Francois Bry: "Reasoning ist der Motor des Semantic Web."

Die Konvergenz von semantischen Technologien und Methoden des logischen Schließens (Reasoning) ist Kristallisationspunkt und Erfolgsfaktor des Semantic Web. Tassilo Pellegrini sprach mit Francois Bry über die Praxisrelevanz reasoning-basierter Anwendungen, Time-To-Market-Szenarien und die bevorstehenden Semantic-Web-Days in München.

Reasoning ist die Königsdisziplin des Semantic Web. Wie weit ist die Forschung gediehen? Mit welchen Problemen kämpft die Forschung?

Für das Semantic Web sind bisher "Reasoners" für Ontologie-Sprachen wie etwa OWL und RDF(S) entwickelt worden. Damit können Schlussfolgerungen aus Ontologien berechnet werden, z.B. ob eine als Ontologie dargestellte Studienordnung ein Studium in höchstens 9 Semestern zulässt. Unter Ontologie versteht man in diesem Zusammenhang ein formal definiertes System von Begriffen und Relationen zwischen diesen Begriffen. Mit Reasoners für Ontologien können eine ganze Reihe von praktischen Problemen nicht gelöst werden, deren Lösung die Berechnung von einer anderen Art von Schlussfolgerungen erfordert, wie u.a.:

• feststellen, wie Datenbestände zu einer Ontologie stehen, z.B. welche Studenten gemäß einer als Ontologie dargestellten Studienordnung innerhalb eines Semesters ihr Studium abschließen können.
• mit Widersprüchen in einer Ontologie praktisch umgehen, z.B. wenn eine als Ontologie dargestellte Studienordnung eine neu eingeführte übergeordnete Regelung einer Universität oder einem Gesetz widerspricht. Regelungen und Gesetze und deren Übereinstimmungen spielen im Firmenalltag eine wichtige Rolle. Solche Probleme sind daher keineswegs realitätsfern, sondern finden sich in der täglichen Arbeitspraxis. Ihre Lösung erfordert noch Arbeit.

Wie hängen Reasoning und Semantic Web zusammen?

Wie ein Motor zu einem Auto: Ohne Reasoning ist das Semantic Web genauso nutzlos wie ein Auto ohne Motor.

Betrachten wir nochmals das Beispiel der Studienordnung. Ohne Reasoning kann nicht ermittelt werden, inwieweit die Mindeststudiendauer verlängert wird, falls einige Lehrveranstaltungen dauerhaft oder vorübergehend entfallen. Ohne Reasoning kann kein Student überprüfen, wie viele Semester er noch bis zum Studienabschluss benötigt, oder welchen Einfluss ein Auslandssemester auf die Dauer seines Studiums hätte. All dies ist sehr konkret und in vielen Anwendungen allgegenwärtig.

Betrachten wir ein Websystem zur Autovermietung. Es gelten immer mehr oder weniger komplizierte Regeln, die den Preis einer Autovermietung beeinflussen. Der Preis ist oft abhängig von:

• Dauer und Zeitpunkt der Vermietung
• Mitgliedschaft des Vermieters in einem Verein wie dem ADAC
• Fahrerfahrung und Alter des Mieters
• weiterführende Vereinbarungen etc.

Zudem sind die Rabatte nicht immer, oder nicht alle, kombinierbar. Den richtigen Rabatt zu berechnen erfordert Reasoning.

Ein weiteres in Deutschland allgemein bekanntes Beispiel ist die Preisfeststellung für die Deutsche Bahn. Dahinter steht ein Regelwerk, das dem Kunden unbekannt ist, vermutlich, weil es ziemlich kompliziert ist. Ein Reasoner würde es ermöglichen

• dieses Regelwerk dem Kunden mitzuteilen
• die Preisfestlegung dem Kunden zu erklären

und so dem Kunden die Möglichkeit zu geben, mehr Kontrolle über die Auswahl von günstigen Zugverbindungen zu haben. Ähnliches lässt sich für eGovernment-Anwendungen, wie etwa eine Web-basierte Steuerklärung, erreichen.

Reasoning ist insbesondere für Web-basierte Systeme, die ein breites Publikum erreichen, sehr wünschenswert. Selbstverständlich kann statt Reasoning, d.h. dem Einsatz von deklarativen Regeln und von automatischen Schlussverfahren, Standardsoftware eingesetzt werden. Einem solchen Ansatz droht aber die Gefahr, zu einer extrem komplizierten Software zu führen, die sich kaum warten und erweitern ließe. Man denke nur an eine neue Preisregel, die sich die Marketing-Abteilung der Deutschen Bahn überlegen könnte!

Wo sehen Sie die Praxisrelevanz von auf Reasoning basierenden Anwendungen?

Überall, wo Datenbestände verwaltet werden. Reasoning wird überall benötigt, wo "business rules" verwendet werden -- oder auch verwendet werden könnten. Überall werden Datenbestände verwaltet, die nur unter Berücksichtigung von Regeln und Reasoning voll genutzt werden können. Denken Sie an das obige Beispiele des Bahnunternehmens, oder etwa Banken und Regeln zur Vergabe von Krediten(Sarbanes-Oxley-Act oder Basel II), Verwaltung aller Art (gibt es eine Verwaltung ohne Regeln? Schön wäre es!), etc. Es wäre vermutlich einfacher die praktischen Anwendungen aufzulisten, wo die Erschließung der Datenbestände keine Regeln und kein Reasoning benötigen.

Existieren bereits konkrete Anwendungen? Sind Prototypen bereits im Einsatz?

