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Seminar SS04: Wissensverarbeitung

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Seminar "Wissensverarbeitung als Herausforderung des Informationszeitalters"


Betreuende Assistenten

Dipl.-Inform. Michael KirchhofDipl.-Inform. Bodo Kraft
+49/241/80-21317+49/241/80-21314
kirchhof@i3.informatik.rwth-aachen.dekraft@i3.informatik.rwth-aachen.de


News

  • (25.10.2004)
Die Scheine für die erfolgreiche Teilnahme können im Sekretariat abgeholt werden.
  • (1.10.2004)
Die Fotos vom Blockseminar in Köln sind online!

Überblick

Das Seminar "Wissensverarbeitung als Herausforderung des Informationszeitalters" wird als praktisches Seminar für das Hauptstudium im Sommersemester 2004 angeboten. Zulassungsvoraussetzungen sind abgeschlossenes Vordiplom und Kenntniss der Vorlesungen: Einführung in die Softwaretechnik (Prof. Nagl), Introduction to Database Systems (Prof. Jarke) und Objektorientierte Software-Konstruktion (Prof. Lichter).

In der heutigen Zeit steht in vielen Bereich ein breites Fachwissen zur Verfügung steht. Trotzdem wird der Anwender nur mäßig durch intelligete Programme unterstützt. Um die Informationsflut bewältigen zu können werden zum einen leistungsfähige Datenstrukturen, zum anderen neuen Techniken benötigt, um das Fachwissen in den Anwendungsbereichen zu integrieren.

In diesem Seminar werden verschiedene Ansätze zur intelligenten Wissensverarbeitung behandelt. Im ersten Teil werden die klassischen Ansätze zur Wissenrepräsentation diskutiert. In diesen Bereich fallen Methoden, die unter dem Begriff künstliche Intelligenz zusammengefasst werden können. Im zweiten Teil folgen aktuelle Repräsetationsformen von Wissen aus verschienden Bereichen, Domänenwissen kann z.B. mit Hilfe von Ontologien systematisch abgebildet werden. Im dritten Teil werden aktuelle Technologien aus der Software-Entwicklung behandelt und ihr Einsatz in der Wissenverarbeitung diskutiert.

Alle Dokumente sollen auf dem zentralen BSCW-Server abgelegt werden, eine Mail zur Registrierung ist bereits verschickt worden. Bitte richtet ein Verzeichnis für eure Arbeiten entsprechend dem Beispiel ein. Für die Dokumentablage soll die Versionsverwaltung verwendet werden, hierfür muss in den Benutzer-Preferenzen der Experten-Moduls gewählt werden. Bei Verlust des Passworts diesen Link zum Zurücksetzen des Passworts verwenden. Diskussionen, Fragen und Anregungen können über die Mailing-Liste geführt werden.

Die Agenda der Seminars als PDF-Datei liegt vor.

Termine

DatumUhrzeitBeschreibungOrt
5.4.200410:00 UhrVorbesprechungSeminarraum i3 (4312)
8.4.2004nach VereinbarungLiteraturvorstellungBodo R. 4313 / Michael R. 4220
10.5.2004nach VereinbarungLiteraturbesprechungBodo R. 4313 / Michael R. 4220
14.5.200413:00 Uhr Themenvorstellung (1 Folie) Seminarraum i3 (R. 4312)
21.5.2004nach VereinbarungGliederung der AusarbeitungBodo R. 4313 / Michael R. 4220
28.5.200410:00 Uhr Vorstellung Folien-Vorlage und Rhetorik-Kurs Seminarraum i3 (R. 4312)
11.6.2004bis 17:00 UhrAbgabe der Ausarbeitung (finaler Charakter)Bodo R. 4313 / Michael R. 4220 / Sekretariat i3
25.6.2004nach VereinbarungBesprechung der KorrekturBodo R. 4313 / Michael R. 4220
9.7.2004bis 17:00 Uhr Abgabe der überarbeiteten AusarbeitungBodo R. 4313 / Michael R. 4220 / Sekretariat i3
23.7.2004nach VereinbarungBesprechung/Abgabe der FolienBodo R. 4313 / Michael R. 4220
17.8.200410:00 UhrFinale Fassung auf BSCW-Server
18.8.200410:00 -12:00 und 14:00-16:00 UhrInstallation und Testen der PräsentationMichael R. 4220
19.8.20047:30 UhrAbfahrt nach Köln-DeutzHauptbahnhof Aachen, vor DB Reisezentrum
19.-20.8.20042 Tage ganztägigBlockseminarJugendherberge Köln-Deutz
20.8.200417:00 UhrEnde des SeminarsHauptbahnhof Aachen




Die Ausarbeitung soll mit LaTeX (pdflatex) erstellt werden. Bitte verwendet dazu die folgende Vorlage. Eine Einführung in LaTeX und die Verwendung der Vorlage wird am 14. Mai 2004 gegeben.

