Inhaltsverzeichnis

1  Einführung.  4

2  Grundlagen des Semantic Webs.  6

2.1  Semantische Lücke.  6

2.2  Definition Semantic Web.  7

2.3  Architektur des Semantic Webs.  9

2.3.1  URI/IRI.  9

2.3.2  XML (eXtensible Markup Language)  10

2.3.3  RDF (Resource Desription Framework)  12

2.3.4  Ontologien.  16

2.3.5  SPARQL.  20

2.3.6  Proof, Trust  20

2.4  Semantic Web Services.  23

3  Good Practices - Semantic Web im Einsatz.  29

3.1  Yahoo SearchMonkey.  29

3.2  DBpedia - Semantisches Wikipedia.  30

4  Fazit.  32

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Abbildungsverzeichnis   

Abbildung  1: Schichtenmodell des Semantic Web.  

Abbildung  2: RDF-Triple „Mutter pflegt Kind“  

Abbildung  3: Open Data Cloud - Quellen vernetzter Daten.  

Abbildung  4: Semantische Treppe.  

Abbildung  5: Web Service Standards.  

Abbildung  6: Yahoo SearchMonkey Ergebnisanzeige.  

Abbildung  7: DBpedia Mobile mit Kartenansicht.  

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1E i n f ü h r u n g

Das Internet steht vor einer neuen Entwicklungsphase, die es Computern in naher Zukunft ermöglicht, Informationen im Web eine formale Bedeutung zuzuschreiben. Die Bedeutung von Daten kann unter Verwendung derzeitiger Informationstechnologien zum größten Teil nur von Menschen interpretiert werden. Zum Beispiel kann die Farbe Rot bei einem Menschen nur deshalb eine Signalwirkung auslösen, weil der Mensch Assoziationen bilden kann, die auf seinen persönlichen Erfahrungen und Weltbildern basieren. Für den Computer bleibt die Farbe Rot lediglich eine Dezimal- oder Hexadezimalzahl. ¹ Diese unterschiedliche Interpretationsvielfalt von Informationen bestimmt die Störanfälligkeit des Kommunikationsprozesses zwischen Mensch und Computer. Das World Wide Web (WWW) konnte sich trotz, oder vielleicht gerade wegen der unterschiedlichen Art und Weise wie Mensch und Computer Informationen miteinander austauschen, zu einem Massenmedium entwickeln. Die Informations- und Kommunikationstechnik konnte die Beherrschung der komplexen Mensch-Computer-Kommunikation in den letzten Jahren durch intelligentere, computergestützte Informationssysteme und verbesserter Schnittstellen erheblich steigern. Weitere Gründe führten zu einer neuen Gesellschaftsstruktur, die auf Netzwerken beruht: Die Bedürfnisse der Wirtschaft nach flexiblem Management und Globalisierung von Kapital, Produktion und Handel; Die Forderung der Gesellschaft nach individueller Freiheit und offener Kommunikation; und die außerordentlichen Fortschritte in der Mikroprozessortechnik. Ende des zweiten Jahrtausends hatte sich das Internet explosionsartig entwickelt und strukturiert mittlerweile wirtschaftliche, gesellschaftliche und politische Kernaktivitäten. ² Komplexere und

anspruchsvollere Aufgaben der Benutzer stehen immer mehr Möglichkeiten gegenüber, das Zusammenleben und Wirtschaften zu vereinfachen beziehungsweise effektiver zu gestalten. Neue Geschäftsmodelle haben die

1 Vgl. McKelvey, R.: Hypergraphics, Design und Architektur von Websites, Hamburg 2000, S.48

2 Vgl. Castells, M.: The Internet Galaxy, Reflections in Internet, Business and Society, Oxford University Press 2001, S.11

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technologischen Fortschritte aufgegriffen und nutzen das Internet als eine Basis-Technologie des elektronischen Handels. Der gegenwärtige Wandel von der Dienstleistungsgesellschaft zur Informationsgesellschaft drückt sich in zunehmender Vernetzung von Menschen, Institutionen, Web-Anwendungen und Inhalten aus, und wird in Zukunft durch semantische Technologien zu einer Wissensgesellschaft fortschreiten.

