Digital Repositories and the Semantic Web: Semantic Search and Navigation for DSpace

4th International Conference on Open RepositoriesThis presentation was part of the session : DSpace User Group PresentationsDate: 2009-05-21 08:30 AM – 10:00 AMIn many digital repository implementations, resources are often described against some flavor of metadata schema, popularly the Dublin Core Element Set (DCMES), as is the case with the DSpace system. However, such an approach cannot capture richer semantic relations that exist or may be implied, in the sense of a Semantic Web ontology. Therefore we first suggest a method in order to semantically intensify the underlying data model and develop an automatic translation of the flatly organized metadata information to this new ontology. Then we propose an implementation that provides for inference-based knowledge discovery, retrieval and navigation on top of digital repositories, based on this ontology. We apply this technique to real information stored in the University of Patras Institutional Repository that is based on DSpace, and confirm that more powerful, inference-based queries can indeed be performed

Semantic interoperability and retrieval of distributed knowledge on the semantic web

The Semantic Web is the application of advanced knowledge technologies to the Web and to distributed systems in general. It is considered as the extension of the Word Wide Web, where information is assigned a well-defined meaning. Semantic interoperability implies that systems are able to share and correlate heterogeneous information – even if the latter is unstructured in terms of meaning and comes from multiple resources – thus leading to the discovery of new knowledge. Having these in mind and given that syntactic interoperability has already been achieved to some extent, our research is focusing on knowledge discovery on the Semantic Web through the fulfilment of semantic interoperability. The primary objective of this thesis is to study the most recent developments in the field of knowledge search and retrieval as well as the use of effective techniques for knowledge sharing on the Semantic Web. We focus on digital libraries and more specifically on repositories that manage educational resources. In the first place, we review and evaluate existing approaches and then we propose a technique that provides an efficient way to perform semantic search and achieve semantic interoperability between heterogeneous data sources. To this end, we rely on fundamental Semantic Web standards, such as the Resource Description Framework (RDF), the OWL ontology language, the SKOS model for organizing controlled vocabularies, and on well-known educational metadata standards, used by Institutions worldwide for representing educational resources. Our goal is the implementation of a service that will correspond in the best possible way to the modern requirements of a semantically distributed world, such as the Semantic Web, through the application of ontologies and other widely adopted technologies and standards. An important characteristic of this service is that it takes advantage of the semantic implications in content’s metadata and tries to exploit them all in an attempt to extract new