Themen

Klassische Ansätze

Einführung in die Wissensverarbeitung (Thema-Nr.: 1, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Hoffmann)

In dieser Arbeit soll ein Überblick über die verschiedenen Methoden zur Wissensverarbeitung erarbeitet werden. Die Themengebiete sollen einführend bearbeitet werden. Schlagworte sind Expertensysteme, Constraints, logikbasierte Wissensverarbeitung, Semantische Netze, Regelwerke.

   

Künstliche Intelligenz (logik-basierte Ansätze) (Thema-Nr. 2, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Dickmeis)

Logikbasierte Ansätze sind im Bereich Wissensverarbeitung und künstliche Intelligenz weit verbreitet. In dieser Arbeit sollen zunächst die grundlegenden Methoden erläutert werden. Darüber hinaus sollen einige Implementierung logikbasierter Ansätze aus dem Bereich des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs untersucht und abgegrenzt werden.

  • PROLOG, Programming for Artificial Intelligence , Bratko Ivan
  • Assisting conceptual design of building structures by an interactive description logic based planner, Eisfeld, Michael, Scherer, Raimar, Advanced Engineering Informatics
  • Knowledge Modelling Techniques for Developing Knowledge Management Systems, http://www.cs.york.ac.uk/mis/docs/ECKM2002.pdf Volume 17, Issue 1 , January 2003, Pages 41-57
  • Knowledge Based Design Systems, Coyne, R. D. & Gero J.

Case Based Reasoning (Thema-Nr.: 3, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Huck)

Nachdem die grundlegenden Techniken der üblichen KI Ansätze erarbeitet worden sind, soll in dieser Arbeit das Fallbasierte Schliessen im Anwendungsfeld des konzeptuellen Gebäude-Entwurf untersucht werden.

  • Knowledge Based Design Systems, Coyne, R. D. & Gero J.
  • A Cross-Domain Experiment in Case-Based Design Support: ArchieTutor, Ashok Goel, Michael Pearce, Ali Malkawi, and Kim Liu., Advanced Engineering Informatics Proc. AAAI-93 Workshop on Case-Based Reasoning, July 1993, pp. 111-117
  • Case-Based Decision Support: A Case Study in Architectural Design, Michael Pearce, Ashok Goel, Janet Kolodner, Craig Zimring, Lucas Sentosa and Richard Billington. \"IEEE Expert\", 7(5):14-20, October 1992
  • A Case-Based Tool for Conceptual Design Problem Solving, Ashok Goel, Janet Kolodner, Michael Pearce, Richard Billington, and Craig Zimring. {\\it Proc. Third DARPA Workshop on Case-Based Reasoning}, Washington D.C., May 1991, pp. 109-120, Los Altos, CA: Morgan Kaufmann
  • Assisting conceptual design of building structures by an interactive description logic based planner, Michael Eisfeld, and Raimar Scherer


Experten-Systeme (Thema-Nr.: 4, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Steffens)

In dieser Arbeit sollen die Interaktionsmöglichkeiten mit wissensbasierten Systemen erarbeitet werden.
  • A Guide to Expert Systems, Waterman, Addison-Wesley, Reading, MA, 1986



Neuere Bereiche der Wissensverarbeitung

Resource Description Framework: RDF (Thema-Nr.: 5, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Schierge)

In verschiedenen Bereichen werden Ontologien zur formalisierten Darstellung von Domänenwissen verwendet. Das vom W3C standardisierte Ressource Discription Framework bietet eine Möglichkeit, Ontologien zu Entwerfen. In dieser Arbeit sollen RDF und RDF Schema beschrieben werden. Eine Abgrenzung zu UML und XML Schema wird ebenso erwartet.

  • Practical RDF, Addison Wesley
  • Resource Description Framework (RDF), http://www.w3c.org/RDF/
  • AN ONTOLOGY FOR CONCEPTUAL DESIGN IN ARCHITECTURE, http://caadria98.env.eng.osaka-u.ac.jp/pdf/425Emdanat.pdf
  • An engineering ontology framework as advanced user gateway to IFC model data, Katranuschkov, P.Gehre, A. and Scherer, R.J. (2002) \"eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction (ECPPM 2002), Turk Z. and Scherer R.J. (ed.), Protoroz (Slovenia), 09-11 September, A.A. Balkema, pp. 269-276
  • Towards an IFC-enabled Ontology for the Building and Construction Industry, Fies, B., et al. (2002), Proceedings of the European Conference on Information and Communication Technology Advances and Innovation in the Knowledge Society (eSM@RT 2002 in Collaboration with CISEMIC 2002), Rezgui Y., Ingirige B., Aouad G. (ed.), Salford (UK), 18-21 November, Part A, pp. 254-264
  • Engineering Ontology - Formal Representation of the Data Structures, Katranuschkov P., Gehre A. & Eisfeld M. Deliverable D5-2, Classification: Restricted, EU Project IST-1999-11508 (ISTforCE), 2001
  • Domain Ontology Modelling for Architectural Engineering Design, S. Bakhtari, B. Bartsch-Spörl, W. Oertel, and U. Eltz

