ITEA2 SEAS Knowledge Model Online Course

WP2 - Knowledge Model Online Course Erkki Siira, Jarmo Kalaoja – VTT Technical Research Centre of FinlandMaxime Lefrançois – ARMINES Fayol

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ITEA 2 - 3

WP2 - Knowledge Model Online CourseE. Siira, J. Kalaoja, M. Lefrançois

23rd September 2013

1 – ONTOLOGIES ?

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ITEA 2 - 4


23rd September 2013

1 – Ontologies - TemporalEntity

• Concept temporal entity has a start, a duration, an end.

2015-01-01 at 00:00 Paris time

2016-01-01 at 00:00 Paris time

1 year

TemporalEntity

typestart

duration

end

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ITEA 2 - 5


23rd September 2013


2015-01-01 at 00:00 Paris time

2016-01-01 at 00:00 Paris time

1 year

TemporalEntity

typestart

duration

end

1 – Ontologies - Inference

Only 2 out of 3 informations are necessary- if there are 2 one can infer the third

inferrable = « virtual triple »

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23rd September 2013

2015-01-01 at 00:00 Paris time

2015-09-23 at 12:00 Paris time

2015-01-01 at 10:00 UTC -09:00

TemporalEntity

typestart

start

end


1 – Ontologies - Inference

1 year

365 days

duration

duration

Only 2 out of 3 informations are necessary- If there are 3 or more they need to be consistant

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23rd September 2013

TemporalEntity

type

• Your application choose to use entailments or not

1 – Ontologies – Entailment profiles

What are the TemporalEntities that last 1 year ?What are the TemporalEntities that end in 2016 ?

2015-01-01 at 00:00 Paris time

1 yearstart

duration

with entailment w/o entailment

yesyes

yesno

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23rd September 2013

1 – Ontologies – Vocabulary & IRI - 1

The VocabularyChoose resources that need to be represented Choose International Resource Identifiers (IRIs) to identify resources

TemporalEntityStartDurationEnd

-- http://purl.org/NET/seas/time#TemporalEntity-- http://purl.org/NET/seas/time#start-- http://purl.org/NET/seas/time#duration-- http://purl.org/NET/seas/time#end

In what follows, « time:end » is short for « http://purl.org/NET/seas/time#end »

« time: » is the Prefix,« http://purl.org/NET/seas/time# » is the Namespace

« end » is the LocalName

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23rd September 2013

1 – Ontologies – Vocabulary & IRI - 2

The VocabularyChoose resources that need to be represented Choose International Resource Identifiers (IRIs) to identify resources

TemporalEntityStartDurationEnd

-- time:TemporalEntity-- time:start-- time:duration-- time:end

Prefixed Name

This SHOULD be accessible in a web document at URLhttp://purl.org/NET/seas/time#

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23rd September 2013

1 – Ontologies – Schema

The Schema

Choose to use XML Schema datatypes to represent time and durations

time:TemporalEntity is a class

time:TemporalEntity rdf:type rdfs:Class

time:start rdf:type rdf:Propertyrdfs:domain

time:TemporalEntityrdfs:range

xsd:dateTime

This adds a little bit of Semantics to the vocabulary eg.,

time:start "2015-09-23T10:00+02:00"^^xsd:dateTime

rdf:type

time:TemporalEntity inferred explicit

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23rd September 2013

1 – Ontologies – More Semantics ?

The Web Ontology Language (OWL)OWL provide Class Constructors, Property Constructors, Axioms

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23rd September 20131 – Ontologies

– OWL is not almighty

Ontology with Custom SemanticsWe need different, but quite simple semantics

Possible with OWL:Start must be uniqueEnd must be uniqueDuration must be unique ( one year = 365 days, sometimes 366 … )

Not possible with OWL:Start & Duration infer EndStart & End infer DurationDuration & End infer Start

If we want such semantics:- We SHOULD formally define the semantics- We SHOULD prove its complexity- We SHOULD develop reasoners

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23rd September 20131 – Ontologies

TAKE-AWAY

A Vocabulary already ensures Semantic InteroperabilityIt enables experts to agree on what is important in a domainIt uses unique IRIs to name things (using prefix, namespace)

– Let experts retrieve a documentation of each thing at its IRI

A Schema adds a minimum of semantics Some triples are asserted, other may be inferred

–Your application chooses how to deal with them( generate all of them, only when needed, use cache, …)

An Ontology adds more powerful semanticsOWL helps, but is slippery and not almightyYou may agree on more powerful semantics

– write it in natural language

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23rd September 2013

2 – NEED A NEW CONCEPT ?

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23rd September 2013

1 – Ontologies – + Instant ?

