The combination of the disciplines of Techmining and semantic TRIZ for better and faster analyzing technology evolution

Tesis por compendioThe purpose of the present thesis is to explore and to demonstrate how the combination of two methodological approaches, text mining plus the systemic vision of TRIZ empowered by semantics, can bring a larger and more comprehensive analysis of the evolution of a technology. Both approaches had been not combined before the first of the four papers constituents of the present thesis based in a compendium of publications. However, this combination applied to the evolution of technologies is increasingly being published in the scientific literature. Such combination shows a second benefit in the form of an improvement in accessing and connecting knowledge from disparate scientific literatures in a systematic manner. The common element in all these papers is the use of the technology mining approach, 'techmining', the application of text mining techniques based on technology management knowledge, combined with the use of semantic TRIZ, the advantage of syntactic applied to the systemic vision of TRIZ. These papers show that a better analysis of evolving technologies, e.g. by profiling technologies from a systemic point of view or, a better access to knowledge, e.g. by semantically connecting concepts with meaning, can be achieved. The research on applying the combination of these approaches to scientific and technological information analysis explores the advantages and new possibilities for technology trends assessment as well as the semantic connection of concepts which represents a change in the way information research can be done. The different applications of the aforementioned combination are explored by means of the here presented articles. The structure followed in this research is the collection of three papers published in international academic journals indexed in the most prestigious databases and one chapter in a proceedings book of an international congress. The attached articles show the research undertaken to demonstrate the aforementioned benefits of the proposed combination. Despite it can be found many methods and approaches about the assessment of the evolution of technologies, distributed across the literature, there is still a need to better understand which technologies may emerge, which may evolve faster and at what pace can they reach the market. The combination of the techmining approach and the semantic TRIZ approaches allows understanding the trends enriched with a systemic vision of the links, functions, and influences of constituent and enabling elements of a technology. Such systemic link of elements with its components and ecosystem also allows for a multi-dimensional view of a technology and further reduces the uncertainty to preview the progress of a technology. The papers presented in this dissertation are based on the combination of the TRIZ methodology, the techmining approach and the semantic TRIZ approach, applied to different technologies in different domains, to proof the advantages and implications of the combination. The articles try the different interactions of the combined approaches, applied to the assessment of different technologies, such as lithium batteries for the electric car, a medical case linked to a disease known as Meniére's Disease, the prognosis of prostate cancer, and the usage of probiotics as substitutes of antibiotics in the animal health. The wide range of technologies was selected to show the clear benefits of either combining the two approaches or applying predominantly one of them in the case of the Meniére's disease article. That difference in the nature of technologies also helped to better understand the systemic point of view of the technology, exploring new applications based on the general system theory from Bertalanffy as well as other related approaches about technologies.El propósito de la presente tesis es la exploración y la demostración de la combinación de dos enfoques metodológicos, la minería de textos y la visión sistémica de TRIZ reforzada con la semántica, pueden aportar un mayor y mas exhaustivo análisis de la evolución de una tecnología. Ambos enfoques no habían sido combinados antes del primero de los cuatro artículos que representan esta tesis por compendio de publicaciones, aunque dicha combinación ha sido crecientemente publicada en la literatura científica, para multiples propósitos desde entonces. Un segundo aporte proporcionado por esta combinación es la mejora de la capacidad de acceso al conocimiento y cómo ello supone un avance para el descubrimiento a través de literaturas no relacionadas "disparate literature discovery" de una forma metódica y científica. El elemento común en los artículos aquí presentados es el aprovechamiento de techmining, esto es, la minería de textos con base en la gestión tecnológica, por ejemplo mediante el perfilado de tecnologías, junto al enfoque de la metodología TRIZ potenciada por el análisis sintáctico y semántico, esto es, mediante la conexión semántica de conceptos, para un análisis más completo de la evolución tecnológica, proporcionando al mismo tiempo un acceso más racional al conocimiento. La investigación sobre la aplicación de la citada combinación al análisis de información científica y tecnológica explora las ventajas y nuevas posibilidades en la evaluación del avance de la tecnología, así como la conexión semántica de conceptos que representa nuevas posibilidades en la forma en que la investigación textual puede hacerse. La estructura de la investigación aquí presentada se muestra a través de los artículos publicados en revistas internacionales de alto impacto y el capítulo de los 