Inteligentniejsza sieć

Tim Berners-Lee musi czuć się jak w zapaści czasu. Na początku lat 90. spędził frustrujący rok, próbując przekonać ludzi do siły i piękna jego pomysłu na system zwany internetowym systemem hipertekstowym, któremu nadał urzekającą nazwę World Wide Web. Ale ponieważ sieć jeszcze nie istniała, większość ludzi nie mogła sobie wyobrazić konsekwencji tego, o czym mówił. Berners-Lee wytrwał i z pomocą kilku osób, które podzielały jego wizję, jego wynalazek stał się najszybciej rozwijającym się systemem dystrybucji mediów w historii.

Dziesięć lat później Berners-Lee zmaga się z tym samym problemem – tylko tym razem próbuje wyrazić swoje marzenie o sieci semantycznej. Pomysł polega na utkaniu sieci, która nie tylko łączy dokumenty ze sobą, ale także rozpoznaje znaczenie informacji w tych dokumentach - zadanie, które ludzie zwykle mogą wykonać całkiem dobrze, ale jest to trudne zadanie dla komputerów, które nie są w stanie stwierdzić, czy głowa oznacza przywódcę organizacji lub rzecz na szczycie ciała. Sieć semantyczna to tak naprawdę dane, które można przetwarzać maszynowo, mówi Berners-Lee, dyrektor konsorcjum World Wide Web Consortium z siedzibą w MIT. O to właśnie to zamieszanie.

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2001 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Dzisiejsza sieć WWW to zasadniczo medium wydawnicze — miejsce do przechowywania i udostępniania obrazów i tekstu. Dodanie semantyki radykalnie zmieni charakter sieci — z miejsca, w którym informacje są jedynie wyświetlane, do miejsca, w którym są one interpretowane, wymieniane i przetwarzane. Agenci wyszukiwania z obsługą semantyczną będą mogli zbierać dane do odczytu maszynowego z różnych źródeł, przetwarzać je i wnosić nowe fakty. Programy, które nie zostały stworzone, aby były ze sobą kompatybilne, będą udostępniać dane, których wcześniej nie można było mieszać. Innymi słowy, ostatecznym celem Sieci Semantycznej jest zapewnienie użytkownikom niemal wszechwiedzy o ogromnych zasobach Internetu, przekształcając miliony istniejących wysp baz danych w jedną gigantyczną bazę danych Pangea.

Aby porównać sieć semantyczną z dzisiejszą siecią, Berners-Lee — intensywna osoba, która wypowiada się w krótkich seriach — proponuje następujący scenariusz: Wyobraź sobie rejestrację online na konferencję.

Strona internetowa konferencji zawiera informacje o godzinie, dacie i miejscu wydarzenia, a także o najbliższym lotnisku i hotelu oferującym uczestnikom zniżki. W dzisiejszym Internecie musisz najpierw sprawdzić, czy Twój harmonogram jest przejrzysty, a jeśli tak, musisz wyciąć i wkleić godzinę i datę do programu kalendarza. Następnie musisz umówić się na lot i hotel, dzwoniąc do punktów rezerwacji lub odwiedzając ich strony internetowe.

Nie ma mowy, abyś mógł po prostu powiedzieć, że chcę iść na to wydarzenie” – wyjaśnia Berners-Lee, ponieważ semantyka tego, który bit jest datą, a który godziną, została utracona. Ale w sieci semantycznej, zapewnia, te bity będą oznaczone; oprogramowanie na Twoim komputerze rozpozna te etykiety i automatycznie zarezerwuje Twój lot na konferencję oraz zarezerwuje pokój hotelowy jednym kliknięciem.

Sieć semantyczna będzie również bogatszą, bardziej konfigurowalną siecią. Wyobraź sobie, że najeżdżasz kursorem na nazwę hotelu i otrzymujesz informację, że 15 procent osób, które głosowały na jego jakość, twierdzi, że jest on doskonały. Jeśli wiesz, że hotel to wysypisko, możesz poinstruować swoją przeglądarkę, aby przypisała tym osobom poziom zaufania równy zero. (Informacje z sondażu zostaną zapisane na serwerze adnotacji innej firmy, do którego przeglądarka internetowa uzyskuje dostęp automatycznie). zacznie wyglądać bardziej jak Twoja sieć.

