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Sbobina informatica umanistica del 24/11/23 (recupero del 27/10/23) !!!Informazione di servizio per i ragazzi di MEA per quanto riguarda il laboratorio di informatica : possono semplicemente mettere “altre attività formative” senza specificare quale e poi si fa la registrazione a fine attività. Non vedete quell’attività perché è nativa di MTS. Oggi parliamo della rappresentazione della conoscenza , è un task molto importante, non paragonabile a quello di estrazione di informazioni o agli altri che abbiamo visto finora, come il riconoscimento dell’entità. Ma è un processo molto importante che sottostà a tanti altri task. Abbiamo detto che abbiamo il problema di dare una serie di informazioni sulle parole alle macchine, abbiamo per esempio parlato di come dare informazioni semantiche, in relazione al significato delle parole, abbiamo visto che molto spesso si utilizzano per esempio gli … 00:02: quindi tutte quelle rappresentazioni numeriche per indicare il significato. Ci sono delle tecniche più complesse che permettono appunto di rappresentare diverse forme di conoscenze e quindi oltre il significato semantico della singola parola, ma si va a ragionare in termini di conoscenza. Ed è quello appunto che vediamo oggi. Quando noi parliamo di rappresentazione della conoscenza dobbiamo definire cos’è la conoscenza umana e una delle definizioni di conoscenza, che è del 1998, dice che la conoscenza è un miscuglio fluido di esperienza inquadrata da noi, informazioni contestuali. Ci sono una serie di elementi che costituiscono la nostra conoscenza, questi elementi non riguardano soltanto quello che noi sappiamo come cose che abbiamo appreso, ma una serie di elementi come l’esperienza, i valori, le informazioni che noi ricaviamo dal contesto e ci servono per valutare e incorporare due esperienze e due informazioni, cioè la conoscenza umana è un mix di elementi che ci permette di acquisire nuova conoscenza e di crearne appunto altra. Quindi la conoscenza con questa definizione è qualcosa che si origina e si applica nella mente di coloro che la posseggono, non è qualcosa di esterno. Non possiamo dire che esiste una conoscenza assoluta. La conoscenza è legata appunto alle persone che espediscono una certa situazione, si genera e viene applicata nella mente di queste persone. Perché c’è una definizione del 1998? Non è che fino al 1998 non si interrogasse sulla conoscenza, ma in realtà è un momento in cui si inizia a parlare di conoscenza in ambito aziendale. L’idea di gestione della conoscenza si sviluppa inizialmente in ambito aziendale come idea relativa alle routine organizzative e al processo che si utilizza all’interno di un’azienda. Generalmente quando si parla di gestione della conoscenza in ambito aziendale si fa riferimento a quella conoscenza che principalmente è codificata all’interno di manuali o documenti. Quando noi lavoriamo per esempio in un’azienda, pensiamo a un operaio che deve utilizzare una macchia in un’azienda, ci sono delle procedure che vengono descritte (non soltanto aziende di questo tipo, ma anche altre aziende per esempio quelle di servizi) attraverso documenti e atti. Ovviamente non esistono solo quelle, esistono anche una serie di conoscenze che vengono apprese e non sono codificabili in documenti. Ci sono una serie di processi che costituiscono la conoscenza all’interno dell’organizzazione delle aziende che sono in parte implicite e in parte esplicite.