'proceedings' de un congreso internacional. Dichos artículos muestran la investigación llevada a cabo para demostrar los beneficios mencionados de la combinación propuesta. A pesar de la gran actividad de investigación y de la existencia de varios enfoques para la prospectiva y la previsión tecnológica presentes en la literatura científica, existe aún la necesidad de entender qué tecnologías pueden emerger, pueden evolucionar más rápido y a qué velocidad pueden llegar al mercado. La combinación de los enfoques de minería tecnológica o techmining y TRIZ semántico permite entender las tendencias de una tecnología dada, enriquecida con una visión de su sistémica, y teniendo en cuenta las conexiones de sus elementos y las influencias de sus elementos constituyentes. Tal conexión entre los components y su entorno permite una vision multidimensional de la tecnología reduciendo más aún la incertidumbre en la previsión de la evolución de una tecnología. Los artículos presentados en esta tesis son aplicaciones y exploraciones de la combinación de mencionada, a diferentes tecnologías de diversos ámbitos muy dispares entre sí, con el fin de demostrar sus ventajas e implicaciones. Los artículos tratan las diferentes interacciones entre ambos enfoques de trabajo, aplicados a tecnologías como baterías de litio para los vehículos eléctricos, un caso médico ligado a una dolencia como el síndrome de Méniere, a la prognosis del cáncer de próstata y al uso de probióticos en la alimentación animal como sustitución de los antibióticos. Este amplio rango de tecnologías han sido seleccionados para mostrar las ventajas, de forma más objetiva, de la combinación de ambos enfoques o con predominancia de alguno en particular, como es el caso del artículo explorando el síndrome de Méniere. Estas exploraciones permiten también entender mejor el punto de vista sistémico de una tecnología, descubriendo nuevas aplicaciones basadas en la teoría general de sistemas de Bertalanffy así como en otros enfoques relacionados.El propòsit de la present tesi és l'exploració i la demostració de la combinació de dos enfocaments metodològics, la minería de textes i la visió sistémica de TRIZ, reforçada amb la sintáctica i la semántica, mostrant que poden oferir un abast més gran i més holístic en l'enteniment de l'evolució d'una tecnología. Tots dos enfocaments no habían estat combinats abans del primer article dels quatre que composen aquesta tesi, però creixentment combinat dins la literatura científica per a múltiples propostes des de la primera publicació. Una segona aportació proporcionada per aquesta combinació és la millora de la capacitat d'accés al coneixement, i de com això suposa un avanç en l'àrea de recerca a traves de literatures no relacionades "disparate literature discovery" d'una forma metòdica i científica. L'element comú en els articles presentats en aquesta tesi és l'aprofitament de la mineria de textos amb base en la gestió tecnològica, 'techmining', per exemple mitjançant el perfilat de tecnologies, al costat de l'enfocament de la metodologia TRIZ potenciada per l'anàlisi sintàctica i semàntica, mitjançant la conexión semántica de conceptes, per assolir un anàlisi més complet de l'evolució tecnològica, així com per a garantir un accés més racional al coneixement. La investigació de l'aplicació de la combinació dels dos enfocaments a l'anàlisi d'informació científica i tecnològica realizat, exploren els avantatges i noves possibilitats en l'avaluació de l'avanç de tecnologies, així com la conexión de conceptes uqe representa noves possibilitats en la forma en què la investigació textual pot fer-se. L'estructura de la investigació ací presentada es mostra a través dels articles publicats i el capítol dels 'proceedings' d'un congrés internacional. Aquests articles mostren la investigació duta a terme per demostrar els beneficis esmentats. Tot i la gran activitat de recerca i enfocaments per a la prospectiva i la previsió tecnològica existents a la literatura científica, existeix encara la necessitat d'entendre quines tecnologies poden emergir, poden evolucionar més ràpid i a quina velocitat poden arribar al mercat. La combinació dels enfocaments de mineria tecnològica o 'techmining' i TRIZ semàntic permet entendre les tendències d'una tecnologia donada, amb una visió del seu sistema, les connexions dels seus elements i les influències dels elements constituents. Els articles presentats en aquesta tesi són aplicacions i exploracions de la combinació de la metodologia TRIZ, la seva potenciació mitjançant la semàntica i el techmining a diferents tecnologies de diversos àmbits, alguns molt dispars entre si, per tal de demostrar les seves avantatges i implicacions. Els articles tracten les diferents interaccions entre els dos enfocaments de treball, aplicats a tecnologies com bateries de liti per als vehicles elèctrics, un cas mèdic lligat a una malaltia com la síndrome de Ménière, a la prognosi del càncer de pròstata i en alimentació, a l'ús de probiòtics en l'alimentació animal com a substitució dels antibiòtics. Aquest ampli rang de tecnologies han estat seleccionats per mostrar els avantatges de forma més objectiva, de la combinació de tots dos enfocaments o amb predominança d'algun en particular, com és el cas de l'article explorant la síndrome de Ménière. Aquestes exploracions permeten també entendre millor el punt de vista sistèmic d'una tecnologia, descobrint noves aplicacions amb base en la teoria general de sistemes de Bertalanffy així com altres treballs relacionats.Vicente Gomila, JM. (2017). The combination of the disciplines of Techmining and semantic TRIZ for better and faster analyzing technology evolution [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/89088TESISCompendi

