Verstehen uns Computer?

Feature | 20. Oktober 2003 von admin 0

SAP.info: Herr Angele, was sind semantische Technologien?

Angele: Semantische Technologien dienen dazu, Wissen und Informationen zu erfassen, zu repräsentieren und zu verarbeiten. Sie bieten damit die Möglichkeit, die Bedeutung von Informationen für Computer verständlich und interpretierbar zu machen.

SAP.info: Wie funktionieren diese Technologien?

Angele: Der wichtigste Bestandteil semantischer Technologien sind Ontologien. Darunter verstehen wir Modelle, mit denen Wissenszusammenhänge repräsentiert werden. Mit Hilfe von Ontologien lassen sich Begriffe und deren Eigenschaften darstellen, sowie die Beziehungen und Relationen zu anderen Begriffen beschreiben. Darüber hinaus eignen sich Ontologien zur Darstellung beliebig komplexer Zusammenhänge. Ein einfaches Beispiel dafür ist die Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Motorleistung eines Autos und der Leistungsfähigkeit einer Bremsanlage: “Zur Motorleistung X gehört eine Bremsleistung Y”. Ist ein Bestand an Wissen in einem solchen Modell abgebildet, können spezialisierte Softwareprogramme, so genannte Inferenzmaschinen, das modellierte Wissen verarbeiten und selbständig Schlussfolgerungen daraus ziehen.

SAP.info: Was ist der aktuelle Stand der Forschung im internationalen Vergleich?

Angele: Die Forschung konzentriert sich momentan vor allem darauf, semantische Technologien für den Bereich Semantic Web und Semantic Web Services zu entwickeln. Im Semantic Web werden Informationen so repräsentiert, dass Computer sie verstehen können. Das ermöglicht die Entwicklung neuer Dienstleistungen, etwa die automatische Reiseplanung und –buchung durch Softwareagenten, die selbständig Angebote interpretieren und Reisedaten verarbeiten. Um die damit zusammenhängenden Aufgaben zu lösen, befassen wir uns in der Forschung beispielsweise damit, wie Computer aus Ontologien automatisch Schlüsse ziehen können, wie Ontologien erstellt und in welchen Sprachen sie beschrieben werden. Solche Ontologiebeschreibungssprachen sind auch ein wichtiges Thema im World Wide Web Consortium (W3C), da sich das Internet vermutlich in Richtung Semantic Web weiterentwickeln wird.

Daneben spielt auch eine Rolle, wie wir Ontologien einander zuordnen, wie wir Texte annotieren, also mit Metainformationen ausstatten, und wie wir Web Services beschreiben oder konfigurieren. Im internationalen Vergleich ist die Universität Karlsruhe auf diesem Feld, zusammen mit renommierten Forschungseinrichtungen wie den Universität von Innsbruck, Manchester, Stanford, Madrid und Amsterdam, führend.

SAP.info: Schaffen Sie mit semantischen Technologien den Sprung von der Verarbeitung von Daten zur Verarbeitung von Wissen?

Angele: Ja, denn semantische Applikationen “verstehen” Informationen. “Verstehen” setzt eine gemeinsame Sprache voraus, um konzeptuelle und terminologische Verwirrungen, Unklarheiten und Mehrdeutigkeiten auszuschließen. Und genau das lässt sich mit semantischen Technologien erreichen. In einer Ontologie werden die für einen Anwendungsbereich relevanten Begriffe und deren Zusammenhänge exakt definiert. Die Ontologie beschreibt ein allgemein anerkanntes Verständnis dieses Anwendungsbereichs, das alle Personen und Anwendungen gemeinsam teilen und verwenden.

SAP.info: Wo sehen Sie Anwendungsmöglichkeiten?

Angele: Am wichtigsten sind die Integration von Daten aus verschiedenen Quellen und die Abbildung komplexer Zusammenhänge. Wir nennen das “Semantic Business Integration”. So ist zum Beispiel das Mapping zwischen zwei Datenbanken, die mit unterschiedlichen Zielsetzungen entworfen wurden, extrem komplex und lässt sich mit Hilfe semantischer Technologien vereinfachen. Die Kombination aus inhaltlicher Integration und der Abbildung komplexer Abhängigkeiten ermöglicht es, der zunehmend komplexer werdenden Anforderungen an die IT gerecht zu werden.