UML basierte Wissensrepräsentation (Object Constraint Language) (Thema-Nr.: 6, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Retkowitz)

Die UML beschreibt eine Menge von Diagrammen um die Architektur und Modellierung zu beschreiben. Verschiedene Ansätze der Wissensrepräsentation verwenden ebenso die UML, insbesondere UML Klassendiagramme. Die Sprache OCL um die Semantik von UML Diagrammen formal beschreiben zu können. In dieser Arbeit sollen die UML basierten Ansätze zur Wissensrepräsentation insbes. unter Verwendung der OCL untersucht werden.

  • About objects and approaches, a conceptual view on building models, endricx, Ann & Neuckermans, Herman, CAAD Futures 1999 (MERODE)
  • Contextual Diagrams as Structuring mechanisms for designing configuration knowledge bases in UML, 3rd Intl Conference on the Unified Modeling Language (UML\'2000), York, U.K., 2000
  • Object Modelling with the OCL: The Rational behind the Object Constraint Language, Clark, Tony & Warmer Jos (eds.), LNCS 2263, Springer
  • OCL: Syntax Semantics and Tools, Gogolla, Martin & Richter, Mark
  • A new type checking approach for OCL Version 2.0, Schürr, Andy
  • Expressing UML Class Diagrams Properties with OCL, Gogolla, Martin & Richter, Mark

Fuzzy Techology (Thema-Nr.: 7, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Heer)

Unscharfes Wissen kann mit Hilfe von Fuzzy Logik abgebildet und verarbeitet werden. Es werden dazu Fuzzy-Sets definiert, welche die duale, boolsche Logik in mehrere relavante Teilentscheidungen aufteilen. Die Überlagerung der Fuzzy-Sets ermöglicht es, auch bei unscharfen Eingaben präzise Ergebnisse zu erhalten.

  • Integrating Knowledge Based Systems with Fuzzy Logic to Support the Early Stages of Structural Design, Schnellenbach-Held, M., Albert, A.: , Computing in Civil Engineering, 2003, eingereicht
  • Structural Design of Reinforced Concrete Tall Buildings: Evolutionary Computation Approach Using Fuzzy Sets, Pullmann, T., Skolicki, Z., Freischlad, M., Arciszewski, T., De Jong, K., Schnellenbach-Held, M. , in Ö. Ciftcioglu, E. Dado (Hrsg.): Intelligent Computing in Engineering, Foundation of Design Research SOON, 2003, S. 53-61
  • Fuzzy Rule Based Models for Slab System Design, Schnellenbach-Held, M., Freischlad, M. in: Schnellenbach-Held, M., Denk, H. (Eds.): Advances in Intelligent Computing in Engineering. Proceedings of 9th International EG-ICE Workshop, VDI-Fortschritt-Berichte, Darmstadt, 2002


Wissensbasierte Systeme und Ontologie Integration (Thema-Nr.: 8, Betreuer: Kraft, Bearbeiter: Tuttlies)

In der Praxis stehen Wissensbanken nur selten ein einer zentralen Form zur Verfügung. Vielmehr sind die Datenbanken für verschiedene Teildomänen optimiert und räumlich verteilt. Möglichkeiten zur Integration der heterogen strukturierten Datenbestände sollen in dieser Arbeit untersucht werden.


Aktuelle Technologien und deren Anwendung in der Wissensverarbeitung

Data Mining (Thema-Nr.: 9, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Djeutsap/Müller)

Die Informationen sind vorhanden, aber nicht immer explizit und direkt maschinell auswertbar. Die Möglichkeiten von Data Mining sollen beleuchtet werden und geeignete Anwendungsmfelder skizziert werden.
  • Data Mining: Concepts and Techniques, Jiawei Han, Micheline Kamber, Morgan Kauffmann, August 2000, ISBN 1558604898
  • Decision Support Systems in the 21st Century, George M. Marakas, Prentice Hall, November 1998
  • Business Modeling and Data Mining, Dorian Pyle, Morgan Kaufmann, April 2003, ISBN 155860653X
  • Context-based Data Mining Using Ontologies, Sachin Singh, Pravin Vajirkar and Yugyung Lee, in LNCS 2813, Conceptual Modeling - ER 2003, 2003