To ogromne przedsięwzięcie. Pierwszym krokiem jest ustalenie standardów, które pozwolą użytkownikom dodawać wyraźne opisowe tagi lub metadane do treści internetowych, ułatwiając dokładne określenie tego, czego szukasz. Następnie należy opracować metody, które umożliwiają różnym programom łączenie i udostępnianie metadanych z różnych witryn sieci Web. Następnie ludzie mogą zacząć tworzyć dodatkowe funkcje, takie jak aplikacje, które wyciągają dodatkowe fakty z tych, które otrzymali. Dzięki temu wyszukiwania będą dokładniejsze i dokładniejsze, wprowadzanie danych usprawnione, a prawdziwość informacji łatwiejsza do weryfikacji. Przynajmniej taki jest cel.

Wielu uważa, że ​​nie da się tego zrobić. Chociaż w laboratoriach badawczych robi się coraz gorzej, sieć semantyczna, zgodnie z wizją Berners-Lee, jest utrudniona przez społeczne i techniczne wyzwania, które zdaniem niektórych krytyków mogą nigdy nie zostać rozwiązane. Ale to nie powstrzymuje World Wide Web Consortium i innych organizacji przed próbami. Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) i przedsiębiorstwa komercyjne, takie jak Network Inference w Manchesterze w Anglii, już opracowują narzędzia do budowania infrastruktury sieci semantycznej, a także aplikacje do jej używania. A według Berners-Lee, wraz z rosnącą liczbą ludzi zaczynających rozumieć, w jaki sposób sieć semantyczna pozwala coraz bardziej zaawansowanym agentom robić rzeczy w ich imieniu, wkrótce zobaczymy przebłyski tego, co może być w sklepie.

Rozplątywanie sieci semantycznej

W swoim zatłoczonym biurze na trzecim piętrze budynku Laboratorium Informatyki MIT naukowiec Eric Miller nie wydaje się przejmować odgłosami stukania i zgrzytania dochodzącymi z ciężkiego sprzętu na sąsiednim placu budowy. Jako szef projektu Semantic Web, przyjazny i energiczny Miller jest zbyt zafascynowany swoją nową pracą, by to zauważyć. „Jestem najszczęśliwszym żyjącym facetem”, mówi. Otrzymuję zapłatę za to, co robię za darmo.

Berners-Lee powierzył Millerowi kierowanie działalnością konsorcjum w zakresie sieci semantycznej ze względu na zaangażowanie Millera w projekty zarządzania wiedzą oparte na sieci Web oraz jego zdolność do entuzjastycznego wyrażania koncepcji sieci semantycznej. Stojąc obok tablicy pokrytej diagramami metadanych w działaniu, Miller wyjaśnia, że ​​podstawową ideą sieci semantycznej jest uczynienie Internetu bardziej użytecznym dla ludzi poprzez ułatwienie manipulowania informacjami unoszącymi się w całej sieci przez komputery.

Obecnie większość treści jest sformatowana do spożycia przez ludzi. Na przykład, gdy czytasz artykuł z wiadomościami w Internecie, możesz łatwo wybrać nagłówek, byline, datę, zdjęcie i tak dalej. Ale jeśli te rzeczy nie są wyraźnie oznaczone, komputer nie ma pojęcia, czym one są. Po prostu widzi garść tekstu. W sieci semantycznej artykuł informacyjny zostanie oznaczony etykietami opisującymi jego różne części, co ułatwi wyszukiwarce między innymi znalezienie artykułów napisanych przez Jimmy'ego Cartera, a nie artykułów napisanych o nim.

Dziś nie jest to możliwe, przynajmniej nie w skali globalnej. Tagi formatujące używane do tworzenia stron internetowych są częścią języka znaczników hipertekstowych (HTML) i opisują tylko wygląd informacji na stronie internetowej (pogrubienie, małe, duże, podkreślone itp.). Sieć semantyczna wykraczałaby poza kosmetyki, dołączając tagi, które również opisują, czym jest informacja: tagi oznaczałyby tekst jako określający na przykład temat, autora, adres, cenę lub opłatę za wysyłkę. Te opisowe tagi to metadane — dane o danych. Metadane nie są pojęciem nowym ani ograniczonym do Internetu. Katalog kart bibliotecznych – wraz z zapisami opisującymi tytuł książki, autora, temat, rok i miejsce na półkach – to metadane.