Wir unterstützen mit unseren Technologien bereits verschiedene Kernprozesse in Unternehmen. Momentan fokussieren wir uns auf Entwicklungsprozesse in der Automobilindustrie und auf Wissensprozesse in beratungsintensiven Branchen. Die Information an sich bekommt eine immer zentralere Bedeutung. Künftig werden Prozesse auf Basis von Informationen gestartet, gesteuert und gemessen. Es gilt nicht mehr, nur zu wissen, welcher Prozess welche Informationen benötigt, sondern welche Informationen welche Prozesse ermöglichen oder bedingen. Die zu Grunde liegende IT muss künftig sehr flexible und sich dynamisch ändernde Informationsbedürfnisse abdecken.

Ein anschauliches Beispiel gibt das Projekt, das wir derzeit bei einem großen Automobilhersteller durchführen. Dort wird ein System zur Konfiguration von Testwagen realisiert. Dabei sind sehr komplexe Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Bauteilen zu beachten. Die Ingenieure müssen eine Fülle von logischen, geometrischen und funktionalen Abhängigkeiten berücksichtigen: welches Getriebe passt zu welchem Motor, welche Bremsanlage eignet sich, wie muss die Elektronik angepasst werden. Ein Großteil der dafür notwendigen Informationen steckt bereits in den CAD- und PDM-Systemen (Product Data Management). Benötigt werden hier flexible Strukturen, welche auf den vorhandenen Systemen aufbauen.

Andere Unternehmen verwenden schon seit einigen Jahren semantische Technologien. So modelliert etwa Boeing komplexe Beziehungen, die in Flugzeugen gelten. Fragen wie “Darf ich an dieser Stelle im Flugzeug einen speziellen Teppich verlegen?” lassen sich mit einem Help-Desk-System beantworten, welches das komplexe Wissen in einer Ontologie vorhält. Zur Beantwortung müssen Feuerschutzbestimmungen, Fluchtbestimmungen, aber auch das Erfahrungswissen der Ingenieure berücksichtigt werden.

Semantische Technologien finden aber auch beim Information Retrieval und beim GRID-Computing Verwendung. Beim Information Retrieval geht es um die intelligente Suche nach Dokumenten, und beim semantischen GRID-Computing werden rechenintensive Aufgaben auf eine große Menge von PCs verteilt. Mit semantischen Technologien zerlegen wir solche Aufgaben in kleinere Teilaufgaben und setzen die Teillösungen am Ende dann wieder zu einer Gesamtlösung zusammen.

SAP.info: Was werden semantische Technologien in Zukunft einmal leisten können?

Angele: Das Internet wird sich immer mehr in Richtung eines Semantic Web entwickeln. Wer beispielsweise eine Konferenz besuchen möchte, schickt künftig einfach einen Software-Agenten los. Dieser übernimmt in Abstimmung mit dem Terminkalender die Buchung, wählt die geeigneten Workshops aus und kümmert sich auch um ein den Vorlieben entsprechendes Hotel und den passenden Flug.

SAP.info: In welcher Weise werden Anbieter betriebswirtschaftlicher Software wie etwa SAP davon profitieren?

Angele: Hasso Plattner sagte einmal “The software industry is building an alphabet but hasn’t yet invented a common language” und spielte dabei auf die Notwendigkeit einer einheitlichen Beschreibungssprache zur Integration heterogener Schematas an. Semantische Technologien bieten diese einheitliche Beschreibung, weil sie die Bedeutung und den Kontext von Informationen beschreiben. Mit Ontologien lassen sich zudem komplexe Wissenszusammenhänge darstellen. Wir trennen die Logik und Bedeutung der Informationen von den zu Grunde liegenden Datenquellen und Anwendungen und ermöglichen somit eine flexible, wartbare und vor allem wieder verwertbare Schnittstelle.

SAP.info: Wo liegen die größten Schwierigkeiten bei der Weiterentwicklung semantischer Technologien?

Angele: Eine der größten Herausforderungen liegt in der Textanalyse. Es ist sehr schwierig, unstrukturierte Textinformationen, wie sie in Alltagstexten und in der Alltagssprache vorliegen, von einem Computer automatisiert auswerten zu lassen.

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