Tecnologías Semánticasaplicadasal Análisisde ......1 de diciembre de 2017 1.Introducción...
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Tecnologías Semánticas aplicadas al Análisis de Redes Sociales en el ámbito de la Salud
Autoría: D. José Alberto Benítez Andrades - [email protected]ón: Dr.D. José Emilio Labra Gayo - [email protected]
Codirección: Dr.D. Isaías García Rodríguez – [email protected]
Tesis doctoral: Programa de Ingeniería en Producción y Computación
1 de diciembre de 2017
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modeloconceptualmulti-dominio
5.Aplicacióndelmodelo
6.Evaluaciónyverificación
7.Conclusiones
Estructura de la presentación
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Grupo deIngeniería delConocimiento• 8investigadores.• Línea deinvestigación sobre modelado de
conocimiento.• Tres tesis doctorales.
• Grupo SALBIS• Investigación en salud (enfermería ypsicología).• Línea deinvestigación en Análisis deRedes Sociales.• Proyecto“Estudio derelaciones deinfluencia en el
consumo dealcoholentreadolescentes utilizandoherramientas deAnálisis deRedes Sociales”.
Introducción: Contexto
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
Introducción: Problemática
1.Introducción
2.Objetivos
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4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
ProcedimientopararealizarunAnálisisdeRedSocial(ARS)
1.Creacióndecuestionario
2.Recoleccióndedatos
3.Conversióndevalores
4.Creacióndematrices
5.AplicarARSmedianteSW.
6.InterpretacióndelARS.
CrearunSistemaBasadoenConocimiento(SBC)aplicadoalARS.
1. Definirunmodeloconceptualmulti-dominiodentrodelARS.
2. Diseñarydesarrollarunentornodedesarrollo.3. Aplicarelmodeloconceptual.4. Obtenerconclusionesaunanálisisdeunaredenel
ámbitodelasalud.5. Caracterizarelcontenidoestructuradocomúnatodos
losARS.6. ObtenerlabasenecesariadeunSBCparagenerar
conclusionesaunARS,aplicadoacualquierdominio.
Objetivos
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
Hipótesis
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• H1:Modeloconceptualmulti-dominioquerepresenteARSyencuestasenontología.
• H2: SoluciónescalablequesirvacomobaseparaunSBCenARS.
• H3: Plataformaqueintegreelmodeloconceptualmulti-dominio.
• H4:Esposiblecrearunmodeloconceptualmulti-dominioenARS,adaptableacualquierdominio.
Estado del arte: Análisis de redes sociales
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• WebSemántica• Año2001(Berners-Lee2001).• Objetivo:mejorarelniveldeprocesamientoconceptualde
lasmáquinas.• InteligenciaArtificial>IngenieríadelConocimiento>WS.• Base:Construccióndeunmodeloconceptualenundominio.
• TecnologíasSemánticas• W3C:Tecnologíasestandarizadasparaeldesarrolloy
utilizacióndeontologías.• Estándares:OWL,RDF,SPARQL,SWRL.
Estado del arte: Tecnologías semánticas
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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Estado del arte: Tecnologías semánticas
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3.Estadodelarte
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5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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Estado del arte: Tecnologías Semánticas
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5.Aplicación
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• Ontología
“Una ontología es un sistema de representación delconocimiento resultado de la selección de un dominio oámbito del conocimiento, aplicando sobre él un métodocon el fin de obtener una representación formal de losconceptos que contiene y de las relaciones que existenentre ellos.” (Zavitsanos, Paliouras, Vouros, & Petridis, 2007).
Estado del arte: Tecnologías Semánticas
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5.Aplicación
6.Evaluación
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• Composición deuna ontología (Horrocks,Patel-Schneider,&VanHarmelen,2002).
• Clases oconceptos• Personas,Libros,Películas,Pinturas,Casas
• Relaciones oPropiedades• es_amigo_de,es_familia_de,ha_visto,ha_dirigido
• Funciones• Instancias
• Juan,Pedro,Andrés• Axiomas
• SiAes hijo deByBes mujer,Bes madre deA.
Estado del arte: Tecnologías Semánticas
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2.Objetivos
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4.Modelo
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• RDF(Resource Description Framework):Tripletas:Objeto–Atributo– Valor
• OWL: Lenguajedegeneracióndeontologíabasadoenlógica.