Sieć sprawiła, że ​​wymiana dokumentów między wcześniej niekompatybilnymi komputerami była banalnie prosta (niektórzy z dzisiejszych użytkowników sieci mogą przypominać sobie bóle głowy lat 80., kiedy komputery różnych producentów były wyspami elektronicznymi). Sieć semantyczna pójdzie o krok dalej, umożliwiając komputerom wymianę określonych informacji z dokumentów.

Poza metadanymi

Nie można mieć sieci semantycznej bez metadanych, ale same metadane nie wystarczą. Metadane na stronach internetowych będą musiały być połączone ze specjalnymi dokumentami, które definiują terminy metadanych i relacje między terminami. Te zbiory wspólnych pojęć i ich wzajemne połączenia nazywane są ontologiami.

Załóżmy na przykład, że stworzyłeś stronę internetową zawierającą listę członków wydziału. Nazwiska różnych członków można by oznaczyć terminami metadanymi, takimi jak katedra, profesor nadzwyczajny, profesor i tak dalej. Następnie połączysz stronę z ontologią – którą sam stworzyłeś lub taką, którą już stworzył ktoś inny – która określa stanowiska pracy związane z edukacją i ich wzajemne relacje. Odpowiednia ontologia w tym przypadku określiłaby krzesło jako osobę, a nie rzecz, na której siedzisz, i wskazywałaby, że krzesło jest najwyższym stanowiskiem w dziale.

Definiując relacje między terminami, ontologie mogą być następnie wykorzystywane przez aplikacje do wnioskowania nowych faktów. Załóżmy, że utworzyłeś stronę internetową, która uczy dzieci w wieku szkolnym o kondorach i dodałeś do treści metadane. Możesz połączyć się z ontologią (lub, co bardziej prawdopodobne, kilkoma ontologiami), które definiują różne terminy i ich relacje: Kondor kalifornijski to rodzaj kondora z Kalifornii. Condor jest członkiem rodziny raptorów. Wszystkie ptaki drapieżne są mięsożercami. Kalifornia to stan w Stanach Zjednoczonych. Mięsożercy to mięsożercy. Korzystając zarówno z metadanych, jak i ontologii, wyszukiwarka lub inny agent oprogramowania może znaleźć Twoją witrynę z kondorami na podstawie zapytania dotyczącego drapieżników w USA — nawet jeśli w witrynie nie ma wzmianki o drapieżnikach ani Stanach Zjednoczonych.

Ponieważ rozwój ontologii to duże przedsięwzięcie, jest prawdopodobne, że twórcy witryn będą łączyć się z ontologiami stron trzecich. Niektóre będą darmowe, inne będą sprzedawane lub licencjonowane. Jedna kwestia, z którą trzeba będzie się zmierzyć: podobnie jak w przypadku słowników i atlasów, do ontologii wkradną się uprzedzenia polityczne i kulturowe. Na przykład ontologia oparta na geografii utrzymywana przez chiński rząd prawdopodobnie nie określiłaby Tajwanu jako kraju.

Ale to prawie nie utrudnia wizji. Konsorcjum World Wide Web kontynuuje opracowywanie standardów i technologii dla sieci semantycznej, setki organizacji, firm i osób prywatnych wnoszą wkład w ten wysiłek, tworząc narzędzia, języki i ontologie.

Jednym z głównych współpracowników jest DARPA — ludzie odpowiedzialni za dużą część technologii kryjącej się za Internetem ( zobaczyć Przełomowe technologie DARPA , TR październik 2001 ). Obecnie DARPA wnosi dziesiątki milionów dolarów do projektu Semantic Web konsorcjum Web i opracowała język semantyczny dla Departamentu Obrony USA o nazwie DARPA Agent Markup Language, który umożliwia użytkownikom dodawanie metadanych do dokumentów internetowych i powiązanie ich z ontologiami. Profesor informatyki Uniwersytetu Maryland, Jim Hendler, który do sierpnia był kierownikiem programu DARPA, ściśle współpracował z Berners-Lee i Millerem, aby zapewnić spójność z wysiłkami konsorcjum. W grudniu ubiegłego roku Hendler ogłosił stworzenie języka, który łączy możliwości języka DARPA Agent Markup Language z opracowanym w Europie językiem ontologicznym o nazwie OIL (co oznacza zarówno Ontology Inference Layer, jak i Ontology Interchange Language).