Anwendungen sind bereits vor dem Semantic Web konzipiert worden. Das Semantic Web ist für viele von ihnen relevant, weil es das Schließen (Reasoning) und das Web zusammen bringt. Prototypen für verschiedene Formen des Reasoning im Semantic Web werden in vielen Forschungsgruppen entwickelt. Meine Gruppe am Institut für Informatik der Ludwig Maximilians Universität München entwickelt u.a. eine Anfragesprache für das Web, die (eine bewusst einfach gehaltene Form von) Reasoning anbietet. Überall werden Softwaresysteme entwickelt, die mehr oder weniger Reasoning beinhalten. Zum Beispiel setzen objekt-orientierte Programmiersprachen Reasoning für die Vererbung und die Typprüfung ein. Software-Ansätze oder -Komponenten, die auf Reasoning beruhen, werden bei Workflow-Systemen, bei Agenten-Systemen, und bei Web-Services eingesetzt. Reasoning und Reasoners sind also allgegenwärtig. Woran derzeit in der Forschung gearbeitet wird, ist an einem breiteren Einsatz von Reasoning und Reasoners im Web -- so kann man auch die Fachrichtung "Semantic Web" sinnvoll definieren.

Die Frage stellt sich, ob Semantic-Web-Systeme auch in der Berufspraxis, in Unternehmen und in der Industrie entwickelt werden. Diese Frage kann verschieden verantwortet werden:

• Ja, praktische Semantic-Web-Systeme werden entwickelt, weil immer mehr generische Web-basierte Systeme entwickelt werden, etwa für das bereits erwähnte eGovernment.
• In Europa weniger als in den USA, weil hierzulande so genannte "package software", d.h. die Software-Massenkonfektion, völlig unterentwickelt ist, was übrigens auf Dauer katastrophale wirtschaftliche Folgen für Europa haben könnte. Reasoning ist ein generischer Ansatz, folglich eher geeignet für "package software", die massenhaft verkauft werden, als für maßgeschneiderte Software-Lösungen, deren Entwickler bewusst oder unbewusst nicht notwendigerweise so generisch und so anpassungsfähig wie möglich konzipieren.
• Ein präzises Bild ist schwierig. Überall, wo ein Expertensystem mit einem Web-Portal gekoppelt wird, entsteht eine Semantic-Web-Anwendung und oft der Bedarf nach besseren, generischen Reasoners.

Wie sehen Sie die Diffusionsdynamik von Reasoning-basierten Anwendungen? Mit welchen Zeithorizonten agieren Sie?

Sie sind bereits überall -- aber meist bisher ohne Web-Anbindung. Man denke nur an Expertensysteme: sie sind überall im Einsatz, bei der Suche nach Pannen von Automotoren, in Intensivstationen, um Warnungen zu geben, wenn es Patienten schlecht gehen könnte, in der Verwaltung von Versicherungen, usw. Der Zeithorizont für Reasoning-basierte Web-Anwendungen ist 0-10 Jahre. Es fängt langsam an und wird sich in den kommenden 10 Jahren sehr schnell beschleunigen. Vielleicht wird man auch solche Anwendungen entwickeln, ohne dabei den Begriff "Semantic Web" zu verwenden. Es wäre ein Rückschlag für das Forschungsgebiet -- aber nicht für seine Verbreitung in die Praxiswelt.

Was kann man in naher Zukunft erwarten?

Viele neuartige Web-basierte Anwendungen für die kontext-bezogene Kommunikation -- z.B. zum Erhalt von Nachrichten, die einer Person in ihrem derzeitigen Kontext (beim Auto fahren, während eines Urlaubs, in Süditalien und in französischer Sprache) Nachrichten liefert -- oder für die kontext-bezogene Gruppenarbeit.

Von 6.-7. Oktober 2005 finden in München die ersten Semantic Web Days statt. An welche Zielgruppe ist diese Veranstaltung gerichtet?

Angesprochen sind vor allem Informatiker mit Leitungsfunktion in Firmen und Forschungsinstitutionen, CTOs, CIOs, Softwareentwickler und technische Berater welche einen Überblick über die neuesten Semantic Web Technologien im Industriekontext bekommen möchten.

Was erwarten Sie von den Semantic Web Days? Was darf der/die BesucherIn erwarten?

Einen regen Austausch! Wie schon erwähnt, die Semantic Web Days bieten einen Einblick in die neueste Forschung und Anwendungen speziell aus dem Industriekontext. Ein Chance, die man sich nicht entgehen lassen sollte, denn es sind in den workshops und in dem Austellungsbereich namhafte Firmen wie Siemens, Hewlett-Packard, SAP und KMUs wie Ontoprise und Racer Systems vertreten, um nur einige zu nennen. Gespannt sein kann man auch auf die abschließende Podiumsdiskussion zu dem Thema “Earning Money with Semantic Web technologies”.

Zur Person Francois Bry

Meine ersten Berufserfahrungen habe ich in der Industrie gemacht: ich habe an einem der ersten industriellen Textverarbeitungssysteme bei Alcatel gearbeitet. Dann war ich ein Jahrzehnt an einem industriellen Forschungszentrum, ECRC in München, im Bereich angewandte Deduktion tätig, was mich von Frankreich nach Deutschland versetzt hat. Deutsch zu lernen war damals ein paar Jahre lang eines meiner Hobbys. Vor 11 Jahren habe ich einen Lehrstuhl an der Universität München anvertraut bekommen. Die öffentliche Verwaltung kennen zu lernen, musste dann eine Zeit lang mein Hobby sein! Ich genieße die Zusammenarbeit mit anderen Personen, mit Studenten, mit Doktoranden und mit Forschern aus anderen Ländern. Den Ausgleich bilden Lesen, Wandern und Reisen insbesondere nach Asien.

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