparar (analíticamente) diferentes sistemas de localización de ontologías, así como también para diseñar nuevos sistemas, tomando ventaja de las soluciones del estado del arte. - Un método integrado para construir sistemas de localización de ontologías en un entorno distribuido y colaborativo, que tenga en cuenta los métodos y técnicas más apropiadas, dependiendo de: i) el dominio de la ontología a ser localizada, y ii) la cantidad de información lingüística requerida para la ontología final. - Un componente modular para soportar el almacenamiento de la información multilingüe asociada a cada término de la ontología. Nuestra propuesta sigue la tendencia actual en la integración de la información multilingüe en las ontologías que sugiere que el conocimiento de la ontología y la información lingüística (multilingüe) estén separados y sean independientes. - Un modelo basado en flujos de trabajo colaborativos para la representación del proceso normalmente seguido en diferentes organizaciones, para coordinar la actividad de localización en diferentes lenguajes naturales. - Una infraestructura integrada implementada dentro del NeOn Toolkit por medio de un conjunto de plug-ins y extensiones que soporten el proceso colaborativo de localización de ontologías

CHORUS Deliverable 2.1: State of the Art on Multimedia Search Engines

Based on the information provided by European projects and national initiatives related to multimedia search as well as domains experts that participated in the CHORUS Think-thanks and workshops, this document reports on the state of the art related to multimedia content search from, a technical, and socio-economic perspective. The technical perspective includes an up to date view on content based indexing and retrieval technologies, multimedia search in the context of mobile devices and peer-to-peer networks, and an overview of current evaluation and benchmark inititiatives to measure the performance of multimedia search engines. From a socio-economic perspective we inventorize the impact and legal consequences of these technical advances and point out future directions of research

Combination of web usage, content and structure information for diverse web mining applications in the tourism context and the context of users with disabilities

188 p.This PhD focuses on the application of machine learning techniques for behaviourmodelling in different types of websites. Using data mining techniques two aspects whichare problematic and difficult to solve have been addressed: getting the system todynamically adapt to possible changes of user preferences, and to try to extract theinformation necessary to ensure the adaptation in a transparent manner for the users,without infringing on their privacy. The work in question combines information of differentnature such as usage information, content information and website structure and usesappropriate web mining techniques to extract as much knowledge as possible from thewebsites. The extracted knowledge is used for different purposes such as adaptingwebsites to the users through proposals of interesting links, so that the users can get therelevant information more easily and comfortably; for discovering interests or needs ofusers accessing the website and to inform the service providers about it; or detectingproblems during navigation.Systems have been successfully generated for two completely different fields: thefield of tourism, working with the website of bidasoa turismo (www.bidasoaturismo.com)and, the field of disabled people, working with discapnet website (www.discapnet.com)from ONCE/Tecnosite foundation