Diese Vernetzung gepaart mit der Offenheit des Internets als Informationsraum, führt zu einer Revolution im Management, weil Fortschritte in der Informationstechnologie die sehr genaue Messung von Marktveränderungen ermöglichen können. ³ Das Wachstum des Internets im letzten Jahrzehnt, und die daraus entstandenen Möglichkeiten für den Zugang zu Informationen, sowie die erfolgreich geführten Geschäftsmodelle im E-Commerce, begründen sich in der Einfachheit des Internets. Allerdings ist es auch die Einfachheit, welche einen weiteren Wachstumsschub erheblich erschwert. ⁴ An dieser Stelle erreichen wir die Schwelle zum Semantic Web.

Das Semantic Web (WWW-Diktion „Web 3.0“) zielt auf eine erheblich erweiterte digitale Kodierung kommunizierter Inhalte ab, welche das Wirtschaften von Unternehmen, ausgehend vom derzeitigen Internet, weiter effektiviert. Digitale Informationen werden mit formaler Bedeutung ergänzt, die es Computern ermöglicht, sinnvolle Zusammenhänge zwischen Daten zu erkennen und dadurch den Nutzer bei der Navigation durch große Datenbestände und dem Auffinden von relevanten Informationen unterstützt. Intelligentere und nutzerorientierte Web-Anwendungen werten dadurch den Kommunikationsprozess in sozialen Netzwerken, Anbietern, Nachfragern, Geschäftspartnern und Applikationen enorm auf.

3 Vgl. Müller-Stewens, G., Fleisch, E.: Die Macht über Informationen. In: Harvard Business Manager, o. Jg (2008), S.39

4 Vgl. Fensel, D. Et al: Spinning The Semantic Web. Bringing the World Wide Web to its Full Potential, London 2003, S.3

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Diese Arbeit gliedert sich in die Hauptbereiche Grundlagen, Praxisbeispiele und Fazit. Aufgrund der sehr aktiven Bewegung in der aktuellen Forschung um das Semantic Web, welche sich in einer Reichhaltigkeit von wissenschaftlichen Publikationen ausdrückt, wird der vorliegende Inhalt keineswegs Anspruch auf Vollständigkeit erheben können. Vielmehr wird ein komprimierter Einblick in das weit gespannte Forschungsfeld des Semantic Webs gewährt, um Perspektiven für die Zukunft des Internets zu eröffnen.

2 Grundlagen des Semantic Webs

Dieses Kapitel ist eine Einführung in die theoretischen Grundlagen des Semantic Webs und bereitet das Verständnis zur Funktionsweise der Praxisbeispiele vor. Vorausgesetzt wird die Kenntnis über grundlegende Begriffe aus der Informatik. Welche Motive stehen hinter dem Semantic Web? Wie funktioniert das Semantic Web aus technologischer Sicht und wie sehen Szenarien im Einsatz aus? Um diese Fragen zu beantworten wird ein Blick in die Theorie der Informatik geworfen und es werden etablierte Ergebnisse von Forschungsgruppen vorgestellt.

2.1 Semantische Lücke

Die geistigen Fähigkeiten des Menschen und die komplexen Zusammenhänge d e r W e l t i n d e r e r l e b t , l a s s e n sich nicht von automatisierten Computermodellen vollständig abbilden. Die Informatik definiert zu dieser Problematik den Begriff „Semantische Lücke“, welche bei der Beschreibung eines Sachverhalts durch die Verwendung unterschiedlicher Repräsentationsformen (Sprache) entsteht. Für die Entwicklung

informationstechnischer Systeme ist es also das Ziel, die umgangssprachliche Formulierung aus der realen Welt, in eine formalisierte, automatisiert reproduzierbare und verarbeitbare Repräsentation von Informationen zu überbrücken. Eine sehr hohe Abstraktion der realen Welt ist oftmals Voraussetzung, damit ein realer Sachverhalt in eine eindeutige