È il motivo per cui si fa questa distinzione: la conoscenza può essere suddivisa in conoscenza esplicita , che viene articolata, codificata, resa accessibile e verbalizzata, quindi quella che esiste nei documenti, nei manuali. Quando noi abbiamo per esempio un libro di un corso, quella è una conoscenza esplicitata. Abbiamo poi una conoscenza implicita che in realtà è una conoscenza molto più difficile da codificare, perché non è una conoscenza che riusciamo a esplicitare in qualche modo, se ci riuscissimo faremmo un documento e quella sarebbe una conoscenza esplicita. C’è tutta una parte di conoscenza implicita che noi possediamo e che applichiamo continuamente. Probabilmente in certi casi anche in maniera inconsapevole, però lo facciamo. Ognuno di noi possiede sulla base dell’esperienza e sulla base delle conoscenze acquisite nel corso della vita, sia esplicite che implicite, produce questa conoscenza implicita che è molto complicata da trasmettere a qualcun altro (che è il motivo per cui noi all’inizio abbiamo detto che si tratta di un mix). In realtà quando noi abbiamo detto che quel mix è fluido noi dicevamo di esperienza di conoscenza implicita ed esplicita. Questa definizione che richiama l’idea del mix fluido di conoscenza implicita ed esplicita e che è formata da diversi elementi che la costituiscono, questi elementi sono : i dati, le informazioni e l’esperienza umana. Stiamo parlando ancora di conoscenza umana, non siamo ancora arrivati alla conoscenza delle macchine. Questi elementi interagiscono fra di loro e sono in continuo avanzamento, non sono statici. La nostra conoscenza composta da questi elementi è coinvolta in un processo interattivo costante, senza fine. Non c’è un momento in cui noi smettiamo di apprendere. Ci arrivano nuovi dati dall’esterno, dall’ambiente, anche da un ambiente interno come input fisici che noi riceviamo. E quindi ovviamente quelli costituiscono altre informazioni che noi elaboriamo, processiamo e ci permettono di costruire nuova conoscenza. La maggior parte della conoscenza, se non quasi tutti, essendo un prodotto umano, che si origina e viene applicata nella mente degli esseri umani, è codificata, rappresentata, collezionata, estratta e comunicata attraverso il linguaggio naturale. Quindi in realtà la nostra conoscenza è basata su un processo che definisce dei concetti attraverso le parole. Quando noi appunto in questo processo senza fine di applicazione e produzione di conoscenza stiamo applicando un sistema basato sul linguaggio naturale. Anche se (questa è una cosa interessante) sembra che molte delle persone non usino un sistema di verbalizzazione quando hanno un processo di riflessione interno, il che è stranissimo dal mio punto di vista, sembra che non utilizzi le parole, che non usino il linguaggio naturale. Questo per dire cosa? Che c’è una stretta connessione tra il fulcro di quello che abbiamo visto finora, cioè il trattamento del linguaggio naturale e la conoscenza. Noi esprimiamo e processiamo la conoscenza attraverso il linguaggio naturale. E appunto dicevamo, noi descriviamo dei concetti e lo facciamo attraverso le parole. Questo in realtà è di derivazione filosofica, è una cosa che è stata studiata anticamente da Aristotele, quindi c’è tutta una tradizione filosofica che ha studiato questo in termini di definizione e comunicazione del mondo. Quando noi vogliamo trasmettere qualcosa, per esempio anche un’emozione interna, lo dobbiamo fare attraverso le parole e lo facciamo identificando dei concetti. Quindi cosa facciamo noi? Abbiamo un processo di definizione dei concetti che viene esplicitato attraverso le parole e in realtà noi stiamo praticamente rispondendo a delle domande attraverso un approccio aristotelico. Cos’è un approccio aristotelico? È un approccio attraverso il quale noi cerchiamo di rispondere a domande sempre più specifiche per definire questo concetto. Ritagliamo un particolare aspetto della conoscenza intesa in senso più ampio, cerchiamo di esprimere questa
evidente di altri, ma questo vale per tutti i domini di conoscenza. Ad esempio all’interno della chimica c’è una sola parola per indicare ogni elemento. Cosa significa questo? Che non c’è possibilità di sbagliarsi. Un elemento è quell’elemento, composto da quelle molecole e interagisce con altre molecole in quel modo. Se non fosse così noi non riusciremmo a trasmettere la conoscenza, cioè se noi fossimo generali e generalisti noi non riusciremmo a capirci, che è il motivo per cui per ogni corso e disciplina c’è l’aspetto terminologico, si usano certi termini e voi siete in grado di riconoscere i concetti a cui fanno riferimento. Quali sono gli obiettivi della rappresentazione della conoscenza? Innanzitutto bisogna superare l’ambiguità e la vaghezza delle parole comuni e poi annotare semanticamente le parole comuni in riferimento al loro contesto e al dominio d’uso. Perché annotiamo semanticamente le parole comuni? Perché ovviamente quando noi usiamo i termini non abbiamo problemi perché c’è un riferimento concettuale certo, quando noi invece utilizziamo le parole comuni abbiamo bisogno di andare a specificare