Twórca tego nowego języka, wykładowca University of Manchester Ian Horrocks, doradza także konsorcjum World Wide Web Consortium w sprawie sieci semantycznej. W styczniu był współzałożycielem firmy o nazwie Network Inference, której celem było opracowanie technologii wykorzystującej ontologie i zautomatyzowane wnioskowanie w celu udostępnienia możliwości sieci semantycznej istniejącym relacyjnym bazom danych i dużym witrynom sieci Web. Niedawno firma PDMS z siedzibą na wyspie Man, zajmująca się usługami danych, zaczęła wykorzystywać technologię Network Inference do dodawania funkcji sieci semantycznej do korporacyjnych baz danych. Dziesiątki innych firm, od Hewlett-Packard po Nokię, przyczyniają się do rozwoju sieci semantycznej.

Za dużo, za późno?

Miller wierzy, że płynny przepływ i integracja informacji wynikających z tych posunięć umożliwi przetwarzanie wiedzy w sposób, który rozwiązuje problemy, zbliża ludzi i pobudza do nowych pomysłów, które nigdy wcześniej nie mogły się zdarzyć. Inni jednak nie są tak optymistycznie nastawieni do sieci semantycznej. Jest to dość ambitne, mówi R.V. Guha, który kierował pracami nad projektem Resource Description Framework konsorcjum internetowego pod koniec lat 90. XX wieku. (Ta struktura jest niezbędnym narzędziem do opisywania i udostępniania metadanych.) Byłoby miło, gdyby takie rzeczy istniały, mówi, ale najpierw trzeba rozwiązać kilka naprawdę trudnych problemów badawczych.

Jedna kwestia dotyczy wnioskowania. Czas potrzebny komputerowi na wyciągnięcie nowych wniosków z danych, metadanych i ontologii w sieci szybko rośnie wraz z dodawaniem reguł do systemu. Wnioskowanie należy do tej samej kategorii, co klasyczny problem komiwojażera polegający na zaplanowaniu najkrótszej trasy przez kilka miast. Nie jest trudno znaleźć najlepszą ze wszystkich możliwych tras, gdy masz do czynienia z zaledwie kilkoma lokalizacjami. Ale kiedy dostaniesz się tylko do 15 miast, istnieje ponad 43 miliardy możliwych tras. Ten sam rodzaj niekontrolowanej sytuacji istnieje do wnioskowania, gdzie brutalne poszukiwanie odpowiedzi może prowadzić do marnujących czas paradoksów lub sprzeczności.

I nawet jeśli Berners-Lee i jego kohorty sprostają wyzwaniom technicznym, to nie wystarczy, aby sieć semantyczna wskoczyła na swoje miejsce. Istnieje duże pytanie, czy ludzie uznają, że korzyści są warte dodatkowego wysiłku związanego z dodawaniem metadanych do ich treści. W końcu, jednym z powodów, dla których Internet odniósł tak wielki sukces, była jego wysublimowana łatwość tworzenia.

Dzisiejsza sieć jest najprostszą, najbardziej prymitywną formą hipertekstu, mówi były inżynier Sun Microsystems Distinguished Engineer Jakob Nielsen, współzałożyciel Nielsen Norman Group, firmy zajmującej się projektowaniem stron internetowych z Fremont w Kalifornii. I dlatego było to tak łatwe do wdrożenia; dlatego każdy mógł zacząć tworzyć własne strony internetowe; dlatego sieć jest tak duża. Jednak, chociaż większość ludzi może czuć się komfortowo, wykonując uproszczoną edycję, np. oznaczając tekst jako pogrubiony, Nielsen zwraca uwagę, że nie mogą dokonywać edycji semantycznej, gdzie mówią: „To jest nazwisko autora” lub To jest imię osób, które ja” Cytuję.

