Semantic Web und Ubiquitous Computing

[Ausarbeitung zur Vorlesung Semantic Web]

Einleitung

Bei der Kommunikation zwischen Maschinen ist es meist unerlässlich, dass der Mensch diese Kommunikation leitet. Die Idee von allgegenwärtigen Rechnern, die das Leben des Menschen zwar beeinflussen, jedoch im Verborgenen bleiben, verlangt jedoch eine Möglichkeit der Kommunikation zwischen Maschinen ohne dass der Mensch sich daran beteiligen muss.

Abbildung: "Put the human out of the loop."

Es müssen also Systeme (im Folgenden Semantic Gadgets genannt) eingeführt werden, die ohne die Interaktion des Menschen arbeiten können. Der mobile Informationszugang ist schon weitgehend Realität. Die Mittel sind u.a. Laptops, PDAs, WAP-Handys sowie gute drahtlose Kommunikationsverbindungen wie UMTS, W-LAN und Bluetooth. Noch unereicht ist das Ziel, dass verschiedenste Alltagsgeräte mit miniaturisierter eigener Rechnerleistung und Sensoren kommunizieren. Ubiquitous Computing bedeutet also die nahtlose und unbemerkte Einbettung von Rechnern in die alltägliche Umwelt.

"Ubiquitous Computing veredelt die Welt der Atome durch Bits." ¹⁾

Durch Ubiquitous Computing wird jedes Element der realen Welt zu einem "smarten Ding", d.h. es erhält die Möglichkeit Informationen aus der Umwelt aufzunehmen und diese weiter zu verarbeiten. Dies kann von einer einfachen Identifikation bis zu hochsensibler Sensorik reichen. Entscheidend ist, dass Informationen vollautomatisch aus der realen Welt in Informationssysteme übernommen werden können. Es werden Schlüsseltechnologien benötigt, die zusammen dem Konzept von Semantic Web entsprechen. Darunter fallen Service Discovery, Künstliche Intelligenz, Wissensrepräsentation und Ontologien. Diese Technologien wurden unabhängig vom Semantischen Web entwickelt.

Hinter dem Semantic Web steht also die Idee, Informationen, die bisher ausschließlich für den Menschen zugänglich sind, auch für Maschinen verstehbar zu machen. Dabei ist das Semantic Web keine Spezifikation sondern ein Konzept. Manchmal wird Semantic Web sogar als Philosophie bezeichnet. Es wird keine Technik ausgeschlossen, die der Zielerreichung dienlich ist. Die derzeitigen Kerntechniken wie URI, XML und RDF sind unabhängig von der Idee des Semantischen Web entwickelt worden. Dem bestehenden Internet wird eine Semantikschicht eingezogen, welche die logisch verknüpfte Verarbeitung von Daten durch Maschinen ermöglicht.²⁾

Ein Teilaspekt ist das so genannte Schließen, also das selbstständige Erschließen von (noch nicht existierenden) Informationen aus vorhandenem Wissen. Im Semantic Web kommunizieren Maschinen miteinander, die im Auftrag von Menschen teilweise autonom handeln. Sie operieren auf Basis der von einem Nutzer eingegebenen Daten und sind bedingt fähig, logisch zu denken.

Innerhalb dieser Arbeit wird auch das Thema Web Services behandelt, welches in enger Verbindung zum Konzept des Semantischen Webs steht.³⁾ Die Grundidee der Web Services ist die Möglichkeit der Kommunikation als Basis von Kooperation und Integration über Applikations- und Organisationsebenen hinweg. Grundlage sind unter anderem entfernte Methodenaufrufe (Remote Procedure Calls). Die Daten werden über das Internet oder Webtechniken übermittelt (zumeist http, aber auch TCP). Durch Sekundärspezifikationen werden höhere Kommunikationssemantiken erforderlich. Dabei spielen Sicherheit, Routing, Transaktion und Management eine tragende Rolle.

Das Semantische Web und die Web Services ergeben zusammen eine serviceorientierte Architektur. Darunter ist eine Methode zur Konzeption und Realisierung von Anwendungen zu verstehen, die es verschiedenen Applikationen unabhängig vom zugrunde liegenden Betriebssystem und der gewählten Programmiersprache erlaubt, Daten auszutauschen und zu verarbeiten. Zur Realisierung werden vollständige Anwendungen oder Teile daraus, als Dienste angeboten, die ohne Codierungsaufwand genutzt werden können. Schließlich sollte die Suche nach Web Services auf Semantic Web Techniken beruhen.