information. The proposed service is applied to a digital repository system, designed to mostly handle educational resources. By this way, digital repositories systems are enhanced with an advanced searching facility, as well as with the possibility to publish all of their stored information in the form of Linked Data. Finally, the proposed approach is studied and evaluated on the basis of some fundamental metrics and parameters, which are shown to play an essential role in large-scale data repositories, in accordance to the literature. These repositories are designated to handle high volume of data, i.e., in digital repositories systems of the real world.Ο Σημασιολογικός Ιστός (Semantic Web) αποτελεί εφαρμογή των προηγμένων τεχνολογιών γνώσης στον Παγκόσμιο Ιστό και σε άλλα κατανεμημένα συστήματα. Η ύπαρξη σημασιακής διαλειτουργικότητας υπονοεί τη δυνατότητα συνδιαλλαγής και διαπραγμάτευσης πληροφοριών μεταξύ συστημάτων, οι οποίες, ενώ μπορεί να είναι κατά βάση ετερογενείς, προερχόμενες από πολλαπλές πηγές και αδόμητες σημασιακά, μπορούν να συσχετιστούν και, βάσει συμπερασμών, να συνδυαστούν κατάλληλα με στόχο την ανακάλυψη νέας γνώσης. Δεδομένου, λοιπόν, ότι η συντακτική διαλειτουργικότητα έχει ως ένα βαθμό επιτευχθεί, στα πλαίσια της παρούσας έρευνας επικεντρωνόμαστε στη δυνατότητα ανακάλυψης νέας γνώσης στο Σημασιολογικό Ιστό μέσα από την υλοποίηση της σημασιακής διαλειτουργικότητας. Αρχικό στόχο της παρούσας έρευνας αποτελεί η μελέτη των τελευταίων εξελίξεων σε θέματα αναζήτησης κι ανάκτησης γνώσης στο Σημασιολογικό Ιστό καθώς και η αξιοποίηση αποτελεσματικών τεχνικών για το διαμοιρασμό γνώσης. Εστιάζουμε στο χώρο των ψηφιακών βιβλιοθηκών και ειδικότερα των αποθετηρίων που διαχειρίζονται μαθησιακούς πόρους. Επιδιώκουμε τη μελέτη και αξιολόγηση των ήδη υπαρχουσών τεχνικών και εν τέλει την πρόταση συγκεκριμένης τεχνικής που θα προσφέρει μια αποδοτική λύση στο ζήτημα της σημασιακής αναζήτησης και της επίτευξης διαλειτουργικότητας μεταξύ ετερογενών πηγών δεδομένων. Για το σκοπό αυτό βασιζόμαστε σε θεμελιώδη πρότυπα του Σημασιολογικού Ιστού που συνεισφέρουν προς αυτή την κατεύθυνση, όπως το Πλαίσιο Περιγραφής Πόρων RDF και ειδικότερα η γλώσσα περιγραφής οντολογιών OWL, το μοντέλο αναπαράστασης ελεγχόμενων λεξιλογίων SKOS, αλλά και πρότυπα αναπαράστασης εκπαιδευτικών μεταδεδομένων. Απώτερο στόχο της έρευνάς μας αποτελεί η παρουσίαση μιας ολοκληρωμένης υπηρεσίας που μέσα από την εφαρμογή των οντολογιών επιτυγχάνει την ανάκτηση γνώσης, υιοθετώντας εκείνα τα πρότυπα που ανταποκρίνονται αποτελεσματικότερα στις σύγχρονες απαιτήσεις ενός σημασιακά κατανεμημένου χώρου, όπως ο Σημασιολογικός Ιστός. Ουσιαστικό γνώρισμα της υπηρεσίας αυτής είναι ότι δεν αφήνει ανεκμετάλλευτους τους σημασιολογικούς υπαινιγμούς και αποσκοπεί στην εξαγωγή νέας πληροφορίας. Εν τέλει, η προτεινομένη υπηρεσία εφαρμόζεται σε ψηφιακά αποθετήρια εκπαιδευτικού υλικού, καθιστώντας εφικτή όχι μόνο τη δυνατότητα προηγμένης αναζήτησης σε αυτά αλλά παράλληλα επιτρέποντας τη διάθεση της ανακτώμενης πληροφορίας με τη μορφή Διασυνδεδεμένων Δεδομένων (Linked Data). Τέλος, όλα τα παραπάνω μελετώνται συναρτήσει ορισμένων βασικών μετρικών και παραμέτρων, που παίζουν ουσιαστικό ρόλο σε μεγάλου εύρους και όγκου (δηλαδή σε πραγματικά) αποθετήρια δεδομένων