TemporalEntity

Instant

subClassOf

New concept: « Instant »The class of instants is equivalent to the class of temporal entities with a null duration

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23rd September 2013

1 – Ontologies – trivial inference

TemporalEntity

type

Instant type

subClassOf

New concept: « Instant »

part of schema

Inferrable from:schema and data

data

The class of instants is equivalent to the class of temporal entities with a null duration

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23rd September 2013

1 – Ontologies – simple inference

The class of instants is equivalent to the class of temporal entities with a null duration

"2015-09-23T08:00:00Z"^^xsd:dateTime

"2015-09-23T08:00:00Z"^^xsd:dateTime

"PT0S"^^xsd:durationtime

duration

end

TemporalEntity

type

Instant type

subClassOf


Inferrable from ontology and data

data

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23rd September 20131 – Ontologies – To introduce or not to introduce ?

Why would we need Instant in our Ontology ?

Some Use Cases need it Some partners need to use it Some partners are used to use it It is convienient, reduces redundancies in representations It has a clear Semantic that everybody can agree on


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23rd September 20131 – Ontologies – To introduce or not to introduce ?

Why would we need Instant in our Ontology ?

Some Use Cases need it Some partners need to use it Some partners are used to use it It is convienient, reduces redundancies in representations It has a clear Semantic that everybody can agree on

Checklist: It is not already in the ontology It is not already in an existing ontology that we are reusing Its semantics is not too complex

You can check

We check that for you


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23rd September 2013

3 – STATUS OF WP2

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23rd September 2013

3 – Status of WP2

• Time– should reuse a subset of existing OWL-Time ontology– and define the entailment profile we want

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23rd September 2013

3 – Status of WP2

• Time– should reuse a subset of existing OWL-Time ontology– and define the entailment profile we want

• Quantities– Evaluation (+Forecast, InstantaneousEvaluation, …)

• Temporal Context• Quantity evaluated• (min, max, average, sum) value of the quantity

– Series of evaluations (+RegularEvaluationSerie, …)• Uses evaluations, • Enables to infer new evaluations

(given a minimum of explicit information)

Started to publish data from GECAD, CNR, Ubiant, GASPIn SESAME Triple Store – Available through SPARQL Endpoints

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23rd September 2013

3 – Status of WP2

• Electric Vehicles – Charging Equipments, requests, plan, history

• Weather information– Humidity, Precipitation, Cloudiness

• ElectricalSystem– maximalCurrent– maximalPower– currentType

• Single phase, triple phase, …– connector

• Plug, Socket, ConnectorType, isPluggableTo, …

Please review, check, comment, suggest new concepts, suggest new inference rules,…

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23rd September 2013

4 – ON THE WEB

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23rd September 2013

On the Web

• The SEAS Ontology(ies)– In documents on the Web

• SEAS: http://purl.org/NET/seas#• Redirects to the wiki

HTML documents for browsers RDF documents for machines

http://purl.org/NET/seas

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23rd September 2013

On the Web




• Your static data – On web documents on your company’s website ?

• Same best practices


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23rd September 2013

On the Web




• Your static data – On web documents on your company’s website ?

• Same best practices• Your dynamic data

– Served through a SPARQL Endpoint on your company’s website ?• a API to let clients query/update• the entailment profile of your choice (with pro/cons)


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23rd September 2013

On the Web

• Expose discovery servers / gateway / sensor data ?– Depend on the computational/storage resources of the node– For non-constrained nodes

• May be a SPARQL endpoint ?• May be web documents ?

– For constrained nodes• We are working on this • (Cross WP Implementation Task Force)• API + description + semantic interpretation + best practices

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23rd September 2013

Ideal implementation

• Constrained nodes (sensors, actuators, …)– available via RESTful API (HTTP/CoAP/MQTT)– no entailment

• Service discovery – available via SPARQL endpoints– with entailment

• Non constrained nodes (gateway, Enterprise server,…)– either SPARQL endpoint

• With entailment– or via via RESTful API (HTTP/MQTT)

• Without entailment• Your web-client

– accesses what it want/can– do the inference it want/can

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23rd September 2013

5 – PROPOSED OBJECTIVES FORTHE SEAS VISIBILITY / IMPACT

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23rd September 20131 – Proposed Objectives for The SEAS Visibility / Impact

• SAREF (Smart Appliances REFerence (SAREF) ontology)– Mandated by EU commission– To be swallowed by OneM2M

• Identify limitations• Propose changes / extensions• Promote integration of SEAS Ontology into SAREF

– Up to OneM2M

• Through – your participation in the wiki– organization of topic-centered VoCamps