• SWRL: Lenguajedereglas.Obtenerrazonamientos.
• SPARQL: Lenguajedeconsultadelabasedeconocimiento.SPARQLUpdate permitemodificarlaontología.
Estado del arte: Análisis de redes sociales
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3.Estadodelarte
4.Modelo
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ProcedimientopararealizarunAnálisisdeRedSocial(ARS)
1.Creacióndecuestionario
2.Recoleccióndedatos
3.Conversióndevalores
4.Creacióndematrices
5.AplicarARSmedianteSW.
6.InterpretacióndelARS.
Estado del arte: Solución propuesta
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Modelo conceptualmulti-dominio• En eldominio delaspersonas• En eldominio delos cuestionarios• En eldominio delAnálisis deRedes Sociales
• Ontologías existentes como base• Personas: FOAF(Friend OfAFriend)(Brickley &Miller
2005)• Cuestionarios: Alipour-Aghdam,M.(2014).Ontology-
DrivenGenericQuestionnaireDesign.• ARS: Ereteo,G.(2011).SemanticSocialNetworkAnalysis.
Autre [cs.OH].TelecomParisTech.
Solución propuesta: Modelo conceptual
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• Estructura completa delasolución propuesta:1. Modelo conceptual:Personas+Cuestionario +
ARS.2. Características multi-dominio.3. Basedeconocimiento paraSBC.4. Representar interpretaciones deARS.5. Motorderazonamiento queevalúe ARS.6. Plataforma queintegre modelo yaplique un
caso particular.
Solución propuesta: Modelo conceptual - Personas
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Ontología FOAF(Brickley &Miller2005).
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6.Evaluación
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Ontología JISNAQA:Personas
Solución propuesta: Modelo conceptual - Personas
Solución propuesta: Modelo conceptual - Personas
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• Ontología JISNAQA:Personas
Solución propuesta: Modelo conceptual - Cuestionarios
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• Basado en elmodelo deAlipour-Aghdam,2014
Solución propuesta: Modelo conceptual - Cuestionarios
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• Ontología JISNAQA:Cuestionarios• QuestionSNA• QuestionnairePastEvent• AnswerOfPersonToQuestion
Solución propuesta: Modelo conceptual - Cuestionarios
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• Ontología JISNAQA:Cuestionarios
Solución propuesta: Modelo conceptual - ARS
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• Basado en elmodelo deEreteo,2011
Estado del arte: TS en ARS
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4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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Ereteo,G.(2011).Semantic SocialNetworkAnalysis.Autre [cs.OH].TelecomParisTech.Retrieved from https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586677.
Solución propuesta: Modelo conceptual - ARS
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Solución propuesta: Modelo conceptual (Propiedades)
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• Ontología JISNAQA:propiedades
Solución propuesta: Modelo conceptual
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• Ontología JISNAQA:clases
Solución propuesta: Modelo conceptual
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• Ontología JISNAQA:métrica
Solución propuesta: Modelo conceptual (Razonamiento)
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5.Aplicación
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• Explotación delmodelo• Razonamiento:una vez laontología cuentaconinstancias.• Reglas SWRLdentro delaontología.
• 7reglas.• Consultas SPARQLfuera delaontología.
• 11consultas.
Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)
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4.Modelo
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• Explotación delmodelo• Reglas SWRL1. PersonOfNetworkAndQPESWRL2. RelationAssignmentSWRL3. CharacteristicAssignmentSWRL4. CharacteristicIntegerAddSWRL5. CharacteristicOfPersonOfAnswerSWRL6. CreateSNAConceptsOfPersosInNetworkSWRL7. CreateSNAConceptsOfNetworksSWRL
Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)
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4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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• Explotación delmodelo• Reglas SWRL1. PersonOfNetworkAndQPESWRL
Person(?p) ^ SNANetwork(?net) ^ AnswerOfPersonToQuestion(?aoptq) ^ isAnswerOfQuestionnairePastEvent(?aoptq, ?qpe) ^ hasNetwork(?qpe, ?net) -> hasMember(?net, ?p) ^ hasAnsweredToQuestionnairePastEvent(?p, ?qpe)
Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)
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4.Modelo
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• Explotación delmodelo• Reglas SWRL2. RelationAssignmentSWRL
isAnswerOfTypeOfRelation(?al, ?tor) ^ isTypeOfRelationOfNetwork(?tor, ?net) ^ swrlx:makeOWLThing(?rel, ?p, ?q) ^ isAnswerOfPersonToQuestionOf(?a, ?p) ^ Person(?q) ^ isAnswerOfQuestionnairePastEvent(?a, ?qpe) ^ Person(?p) ^ hasAnswered(?a, ?al) ^ SNANetwork(?net) ^ isNetworkOfQPE(?net, ?qpe) ^ isAnAnswerRelatingTo(?a, ?q) ^ differentFrom(?p,?q) -> isRelationOfType(?rel, ?tor) ^ isRelationOfNetwork(?rel, ?net) ^ isRelationWith(?rel, ?q) ^ SNARelation(?rel) ^ isRelationOfQPE(?rel, ?qpe) ^ isRelationOfPerson(?rel, ?p)
Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)
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2.Objetivos
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4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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• Explotación delmodelo• Consultas SPARQL
• Contadorderelacionesdelared.• Contadordeactores:objeto,sujeto.• Contadordeactoresconalmenosunarelación.• Cálculodelgradodecadaactor.• Cálculodelgradodeentradaysalidadecadaactor.• Cálculodelgradomediototal,deentradaydesalida
decadared.• Cálculodeladensidaddelared.• Cálculodenodossinconexión.
Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
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• Explotación delmodelo1. Contadorderelacionesdelared
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>PREFIX rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>PREFIX xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>PREFIX jisnaqa: <http://www.jabenitez.com/ontologias/jisnaqa#>INSERT{
?nor jisnaqa:has_SNA_Value ?tot}WHERE{
SELECT ?net ?nor (count(distinct ?rel) as ?tot) WHERE {?net a jisnaqa:SNANetwork .?net jisnaqa:hasNumberOfRelations ?nor .?rel jisnaqa:isRelationOfNetwork ?net?rel jisnaqa:isRelationOfPerson ?p .?rel jisnaqa:isRelationWith ?q# FILTER (?p != ?q)
} GROUP BY ?net ?nor}
Solución propuesta: Sumario
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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• Sumariodelasoluciónpropuesta• Creacióndelmodeloconceptual:ontología.• CreacióndereglasSWRLyconsultasSPARQL.• Objetivo:obteneranálisisderedessocialesdeformaautomáticahaciendousodetecnologíassemánticas.
Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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Solución propuesta: Aplicación
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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Solución propuesta: Aplicación
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Explotación delmodelo en uncaso real.• Línea deinvestigación:Elconsumodealcoholen
adolescentesysupatrónrelacionalenelaula:unaaproximacióncualitativitadesdelosdocentesbajolaperspectivadelARS.
• Formulariodestinadoaalumnosde16a18años.• 9clasesdistintas.• 214personasentotal.• 145520respuestas.
Solución propuesta: Aplicación
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Explotación delmodelo en uncaso real.• Objetivo:probar elmodelo.• Aplicación webquepermitirá:• Crearcuestionariospersonalizados.• RealizarelAnálisisdeRedSocialsobrelosdatosobtenidos.• ObtenerunainterpretaciónaproximadasobrelosdatosobtenidosenelAnálisisdeRedSocialrealizado.
Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Explotación delmodelo en uncaso real.• Tres roles:superadministrador,encuestador,encuestado.
• Funcionalidades principales:• Gestionar cuestionarios validados• AUDIT,FASII,KIDSCREEN,etc.
• Gestionar preguntas personalizadas.• Gestionar encuestados.• Analizar datos delos encuestados.
Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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• Explotación delmodelo en uncaso real.• Ejemplo depreguntas personalizadas enformulario validado AUDIT.
NIVEL DE RIESGO
INTERVENCIÓN PUNTUACIÓN DEL AUDIT
ZONA I Educación sobre el alcohol 0-7ZONA II Consejo simple 8-15ZONA III Consejo simple y terapia breve 16-19
ZONA IV Derivación al especialista para una evaluacióndiagnóstica y tratamiento
20-40
Solución propuesta: Aplicación
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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• Partedelformulario Kidscreen - 27
Solución propuesta: Aplicación
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4.Modelo
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7.Conclusiones
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• Explotación delmodelo en uncaso real.• Ejemplo deinserción decuestionarios.
Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Explotación delmodelo en uncaso real.• Frontend
• Cargar datos ymostrar diferentes redes.• Gráficos dedatos yresultados ARS.• Datos básicos ydescripción.• Influenciadores.• Mostrar yestudiar elnivel deconsumo.• Mostrar yreportar relaciones entreatributos.• Mostrar yreportar factores relacionados conel
consumo.
Solución propuesta: Aplicación
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
Solución propuesta: Aplicación
1.Introducción
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3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
Evaluación del modelo
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Procedimiento deevaluación• Realización deARSmediante UCINET.• Aplicación deconsultas SPARQLalmodelo.• Comparativa entrelos resultados deambasherramientas.
• Tres redes aanalizar:• Amistad• Compañeros• Conocidos
Evaluación del modelo
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Procedimiento deevaluación• Asignación deredes mediante pregunta ¿Cuántotiempo pasas con… ?
• 5respuestasposiblesy5valores
• Nivelesdeamistad:
Evaluación del modelo
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddeamistad
Evaluación del modelo
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddecompañeros
Evaluación del modelo
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddepersonasconocidas
Evaluación del modelo
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2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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TECNOLOGÍAS SEMÁNTICAS APLICADAS AL ANÁLISISDE REDES SOCIALES EN EL ÁMBITO DE LA SALUD
• Evaluación delos resultados• Resultados coherentes ycorrectos mediante elmodelo.
• Obtención demedidas ARSeinterpretación delasmismas.
• Posibilidad deobtener interpretación aARSsinconocimiento por partedelexperto.
• Facilita larecogida dedatos yelanálisis delosmismos.
Conclusiones
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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1. ModeloconceptualdentrodeARSadaptable.2. Diseñoydesarrollodeunentornoquepermiteaplicarlas
TShaciendousodelmodelocomobasedeSBC.3. Implementacióndelmodelogeneradocapazdeobtener
conclusionesmedianteSPARQL.4. ObtencióndeconclusionesaunARSenelámbitodela
salud.5. Caracterizacióndelcontenidoestructuradoysemánticoa
cualquierARS.6. ObtencióndelabasedeunSBCgraciasalaaplicaciónde
inferenciasmedianteSWRLjuntoconconsultasSPARQLparalainterpretacióndeunARS.
Conclusiones: Futuras líneas de Investigación
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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1. Posibilidaddeaumentarelconocimientodelabasedeconocimientopresentada.
2. DentrodelAnálisisdeRedesSociales:posibilidaddeplantearnuevosconceptos,reglasyconsultas.
3. Ontologíaabiertaadistintasmodificacionesquepuedenserútiles,agregandonuevasmedidasARS.
4. Posibilidaddeaumentarelnúmerodereglasqueautomaticenlastareasdelexperto.
Conclusiones: Publicaciones realizadas
1.Introducción
2.Objetivos
3.Estadodelarte
4.Modelo
5.Aplicación
6.Evaluación
7.Conclusiones
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1. JoséAlbertoBenítez,JoséEmilioLabra,EnedinaQuiroga,etal.,“AWeb-Based Tool for Automatic DataCollection,Curation,andVisualization ofComplex Healthcare Survey Studies including SocialNetworkAnalysis,” Computational andMathematical Methods inMedicine,vol.2017,Article ID2579848,8pages,2017.doi:10.1155/2017/2579848
2. EnedinaQuiroga,PilarMarqués-Sánchez,JoséAlbertoBenítez,etal.,“Elconsumodealcoholenadolescentesysupatrónrelacionalenelaula:unaaproximacióncualitativitadesdelosdocentesbajolaperspectivadelARS”,“IVSummer Course enAnálisisdeRedesSocialesyIVWorkshopdeinvestigación”,July 2017.
3. EnedinaQuiroga,IsaíasGarcía*,JoséAlbertoBenítez-Andrades,CarmenBenavides,VicenteMartín,PilarMarqués-Sánchez,“Aqualitative studyofsecondary school teachers’perception ofsocialnetwork analysismetrics inthe context ofalcoholconsumption among adolescents”,InternationalJournal ofEnvironmental Research andPublic HealthManuscript (Enprocesoderevisión).
¡Gracias!Nombre Degree (1)José A. 5José E. 4Isaías 3Alejandro 2Ana 1Héctor 3
Nombre Degree (2)José A. 5José E. 5Isaías 5Alejandro 5Ana 5Héctor 5