Agenten-Systeme (Thema-Nr.: 10, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Köster)

Nach dem erfolgreichen Einsatz großer verteilter Systeme tritt eine neue Software-Generation an. Diese Agenten-basierten/-orientierten Systeme bieten eine Reihe von Vorteilen, aber auch Nachteile. Für dieses Thema sind insbesondere Integrations- und Architekturüberlegungen von Bedeutung.
  • Verteilte Informationssysteme auf der Grundlage von Objekten, Komponenten und Agenten, Proceedings der Verbundtagung VertIS 2001, Universitaet Bamberg, 4.-5, 10, 2001. Jablonski, S. / Kirn, S. / Sinz, E. / GI, Bamberg: Gesellschaft fuer Informatik, 2001 - VI, 228 S.
  • Agenten - basiertes Prozessmodell mit Beruecksichtigung von Kapazitaetsrestriktionen, Kimmlingen, Frank / Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung GMD, Sankt Augustin: Gesellschaft f. Mathematik u. Datenverarbeitung, 1996 - XI, 210 S.
  • Adaptive agents and multi - agent systems, Alonso, Eduardo(Hrsg.) / Kazakov, Dimitar(Hrsg.) / Kudenko, Daniel(Hrsg.), Berlin; u.a.: Springer, 2003 - XIV, 322 S. - (Lecture notes in computer science: Lecture notes in artificial intelligence; 2636)
  • Intelligent information agents: The agentlink perspective, Bergamaschi, Sonia / Klusch, Matthias / Petta, Paolo, Berlin; u.a.: Springer, 2003 - VI, 273 S. - (Lecture notes in computer science: Lecture notes in artificial intelligence; 2586)
  • E - commerce agents: Marketplace solutions, security issues, and supply and demand, Liu, Jiming(Hrsg.) / Ye, Yiming(Hrsg.), Berlin; u.a.: Springer, 2001 - VI, 346 S. - (Lecture notes in computer science: Lecture notes in artificial intelligence; 2033)
  • The design of intelligent agents: A layered approach, Mueller, Joerg P., Berlin; u.a.: Springer, 1996 - XIV, 227 S. - (Lecture notes in computer science: Lecture notes in artificial intelligence; 1177)

Feature-based Programming (Thema-Nr.: 11, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Dornbusch/Müller)

Problemadäquate Sichten auf ein Dokument können mit Feature-based Programming realisiert werden. Neben einem Überblick über das Thema sollen die Ausdrucksstärke und die Anwendbarkeit untersucht werden.

MDA (Thema-Nr.: 12, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Salumaa)

Kann Model-Driven-Architecture (MDA) die Kluft zwischen Modell und Anwendung überbrücken?
  • MDA explained: The model driven architecture, Bast, Wim / Kleppe, Anneke / Warmer, Jos, Boston; u.a.: Addison-Wesley, 2003 - XVII, 170 S. - (The Addison-Wesley object technology series), ISBN: 0-321-19442-X

Web-Service Orchestration: BPEL und Co. (Thema-Nr.: 13, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Böckers)

Wie können Web-Services zu einer produktiven Anwendung geführt werden?


Cyc und OpenCyc (Thema-Nr.: 14, Betreuer: Kirchhof, Bearbeiter: Müller)

Ein Überblick über die größte Wissensdatenbank dieser Erde und ihre Anwendungmöglichkeiten.
  • Opencyc, http://www.opencyc.org
  • Opencyc Handbook, http://www.cyc.com/doc/handbook/oe/oe-handbook-toc-opencyc.html
  • Structured Knowledge Source Integration and its applications to information fusion, J. Masters, ISIF, 2002
  • Inducing criteria for mass noun lexical mappings using the Cyc KB, and its extension to WordNet, T. O\'Hara, S. Nancy, M. Witbrock, et al., to appear in Proc. 5th Intl. Workshop on Computational Semantics, Tilburg, 2003
  • Knowledge Formation and Dialogue Using the KRAKEN Toolset, K. Panton, M. Pierluigi, N. Salay, et al., 2002
  • Mapping Ontologies into Cyc, S. Reed, D. Lenat, AAAI 2002 Conference Workshop on Ontologies For The Semantic Web, July 2002, Edmonton, Canada
  • An Interactive Dialogue System for Knowledge Acquisition in Cyc, M. Witbrock, D. Baxter, J. Curtis, et al., 2003

Interna

Dokumentation

Created by: system last modification: Tuesday 26 of October, 2004 [12:32:42 UTC] by Kraft