Tecnologías Semánticasaplicadasal Análisisde ... filerepresente ARS y encuestas en ontología.

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

2 / 56JoséAlbertoBenítez Andrades - [email protected]

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



Introducción: Problemática

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



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



Hipótesis

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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



• 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

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



Estado del arte: Tecnologías semánticas

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



Estado del arte: Tecnologías Semánticas

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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).


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• RDF(Resource Description Framework):Tripletas:Objeto–Atributo– Valor

• OWL: Lenguajedegeneracióndeontologíabasadoenlógica.

• SWRL: Lenguajedereglas.Obtenerrazonamientos.

• SPARQL: Lenguajedeconsultadelabasedeconocimiento.SPARQLUpdate permitemodificarlaontología.

Estado del arte: Análisis de redes sociales

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



ProcedimientopararealizarunAnálisisdeRedSocial(ARS)

1.Creacióndecuestionario

2.Recoleccióndedatos

3.Conversióndevalores

4.Creacióndematrices

5.AplicarARSmedianteSW.

6.InterpretacióndelARS.

Estado del arte: Solución propuesta

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología FOAF(Brickley &Miller2005).

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:Personas


Solución propuesta: Modelo conceptual - Cuestionarios

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Basado en elmodelo deAlipour-Aghdam,2014


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:Cuestionarios• QuestionSNA• QuestionnairePastEvent• AnswerOfPersonToQuestion


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:Cuestionarios

Solución propuesta: Modelo conceptual - ARS

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Basado en elmodelo deEreteo,2011

Estado del arte: TS en ARS

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



Ereteo,G.(2011).Semantic SocialNetworkAnalysis.Autre [cs.OH].TelecomParisTech.Retrieved from https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586677.

Solución propuesta: Modelo conceptual - ARS

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



Solución propuesta: Modelo conceptual (Propiedades)

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:propiedades


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:clases


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Ontología JISNAQA:métrica

Solución propuesta: Modelo conceptual (Razonamiento)

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo• Razonamiento:una vez laontología cuentaconinstancias.• Reglas SWRLdentro delaontología.

• 7reglas.• Consultas SPARQLfuera delaontología.

• 11consultas.

Solución propuesta: Modelo formal (Razonamiento)

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo• Reglas SWRL1. PersonOfNetworkAndQPESWRL2. RelationAssignmentSWRL3. CharacteristicAssignmentSWRL4. CharacteristicIntegerAddSWRL5. CharacteristicOfPersonOfAnswerSWRL6. CreateSNAConceptsOfPersosInNetworkSWRL7. CreateSNAConceptsOfNetworksSWRL


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo• Reglas SWRL1. PersonOfNetworkAndQPESWRL

Person(?p) ^ SNANetwork(?net) ^ AnswerOfPersonToQuestion(?aoptq) ^ isAnswerOfQuestionnairePastEvent(?aoptq, ?qpe) ^ hasNetwork(?qpe, ?net) -> hasMember(?net, ?p) ^ hasAnsweredToQuestionnairePastEvent(?p, ?qpe)


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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)


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo• Consultas SPARQL

• Contadorderelacionesdelared.• Contadordeactores:objeto,sujeto.• Contadordeactoresconalmenosunarelación.• Cálculodelgradodecadaactor.• Cálculodelgradodeentradaysalidadecadaactor.• Cálculodelgradomediototal,deentradaydesalida

decadared.• Cálculodeladensidaddelared.• Cálculodenodossinconexión.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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



• Sumariodelasoluciónpropuesta• Creacióndelmodeloconceptual:ontología.• CreacióndereglasSWRLyconsultasSPARQL.• Objetivo:obteneranálisisderedessocialesdeformaautomáticahaciendousodetecnologíassemánticas.

Solución propuesta: Aplicación

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones




1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones




1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo en uncaso real.• Línea deinvestigación:Elconsumodealcoholen

adolescentesysupatrónrelacionalenelaula:unaaproximacióncualitativitadesdelosdocentesbajolaperspectivadelARS.

• Formulariodestinadoaalumnosde16a18años.• 9clasesdistintas.• 214personasentotal.• 145520respuestas.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo en uncaso real.• Objetivo:probar elmodelo.• Aplicación webquepermitirá:• Crearcuestionariospersonalizados.• RealizarelAnálisisdeRedSocialsobrelosdatosobtenidos.• ObtenerunainterpretaciónaproximadasobrelosdatosobtenidosenelAnálisisdeRedSocialrealizado.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Partedelformulario Kidscreen - 27


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Explotación delmodelo en uncaso real.• Ejemplo deinserción decuestionarios.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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.


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



Evaluación del modelo

1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Procedimiento deevaluación• Realización deARSmediante UCINET.• Aplicación deconsultas SPARQLalmodelo.• Comparativa entrelos resultados deambasherramientas.

• Tres redes aanalizar:• Amistad• Compañeros• Conocidos


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Procedimiento deevaluación• Asignación deredes mediante pregunta ¿Cuántotiempo pasas con… ?

• 5respuestasposiblesy5valores

• Nivelesdeamistad:


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddeamistad


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddecompañeros


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• Comparativa dedatos entreUCINETyJISNAQA.• Reddepersonasconocidas


1.Introducción

2.Objetivos

3.Estadodelarte

4.Modelo

5.Aplicación

6.Evaluación

7.Conclusiones



• 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



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



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



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

Tecnologías Semánticasaplicadasal Análisisde ... filerepresente ARS y encuestas en ontología.

Documents

Transcript of Tecnologías Semánticasaplicadasal Análisisde ... filerepresente ARS y encuestas en ontología.