a livello semantico il tipo di uso che si fa in un certo contesto. Esempio: ci sono nell’ambito archeologico delle parole comuni che indicano in realtà dei particolari utensili che venivano utilizzati nel passato che non sono più utilizzati in quel modo adesso, però la parola è una parola di uso comune. All’interno del dominio specifico può assumere un altro significato. E questo noi lo dobbiamo esplicitare in maniera tale da supportare la rappresentazione e la conoscenza in un dominio specifico. Gli altri obiettivi che noi perseguiamo nella rappresentazione della conoscenza è: trasmettere il valore semantico e il significato considerando le caratteristiche che sono lessicali, sintattiche e semantiche delle parole con altre parole. Il significato della parola non ci viene dalla parola singola, soprattutto poi nei domini di conoscenza specifici, ma ci viene dal contesto d’uso, cioè dalla relazione che questa parola ha con le altre parole. Se io dico …….. 00:24:59 un particolare utensile che veniva utilizzato riferito ad un reperto archeologico, ovviamente quel significato specifico in ambito archeologico mi viene dal fatto che utilizzo quella parola in un contesto particolare con altre parole. E l’altro conto è che noi dobbiamo ottenere una rappresentazione semantica corretta della conoscenza, di qualsiasi dominio, e questo lo possiamo fare soltanto attraverso una costituzione formale del linguaggio. Dev’essere una trascrizione coerente e consistente. In realtà noi questo lo facciamo e lo facciamo in particolare per le macchine, attraverso quelle che sono le ontologie. Noi sicuramente abbiamo già parlato in molte occasioni delle ontologie, in questo caso ci riferiamo alle ontologie informatiche, non sono le ontologie in ambito filosofico. E vediamo adesso la definizione specifica. Un’ ontologia è una specificazione esplicita e formale di una concettualizzazione condivisa. Questa era una definizione del 1993 di Gruber. La definizione ci sta dicendo che esiste una concettualizzazione che è condivisa. Che cos’è una concettualizzazione? È un modello astratto di un fenomeno. Questo fenomeno ovviamente è un fenomeno del mondo che viene definito dall’identificazione dei concetti rilevanti di quel fenomeno. Cioè se io dico cane, cane è una concettualizzazione. Non fatevi ingannare dal fatto che la parola concettualizzazione ci fa pensare a qualcosa di astratto, o meglio il modello per definire il fenomeno del mondo è astratto, ma il fenomeno del mondo può essere tanto astratto quanto concreto. Il cane è un fenomeno del mondo concreto, mentre la tristezza concreto, se io dico: “Sono triste” voi mi state capendo, perché noi
stiamo condividendo in qualche modo la concettualizzazione di tristezza. Ci capiamo in qualche modo perché ci sono dei concetti che sono condivisi. Nel senso che dev’esserci un’accettazione condivisa, un accordo fra le persone che condividono quella concettualizzazione, sul fatto che effettivamente una certa parola esprima un certo concetto. Che vuol dire questo? Se io dico solfato di potassio sappiamo che cos’è perché anni addietro c’è stato un accordo all’interno della comunità, che quelle molecole formassero un concetto, un fenomeno che era il solfato di potassio. Noi siamo tutti quanti concordi su cosa sia un cane, siamo in grado di riconoscerlo, eppure non siamo in grado di esplicitare le caratteristiche. Nel caso delle ontologie in realtà, la concettualizzazione condivisa è appunto l’idea di cane, qual è l’aspetto però che è importante? È che noi riusciamo a esplicitare e formalizzare queste caratteristiche. Quindi abbiamo detto appunto concettualizzazione condivisa, esplicita e formale. Cosa significa esplicita? Che il tipo di concetti utilizzati e i vincoli sul loro uso sono definiti esplicitamente. E la parte formale è relativa al fatto che questa concettualizzazione è machine-readable. Se io volessi attraverso un’ontologia descrivere il mondo animale, dovrei purtroppo definire delle caratteristiche per dire che cos’è un cane e che cos’è un gatto, esplicitarle e formalizzarle. Quindi andare a dire alla macchina, prendendo l’esempio degli show televisivi e dei pinguini, che essere bianco e nero non è una caratteristica discriminante né dei pinguini né degli show televisivi. Però questo significa che io ho da qualche parte descritto quali sono le caratteristiche dei pinguini. Dove probabilmente avrò messo che è bianco e nero, però non è quello che è rilevante. Nel contesto appunto, a partire dalla definizione di Gruber, della condivisione di conoscenza, uso il termine di ontologia per significare la specificazione di una concettualizzazione. Quindi un’ontologia è una descrizione di concetti e relazioni che possono esistere per un agente o una comunità di agenti. Che significa questo? Ancora una volta stiamo dicendo che noi dobbiamo descrivere il concetto di cane. Lo facciamo descrivendo in realtà le caratteristiche di questo concetto ma anche le relazioni che questo concetto ha con altri concetti del mondo. Quando ad esempio noi vogliamo definire il cane in realtà, anche la definizione al contrario funziona, però