• With keynotes from SAREF or oneM2M for instance

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23rd September 2013

6 – STEP 1 – THE WIKIMETHODOLOGY

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23rd September 20131 – STEP 1

The Wiki - Methodology

• Identify/describe external ontologies to reuse (eg., OWL-time)• Define generic models (eg., quantities) • Propose draft for domains we are not experts of (eg., EV v1)• Define models OK for at least one partner (eg., EV v2) • Propose resources that migth be useful for you (eg., maxPower)• Define semantics (eg., an axiomatization of OWL-time)

Our role for now

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• Modules are also illustrated as UML diagrams

• Link to model with Enterprise Architect can be found from Wiki Main page

• Select ”Knowledge Modules” from left

• Click package symbols to see diagram

http://193.166.160.216/seas/HTML/

http://193.166.160.216/seas/HTML/

http://193.166.160.216/seas/HTML/

http://193.166.160.216/seas/HTML/

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• Existing-centered – Browse the wiki, – Check, edit, « discuss », create,– Ask for notifications of changes on a page– Check your notifications

Your role

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• Existing-centered – Browse the wiki, – Check, edit, « discuss », create,– Ask for notifications of changes on a page– Check your notifications

• Identified gaps -centered– Browse SAREF (http://ontology.tno.nl/saref/)– Or talk with your collegues, or…– Identify a gap in the existing knowledge model (Browse the wiki)– Create, edit, « discuss », check,– Ask for notifications of changes on a page– Check your notifications

Your role

http://ontology.tno.nl/saref/


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• Monitor the wiki– Animate, Review, operate changes you request, answer questions– Organize in modules,– Define Semantics

• Answer your mails– Subject: [KM]– Mailing list mailto:[email protected] – Who knows that list ?– Who is not in that list ?– (who owns that list ? )

Our role tomorrow

mailto:[email protected]

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23rd September 2013

7 – STEP 1 – THE WIKIOVERVIEW

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23rd September 2013

Wiki Main_Page

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23rd September 2013

Wiki Main_Page

request an account & log in

(it needs to be validated, so provide a real email address)

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23rd September 2013

Search in the wiki

You can do Advanced Search for Resource: pages

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23rd September 2013

The Saref Ontology

This the wiki title for an OntologyResource ‘:’ prefix ‘:’

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23rd September 2013

Discussions / Topics / Notification

This is how to begin discussions on a module

1- Go to the discussion page2- Create a discussion topic3- Ask for change notifications4- Go to your Special:Watchlist page

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23rd September 2013

Resource descriptionfixed prefix localName

http://wiki-lve.maxime-lefrancois.info/index.php?title=Resource:Seas:WeatherPhenomenon

http://wiki-lve.maxime-lefrancois.info/index.php?title=Resource:Seas:WeatherPhenomenon

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23rd September 2013

Editing existing resource

• Click edit tab• Edit• Save page

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23rd September 2013

Comment & moreinfo

Comment and moreinfoare the most

important

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23rd September 2013

Discussion/Notification/Watchlist

There is also a discussion page

You can get notified of changes

- On the discussion page- On the resource page

Your watchlist

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23rd September 2013Editing existing concept/resource

Do NOT MoveDo NOT Delete

create a new resource, use moreinfo or

« archaic » to mark the old one

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23rd September 2013

Recent changes

See recent changesin the wiki

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23rd September 2013

Create New Resource - 1

You can fill in this formTo not be forced to edit

the URL yourself

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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23rd September 2013

Create New Resource - 2

Don’t hesitate to create new pages in the wiki

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23rd September 2013

8 – PROPOSED METHODOLOGY

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23rd September 2013Check SAREF and augment SAREF

• Saref ontology will be reused and its concepts used as starting point to extend SEAS knowledge model

• Saref is targeted to smart homes

• It can be browsed in: http://ontology.tno.nl/saref/

• Add proposed extending concepts to SEAS wiki




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23rd September 2013

9 – WRAP UP

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23rd September 2013

• The wiki is a discussion forum about the model.

• You cannot break the model by creating pages

• discussion, topic, notification, watchlist

• we need your suggestions about the model• we need your suggestions about the HCI

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23rd September 2013

• The roadmap for the knowledge model work– A better integration with the architecture group work

• Discovery, ontologies, messages• First use cases are being realized by using SEAS knowledge

model the data is moving– Simple cases, but we can build on that– Common workshops will be arranged with domain experts to check

use cases more thoroughly and see how KM covers it.• Domain experts with help of knowledge engineers populate the

knowledge model.• More technical oriented online course on knowledge model will

be done later this year.

Thank you for your attention

Engineering

ITEA2 SEAS Knowledge Model Online Course