| DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI, INFORMATYKI i INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE | |
|---|---|
| zapraszają na publiczną dyskusję nad rozprawą doktorską mgra inż. Krzysztofa Kutta |
|
| METODY PROJEKTOWANIA SYSTEMÓW Z UŻYCIEM KOLABORATYWNEJ INŻYNIERII WIEDZY | |
| Termin: | 27 czerwca 2018 roku o godz. 11:00 |
| Miejsce: | pawilon B-1, sala 4 Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków |
| PROMOTOR: | dr hab. inż. Grzegorz J. Nalepa, prof. AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza |
| RECENZENCI: | prof. dr hab. inż. Krzysztof Goczyła – Politechnika Gdańska |
| dr hab. inż. Dariusz Król – Politechnika Wrocławska | |
| Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30 |
|
Metody projektowania systemów z użyciem kolaboratywnej inżynierii wiedzy
mgr inż. Krzysztof Kutt
Promotor: dr hab. inż. Grzegorz J. Nalepa, prof. AGH
Dyscyplina: Informatyka
Rozprawa dotyczy metod wspierania procesu inżynierii wiedzy.
W ostatnich latach widoczne jest przejście od tradycyjnego procesu,
w której główną rolę odgrywali inżynierowie wiedzy,
do kolaboratywnego procesu, w której głównymi uczestnikami są eksperci dziedzinowi.
Zmiana ta pociąga za sobą nowe wyzwania związane m.in. z masowością procesu
czy z potrzebą dostosowania go do uczestników, którzy nie mają dużej wiedzy technicznej.
Głównym celem badawczym niniejszej rozprawy jest stworzenie opisu iteracyjnego procesu kolaboratywnej inżynierii wiedzy, który wyznaczałby jego ogólną strukturę poprzez zdefiniowanie ról, które powinny zostać zidentyfikowane wewnątrz grupy i kroków, które powinny być realizowane przez tę grupę. Opis ten jest uzupełniony zbiorem metod i narzędzi wspierających tak sformułowany proces, w celu stworzenia dobrej jakości bazy wiedzy w rozsądnym czasie i przy użyciu środków, które będą wygodne dla jego uczestników.
Realizując założenia wyznaczone przez cel badawczy, autor rozprawy prezentuje w niej następujące osiągnięcia stanowiące oryginalny wkład w dziedzinę. W pierwszej kolejności przeprowadzono analizę wymagań stawianych przed systemami, których celem jest wsparcie omawianego procesu. Opierając się na wnioskach z tej analizy, zaproponowano definicję iteracyjnego procesu kolaboratywnej inżynierii wiedzy. W dalszej kolejności zaproponowano zbiór metod i narzędzi dla trzech obszarów wsparcia, tj. dla zarządzania jakością, zarządzania zmianami i zaangażowania użytkowników. Pośród nich najbardziej istotnymi metodami są: 1) sposób podsumowania właściwości zmian w jedną metrykę, 2) graf zmian, tj. możliwa do dalszego przetwarzania i odpytywania metawarstwa opisująca wszystkie zmiany dokonywane w bazie wiedzy, oraz 3) zbiór technik grywalizacji dostosowany do procesu. Teoretyczną część pracy uzupełnia opis prototypowego zbioru narzędzi wspierającego proces kolaboratywnej inżynierii wiedzy w systemie wiki, stworzony w czasie prowadzonych badań.
Ewaluacja wyników rozprawy została przeprowadzona na trzy sposoby.
Po pierwsze, każdy z zaproponowanych modułów został przetestowany w przykładowym projekcie
dla zweryfikowania poprawności ich działania.
Po drugie, w czasie prac przeprowadzono pięć eksperymentów mających na celu sprawdzenie
zaproponowanego procesu kolaboratywnej inżynierii wiedzy i prototypowego zbioru narzędzi w praktyce.
Po trzecie, przeprowadzono z użytkownikami badanie użyteczności stworzonego zbioru narzędzi.
Inżynieria wiedzy, będąca częścią informatyki i sztucznej inteligencji, to dziedzina zajmująca się wprowadzaniem wiedzy do systemów informatycznych, w celu rozwiązania problemów, które zwykle wymagają specjalistycznej wiedzy eksperckiej. Zajmuje się ona m.in. problemami dotyczącymi dobrania właściwej reprezentacji wiedzy i sposobami jej przetwarzania. Klasycznie, w rozwiązywanie tych zagadnień zaangażowani byli przede wszystkim specjaliści zajmujący się inżynierią wiedzy. Bazując na wiedzy pozyskanej od ekspertów, tworzyli oni systemy oparte na wiedzy. Współcześnie, obserwuje się przesunięcie paradygmatu w stronę sytuacji, w której eksperci dziedzinowi stają się twórcami i właścicielami tych systemów, a inżynierowie wiedzy pełnią tylko rolę wspierającą. Proces ten ponadto jest przeprowadzany w grupach współpracujących ze sobą osób, można więc go nazwać procesem kolaboratywnej inżynierii wiedzy (ang. collaborative knowledge engineering, CKE).
Zmiana w podejściu do procesu inżynierii wiedzy wynika przede wszystkim ze zmian technologicznych. Dużą rolę odegrały tutaj systemy wiki. Opierają się one na prostych zasadach: tekst zapisywany jest w nieskomplikowanej notacji, zmiany są widoczne od razu dla wszystkich, korzystanie z systemu nie wymaga długiego przeszkolenia czy instalowania dodatkowego oprogramowania klienckiego. Dzięki swej łatwości obsługi, pozwalają praktycznie każdemu użytkownikowi internetu brać udział w procesie grupowego tworzenia wiedzy. Zainteresowanie takimi systemami najlepiej obrazuje przykład projektu Wikipedia, w którego tworzenie zaangażowane są duże grupy użytkowników na całym świecie. Tradycyjne systemy wiki, mimo że proste w obsłudze, nie oferują niestety większych możliwości przetwarzania zawartej w nich wiedzy. Inżynieria wiedzy zaproponowała więc rozszerzenie tych systemów o elementy technologii sieci semantycznej, w tym o notację RDF umożliwiającą umieszczanie adnotacji semantycznych na stronach wiki. Adnotacje takie mogą być następnie automatycznie przetwarzane z wykorzystaniem np. języka zapytań SPARQL. Wynikowe systemy tworzą grupę nazwaną semantycznymi wiki.
Przesunięcie uwagi na ekspertów dziedzinowych, którzy nie mają specjalistycznej wiedzy dotyczącej inżynierii wiedzy posiąga za sobą szereg problemów i wyzwań, które trzeba wziąć pod uwagę przy projektowaniu odpowiednich systemów wspierających proces CKE. Ten zbiór wymagań można podzielić na 6 płaszczyzn wsparcia:
Można więc zaobserwować, że wybór systemów semantycznych wiki rozwiązuje tylko część problemu, odpowiadając tylko na dwa pierwsze obszary, związane z odpowiednimi narzędziami i metodami reprezentacji wiedzy. Pozostałe 4 obszary ciągle stanowią istotne wyzwanie badawcze. Wychodząc od tej obserwacji, zaproponowano cele rozprawy doktorskiej: opisanie procesu kolaboratywnej inżynierii wiedzy oraz zaproponowanie metod i narzędzi, które będą wspierać tak zdefiniowany proces na wskazanych powyżej płaszczyznach. Do najistotniejszych wyników pracy należą:
Całość została uzupełniona prototypową implementacją wszystkich zaproponowanych modułów oraz przeprowadzeniem eksperymentów praktycznych mających na celu ewaluację rozwiązania.