in realtà può aiutare dirci quale rapporto ha il cane con altri elementi del nostro mondo. Per esempio il cane è un animale domestico, questo sta restringendo il campo perché le mucche non sono animali domestici. Quindi cosa dice appunto Gruber? Che in realtà lui con i colleghi hanno iniziato a sviluppare le ontologie informatiche con l’obiettivo di consentire la condivisione e il riuso di conoscenza. Perché condivisione e riuso? Condivisione innanzitutto perché se io formalizzo certi aspetti di un concetto e li rendo machine-readable e ovviamente li posso condividere con la macchina, e poi la posso riutilizzare questa conoscenza, perché significa che io non devo stare sempre a specificare che cos’è un gatto, l’ho stabilito una volta, comunico alla macchina che il gatto ha quelle caratteristiche e che quando trova quella sequenza di caratteri sa che mi sto riferendo a quel concetto. È una maniera di dare informazioni, conoscenza alla macchina. Come si scrive un’ontologia? Un’ontologia si scrive attraverso un set di definizioni di un vocabolario formale. Vocabolario formale perché la parte di formalizzazione è quella più importante, quando noi formalizziamo rendiamo il contenuto machine-readable e dobbiamo dare una serie di definizioni. È molto importante che su queste definizioni ci sia un accordo sull’uso del vocabolario, cioè quali sono gli
aziende che hanno un contratto. Widgets,Inc e Consult, inc sono i nomi delle aziende. Poi abbiamo Alice Reddy che è la nostra employee e ha due connessione: una ci dice che lavora per una delle due aziende e poi che deve riportare per un’altra persona, probabilmente l’altra persone è il capo. Un altro arco ci dice “working on”, dunque lavora su un progetto. In realtà noi possiamo vedere anche altro, possiamo capire che l’impiegata che riporta ad un impiegato superiore che lavora sul progetto, probabilmente lavora anche lui su quel progetto, perché se seguiamo il percorso c’è anche questa connessione. E questa è un’ontologia. Noi ne stiamo parlando come una rappresentazione grafica ma è un’ontologia a tutti gli effetti. Ci sta dicendo che all’interno di un’azienda x quali sono gli impiegati, con quali aziende ha rapporti, quali progetti sviluppa. Questa è tutta conoscenza, è conoscenza che noi formalizziamo attraverso le ontologie in questo modo. Ovviamente l’obiettivo è formalizzare quanta più conoscenza possibile. Ad esempio nell’ambito medico secondo voi come potrebbe essere sviluppata un’ontologia? Rimaniamo sempre con questi nodi e questi archi, facciamo che dobbiamo formalizzare un nuovo medicinale. Come possiamo formalizzare queste informazioni? C’è un nuovo medicinale “x” che fa qualcosa, che è stato prodotto da qualcuno, che cura qualche malattia e che ha qualche interazione con qualche altro medicinale. Quindi noi ad esempio nel nodo “company” potremmo mettere anche la molecola, che molecola utilizza e poi magari questa molecola potrebbe essere collegata con altri medicinali perché magari è utilizzata altrove, magari serve per curare anche altre malattie. Possono essere formalizzati in questo modo attraverso il grafo e lo facciamo andando a identificare quali sono gli elementi-concetti. Quello che stiamo facendo adesso con i medicinali in realtà è tutta la chiacchiera che abbiamo fatto finora rispetto alle concettualizzazioni, alle specificazioni di queste concettualizzazioni e via dicendo. In realtà questi elementi che noi abbiamo visto in questo grafo hanno dei nomi ovviamente, cosa sono questi nomi? Sono quegli elementi che formano un’ontologia: i concetti all’interno di un dominio del discorso che vengono chiamati classi oppure entità, quindi company, oppure impiegato o il farmaco ecc sono entità all’interno del nostro universo del discorso. Poi ci sono le proprietà che sono gli archi, sono le relazioni che esistono tra i concetti. Quando noi diciamo azienda e impiegato e diciamo che un impiegato lavora per una certa azienda, azienda e impiegato sono le due entità, mentre la relazione che intercorre tra di essi è un arco, cioè l’impiegato che lavora per una certa azienda. E questi sono degli elementi che ci sono in un’ontologia. Le restrizioni sono vincoli che vengono messi sulle relazioni in senso generico ma possono essere messi anche sulle entità. Si mettono, principalmente, sulle relazioni: Es: se dico che una tale persona che lavora in un’azienda non può lavorare anche per un’altra azienda sto creando una relazione univoca cioè un’unica relazione e unica possibilità. Supponiamo che vogliamo creare un chatbot che aiuti gli studenti nella pianificazione dei piani di studio. Come si fa ad avere queste informazioni? Cosa dobbiamo valutare? Dovremmo stabilire prima per ogni classe di laurea quali cfu servono. In un nodo abbiamo la classe di laurea e una serie di relazioni che ci specificano i cfu che servono. Bisogna poi vedere quanti cfu vengono dati per ogni settore disciplinare e validare solo certe relazioni sulla base del bisogno. Bisogna identificare le classi dell’ontologia, sistemarle in una gerarchia e definire le proprietà e i valori che ogni classe assume in essa.