Oczywiście takim pesymizmem może być ignorowanie najnowszej historii. Jeszcze nie tak dawno myśl, że miliony ludzi uczy się pisać kod HTML, wydawała się naciągana, ale tak się właśnie stało. Jednak przeszkoda w tworzeniu sieci semantycznej będzie wyższa. Ludzie mogą używać HTML w dowolny sposób. Zwykle używają tabel do celów nietabelarycznych, na przykład, i uderzają w tag podtytułu tylko po to, aby zastosować pogrubienie. Te pazury i skróty mają zwykle konsekwencje kosmetyczne. Ale ten sam rodzaj fałszowania – powiedzmy, poprzez użycie znaczników bibliograficznych do wylistowania kolekcji DVD – może sprawić, że metadane strony staną się bezużyteczne.

Fakt, że metadane nie zostały zaimplementowane od samego początku istnienia sieci, może również utrudnić sieci semantycznej uzyskanie akceptacji. Jednym ze szczególnie twardych sceptyków jest Peter Merholz, współzałożyciel Adaptive Path, firmy zajmującej się doradztwem w zakresie doświadczeń użytkowników z siedzibą w San Francisco. Te rzeczy muszą być zapiekane od samego początku, mówi Merholz, który nazywa sieć semantyczną interesującym zajęciem akademickim, mającym niewielki wpływ na społeczeństwo. Sieć semantyczna zyskuje na popularności po prostu dlatego, że Tim Berners-Lee — wynalazca sieci WWW — jest nią tak zainteresowany — mówi. Gdyby to był tylko jakiś gnojek na jakimś uniwersytecie w Indianie, nikogo by to nie obchodziło.

Początkowe wątki

Nawet Berners-Lee przyznaje, że droga do sieci semantycznej może być nieco wolniejsza niż do sieci World Wide Web. W pewnym sensie nie musimy działać zbyt szybko, mówi, ponieważ ludzie muszą się temu przyjrzeć, aby upewnić się, że nie jesteśmy zbyt szaleni, a inni muszą sprawdzić pomysły w praktyce, zanim zaczną zbierane i używane zbyt intensywnie.

Poproszony o zajrzenie do swojej kryształowej kuli, ewangelista wymienialnych danych przewiduje, że niektóre z pierwszych komercyjnych aplikacji sieci semantycznej będą miały na celu integrację różnych systemów informatycznych, które zwykle współistnieją w dużych organizacjach. (Czy nie byłoby miło zająć się sprawami na oddziale samochodowym lub szpitalu bez konieczności wypełniania pół tuzina, w większości zbędnych, formularzy? Sieć semantyczna może tu pomóc.)

I chociaż sieć semantyczna nadal znajduje się głównie na desce kreślarskiej, na niektórych istniejących witrynach internetowych można zobaczyć wskazówki dotyczące jej mocy. Weź pod uwagę wyszukiwarkę firmy Also Technologies, która przeszukuje tysiące witryn z wiadomościami kilka razy dziennie, co czyni ją ulubioną dla osób uzależnionych od wiadomości. Ponadto agenci oprogramowania zostali zaprogramowani tak, aby sprawdzali znaczniki czcionek (etykiety HTML, które informują przeglądarki internetowe, jak duży lub mały ma tekst pojawiać się na ekranie) w celu określenia, czy dana strona jest wiadomością. Jeśli agent More znajdzie ciąg od sześciu do 18 słów oznaczonych jako duża czcionka w górnej części strony, przyjmie, że jest to nagłówek i umieści go w bazie danych. Oczywiście, ponieważ agent tylko zgaduje, czasami wybiera stronę, która w końcu nie jest wiadomością. Więc Co więcej, musi zastosować dodatkowe filtrowanie, aby pozbyć się stron, które nie zawierają artykułów.

To wciąż daleko od ostatecznego celu, ale to dobry początek. I nawet mistrzowie sieci semantycznej nie udają, że rozumieją, dokąd takie kroki prowadzą. W końcu kto przewidział Amazon.com lub eBay, gdy Berners-Lee włączył w grudniu 1990 roku pierwszy na świecie serwer sieciowy?

Ale chodzi o to, że ludzie chcą więcej inteligencji z sieci, niż otrzymują – a rosnąca liczba informatyków podziela błysk w oku Bernersa-Lee i poczucie, że sieć semantyczna zawiera odpowiedź. Wspaniale jest, mówi wynalazca World Wide Web, znów mieć ten oddolny entuzjazm.

ukryć