Capturing Causal Complexity: Heuristics for Configurational Theorizing

Management scholars study phenomena marked by complex interdependencies where multiple explanatory factors combine to bring about an outcome of interest. Yet, theorizing about causal complexity can prove challenging for the correlational theorizing that is predominant in the field of management, given its “net effects thinking” that emphasizes the unique contribution of individual explanatory factors. In contrast, configurational theories and thinking are well-suited to explaining causally complex phenomena. In this article, we seek to advance configurational theorizing by providing a model of the configurational theorizing process which consists of three iterative stages—scoping, linking and naming. In each stage, we develop and offer several heuristics aimed at stimulating configurational theorizing. That is, these theorizing heuristics are intended to help scholars discover configurations of explanatory factors, probe the connections among these factors, and articulate the orchestrating themes that underpin their coherence. We conclude with a discussion of how configurational theorizing advances theory development in the field of management and organizations, and beyond

Automatic Identification of Interestingness in Biomedical Literature

This thesis presents research on automatically identifying interestingness in a graph of semantic predications. Interestingness represents a subjective quality of information that represents its value in meeting a user\u27s known or unknown retrieval needs. The perception of information as interesting requires a level of utility for the user as well as a balance between significant novelty and sufficient familiarity. It can also be influenced by additional factors such as unexpectedness or serendipity with recent experiences. The ability to identify interesting information facilitates the development of user-centered retrieval, especially in information semantic summarization and iterative, step-wise searching such as in discovery browsing systems. Ultimately, this allows biomedical researchers to more quickly identify information of greatest potential interest to them, whether expected or, perhaps more importantly, unexpected. Current discovery browsing systems use iterative information retrieval to discover new knowledge - a process that requires finding relevant co-occurring topics and relationships through consistent human involvement to identify interesting concepts. Although interestingness is subjective, this thesis identifies computable quantities in semantic data that correlate to interestingness in user searches. We compare several statistical and rule-based models correlating graph data extracted from semantic predications with concept interestingness as demonstrated in PubMed queries. Semantic predications represent scientific assertions extracted from all of the biomedical literature contained in the MEDLINE database. They are of the form, subject-predicate-object . Predications can easily be represented as graphs, where subjects and objects are nodes and predicates form edges. A graph of predications represents the assertions made in the citations from which the predications were extracted. This thesis uses graph metrics to identify features from the predication graph for model generation. These features are based on degree centrality (connectedness) of the seed concept node and surrounding nodes; they are also based on frequency of occurrence measures of the edges between the seed concept and surrounding nodes as well as between the nodes surrounding the seed concept and the neighbors of those nodes. A PubMed query log is used for training and testing models for interestingness. This log contains a set of user searches over a 24-hour period, and we make the assumption that co-occurrence of concepts with the seed concept in searches demonstrates interestingness of that concept with regard to the seed concept. Graph generation begins by the selection of a set of all predications containing the seed concept from the Semantic Medline database (our training dataset uses Alzheimer\u27s disease as the seed concept). The graph is built with the seed concept as the central node. Additional nodes are added for each concept that occurs with the seed concept in the initial predications and an edge is created for each instance of a predication containing the two concepts. The edges are labeled with the specific predicate in the predication. This graph is extended to include additional nodes within two leaps from the seed concept. The concepts in the PubMed query logs are normalized to UMLS concepts or Entrez Gene symbols using MetaMap. Token-based and user-based counts are collected for each co-occurring term. These measures are combined to create a weighted score which is used to determine three potential thresholds of interestingness based on deviation from the mean score. The concepts that are included in both the graph and the normalized log data are identified for use in model training and testing

Supporting Methodology Transfer in Visualization Research with Literature-Based Discovery and Visual Text Analytics

[ES] La creciente especialización de la ciencia está motivando la rápida fragmentación de disciplinas bien establecidas en comunidades interdisciplinares. Esta descom- posición se puede observar en un tipo de investigación en visualización conocida como investigación de visualización dirigida por el problema. En ella, equipos de expertos en visualización y un dominio concreto, colaboran en un área específica de conocimiento como pueden ser las humanidades digitales, la bioinformática, la seguridad informática o las ciencias del deporte. Esta tesis propone una serie de métodos inspirados en avances recientes en el análisis automático de textos y la rep- resentación del conocimiento para promover la adecuada comunicación y transferen- cia de conocimiento entre estas comunidades. Los métodos obtenidos se combinaron en una interfaz de análisis visual de textos orientada al descubrimiento científico, GlassViz, que fue diseñada con estos objetivos en mente. La herramienta se probó por primera vez en el dominio de las humanidades digitales para explorar un corpus masivo de artículos de visualización de propósito general. GlassViz fue adaptada en un estudio posterior para que soportase diferentes fuentes de datos representativas de estas comunidades, mostrando evidencia de que el enfoque propuesto también es una alternativa válida para abordar el problema de la fragmentación en la investigación en visualización