Es: una classe che si chiama studenti. Quali sono le caratteristiche per cui uno studente è tale? Può essere il numero di matricola. Quando parliamo di classi bisogna anche stabilire quali caratteristiche servono per rientrare in quella determinata classe. Se utilizziamo l’ontologia per poter realizzare un piano per gli studenti bisogna rispondere comunque a delle domande che sono poi quelle che ci permetteranno di creare delle classi. Essendoci dei dati che possono essere aggiunti dopo queste ontologie devono essere spesso aggiornate. Il problema è che bisogna essere certi che l’ontologia sia in grado di trasmettere abbastanza informazioni per rispondere alle domande, che ci una rappresentazione adatta dell’obiettivo. Se teniamo sempre l’esempio della classe di studenti, mentre prima abbiamo escluso per bisogno le informazioni come età e sesso, in altre circostanze e sotto altre domande queste stesse informazioni potrebbero invece essere utili. Le classi si definiscono con certe caratteristiche che poi vengono rappresentate con le ontologie. Si lavora poi sui dati per vedere cosa manca e completare questa ontologia iniziale. Dopo aver definito le classi si definiscono le proprietà in quanto se non le definiamo abbiamo solo un concetto e il semplice concetto non ci da abbastanza informazioni dato che possiamo specificare solo le caratteristiche degli appartenenti classe ma non le relazioni. Es. Che relazione esiste tra studenti e corsi nell’università? Gli studenti seguono i corsi. Ma se non lo mettiamo in chiaro abbiamo solo concetti sparsi ma senza una relazione concreta. Anche se le proprietà sono relazioni presenti fra le classi, queste ultime non è detto abbiamo tutte le proprietà. Lo studente ha una relazione con il corso così come un docente insegna ed eroga un corso. Ma classe studente e classe docente hanno due relazioni diverse con la classe del corso. Una rappresentazione su base ontologica permette di collegare le informazioni. Attraverso delle relazioni tra domini ed è quello che porta alla creazione dei dati connessi. L’idea è che andando di grafico in grafico ovvero di arco in arco Possiamo mettere insieme informazioni nello stesso dominio. Se ho un’ontologia che descrive i medicinali e d’altra una che descrive le malattie posso collegarle. Posso creare una connessione e mettere tutto insieme. È questo alla base del semantic web. Tutta la conoscenza che abbiamo si vuole porla sotto forma di grafo e connettere le varie informazioni. Nonostante sia una bella idea per ampliare le conoscenze risulta difficile dato che per ogni ontologia dovremmo creare dei grafici e aggiungere man mano le informazioni. Se prima alcune cose venivano trovate tramite gli url a quel punto posso prenderne le informazioni. Dietro ciò che una relazione basata sui grafi che crea una connessione tra i vari punti come per esempio se cerchiamo Napoleone avremo in collegamento con Sant’Elena. Questo è il processo di creazione dei dati connessi. All’interno dei documenti del web esiste un solo identificatore che in modo univoco mi dice che quel documento o qualunque espressione è relativa ad un concetto/classe specifica. Le informazioni sono svariate ed è l’identificatore che mi aiuta a raccoglierle. Es: il Napoleone di wikipedia è lo stesso Napoleone di cui parla Manzoni nel 5 maggio.