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maschinenverständliche Sprache übersetzt werden kann. Diese Abstraktion der realen Welt hat die Hermeneutik (Lehre des Verstehens) zu einem Korrektiv verleiten lassen und betont, dass mittels der Sprache als „poröse“ Grundlage zwar auch das Semantic Web gewebt werden kann ⁵ , allerdings aufgrund der Endlichkeit und Offenheit menschlichen Existierens all jene begrifflichen Anstrengungen der Informationstechnik nicht zu dem Irrglauben führen sollten, es gäbe „da draußen“ eine Welt von Bedeutungen „an sich“, die im digitalen Netz eindeutig abgebildet oder repräsentiert werden können.“ ⁶ Gleichwohl gilt das Semantic Web derzeit in Fachkreisen als technologische Revolution mit dem Potenzial, dass die „Semantische Lücke“ durch eine

maschinenverständliche Bedeutungsebene leichter überbrückt werden kann. Methoden der künstlichen Intelligenz könnten zwar auch herangezogen werden, um kognitive Aufgaben bis zu einem gewissen Grade von Computern übernehmen zu lassen, allerdings lassen die erreichten Resultate in diesem Forschungsfeld eine webweite, zuverlässige Anwendung sehr fragwürdig erscheinen. ⁷ Eine alternative Herangehensweise wäre das Semantic Web. Im Unterschied zur künstlichen Intelligenz werden Informationen im Semantic Web von vornherein machinenverständlich zur Verfügung gestellt, um anschließend von Maschinen eindeutig interpretiert werden zu können.

2.2 Definition Semantic Web

In diesem Kapitel werden zwei Definitionen vorgestellt, die das Semantic Web aus jeweils zwei verschiedenen Perspektiven betrachtet. Tim Berners-Lee unterstreicht den Aspekt der „Erweiterung des vorhandenen Internet“ und Andreas Blumauer die „Reduzierung der Transaktionskosten“. Die Idee des Semantic Webs stammt von Tim Berners-Lee, dem Erfinder des „World Wide Web“ (WWW) und Leiter des World Wide Web Consortium (W3C) ⁸ . Sein viel

5 Vgl. Putman H.: Represäntation und Realität. Frankfurt am Main, 1991 6 Capurro, R.: Hermeneutik Revisited, in: Pellegrini, T; Blumauer, A.: Semantic Web. Wege zur Wissensgesellschaft. Berlin 2006, S. 531

7 Vgl. Hitzler, P. Et al.: Semantic Web - Grundlagen. Berlin 2008, S. 9 8 Homepage des W3C: http://w3c.org. Aufgerufen am 14.11.2008

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zitierter Satz aus der Zeitschrift „Scientific American“ (Mai 2001) hat bis heute kein Stück an aktueller Brisanz verloren:

„The Semantic Web is not a separate Web but an extension of the current one, in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation.“ 9

Berners-Lee bekräftigt in dieser Aussage den Zusammenhang zwischen derzeitigem Web und Semantic Web durch den Begriff der „Erweiterung“. Die Erweiterung basiert auf den etablierten Standards des bestehenden Internets, welche nicht durch neue Standards ersetzt werden, sondern auf ihnen aufbauen. Andreas Blumauer beschreibt das Semantic Web aus einer ökonomischen Perspektive indem er den Einfluss auf die Transaktionskosten beschreibt:

„Das Semantic Web ist ein globales Projekt, um Transaktionskosten durch den Einsatz von syntaktischen und semantischen Übereinkünften zu reduzieren, die aufgrund der unverbindlichen Form der inhaltlichen Organisation im bestehenden HTML- dominierten WWW im Zuge jeglicher Bedeutungsübertragung entstehen“

Transaktionskosten, als Kosten der wirtschaftlichen Interaktion von Unternehmen (Informationsgewinnung, Anbahnungskosten, Vereinbarungskosten), ¹⁰ können nach Blumauer durch eine zielgerechtere

Informationsverteilung und Bedeutungsübertragung reduziert werden. Er bestimmt jene Transaktionskosten als reduzierbar, welche durch die Kommunikation über das derzeitige Web (HTML-dominiert) entstehen.

9 Berners-Lee, T., Hendler, J., Lassila, O.: The Semantic Web.A new form of Web content that is meaningful to computers will unleash a revolution of new possibilities. In: Scientific American, 2001. Online verfügbar: www.sciam.com/article.cfm?id=the-semantic-web 10 Die Bedeutung der Kosten wirtschaftlicher Interaktion von Unternehmen wurde von Ronald Coase durch seinen Artikel „The nature of the firm“ (1937) initiert und durch Oliver E. Williamson weiter vertieft, indem er Einflussgrößen auf die Höhe der Transaktionskosten bestimmt hat (1971).

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