Conceptus radiation burden from computed tomography and fluoroscopically guided interventional procedures

A substantial increase in the use of radiological procedures in pregnant patients has been observed over the last decades. Accidental or/ intentional medical exposure have caused increasing concerns regarding the biological effects of ionizing radiation on radiosensitive conceptus. Furthermore, occupational exposure of pregnant employees in fluoroscopically guided interventional procedures comprises a thorny issue. In these cases, the expectant mother has the right to know the level of the potential effect to the conceptus from a in-utero exposure. Therefore, determination of conceptus dose to pregnant patients undergoing radiological procedures and pregnant workers involved in fluoroscopically guided interventional procedures it is of paramount importance. The aim of the current study was to I) develop methods for the estimation of conceptus dose from a) computed tomography examinations and b) fluoroscopically guided interventional procedures undergoing pregnant patients and II) to provide normalized exposure data and scatter exposure maps (isodose curves) for estimation of effective dose of the exposed personnel and conceptus dose of pregnant employees involved in fluoroscopically guided interventional procedures. Methods and data produced herein allow for the reliable conceptus dose estimation either from computed tomography procedures and fluoroscopically guided procedures of pregnant patients, or from occupational exposure in fluoroscopically guided interventional procedures. The generated isodose curves may be proved a useful tool for the medical staff involved in fluoroscopically guided interventional procedures to optimize their routine clinical practice from the radiation protection point of view.Τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί σημαντικά ο αριθμός εγκύων γυναικών που υποβάλλονται σε ακτινοδιαγνωστικές και ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενες επεμβατικές πράξεις. Τυχαία ή σκόπιμη έκθεση εγκύων γυναικών προκαλεί ανησυχία για τις βιολογικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας στο έμβρυο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει επιπλέον και η επαγγελματική έκθεση εγκύων γυναικών στα εργαστήρια ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενων επεμβατικών διαδικασιών. Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν I) η ανάπτυξη μεθόδων για την εκτίμηση της δόσης του κυήματος εγκύων ασθενών που υποβάλλονται σε α) ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενες επεμβατικές εξετάσεις και β) εξετάσεις πολυτομικής υπολογιστικής τομογραφίας και ΙΙ) η παραγωγή κανονικοποιημένων ισοδοσιακών καμπυλών γύρω από το εξεταστικό τραπέζι ασθενών που υποβάλλονται σε ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενες επεμβατικές εξετάσεις. Μέσω των ισοδοσιακών καμπυλών αναπτύχθηκε μέθοδος για την εκτίμηση της δόσης των επαγγελματιών που συμμετέχουν στην πραγματοποίηση των επεμβατικών εξετάσεων. Τα δεδομένα και οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν από την εργασία αυτή επιτρέπουν την αξιόπιστη εκτίμηση τόσο της δόσης ακτινοβολίας εμβρύου εγκύου που υποβάλλεται σε εξετάσεις υπολογιστικής τομογραφίας αλλά και ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενων επεμβατικών δαδικασιών, όσο και της δόσης εμβρύου εγκύου εργαζόμενης που συμμετέχει στη πραγματοποίηση της εξέτασης. Οι ισοδοσιακοί χάρτες που παρήχθησαν μπορούν να αποτελέσουν ενα χρήσιμο εργαλείο για το προσωπικό στις ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενες επεμβατικές πράξεις για τη βελτιστοποίηση της τεχνικής τους από πλευράς ακτινοπροστασίας

Metadata and Semantics in Digital Object Collections: A Case-Study on CIDOC-CRM and Dublin Core and a Prototype Implementation

Digital collections often foster a large number of digital resources that need to be efficiently managed, described and disseminated. Metadata play a key role in these tasks as they offer the basis upon which more advanced services can be built. However, it is not always the case that such collections' metadata expose explicit or even well-structured semantics. Ways to bridge this "semantic gap" are increasingly being sought, as our review of the current state-of-the-art reveals. Most importantly though, in this paper we comment on two well-known metadata standards, popular in cultural heritage applications, namely CIDOC-CRM and Dublin Core; as diverse their scope may be, we nevertheless show how applications can benefit from a transition to explicit semantic structures in these domains, in a way as painless as possible and conformant to Semantic Web standards. We conclude by presenting a concrete, prototype implementation that serves as a proof-of-concept about the ideas argued for

Developing Distributed Reasoning-Based Applications for the Semantic Web

Abstract—In order for Semantic Web applications to be successful a key component should be their ability to take advantage of rich content descriptions in meaningful ways. Reasoning consists a key part in this process and it consequently appears at the core of the Semantic Web architecture stack. From a practical point of view however, it is not always clear how applications may take advantage of the knowledge discovery capabilities that reasoning can offer to the Semantic Web. In this paper we present and survey current methods that can be used to integrate inference-based services with such applications. We argue that an important decision is to have reasoning tasks logically and physically distributed. To this end, we discuss relevant protocols and languages such as DIG and SPARQL and give an overview of our Knowledge Discovery Interface. Further, we describe the lessons-learned from remotely invoking reasoning services through the OWL API