Image via Wikipedia

Jednym ze sposobów na przedstawienie wizji rozwoju Web 3.0, a dokładniej Sieci Semantycznej, jest analiza tzw. semantycznego tortu (ang. Semantic Web Layer Cake), który przedstawia stos technologii i standardów potrzebnych do stworzenia w pełni funkcjonalnej Sieci Semantycznej. Jedna z jego pierwszych wersji (prezentowana w 2002 roku przez TBL) była następująca:

Semantyczny tort (rok 2002) źródło: http://www.w3.org/2002/Talks/04-sweb/slide12-0.html

Podstawą Sieci Semantycznej są dwie technologie, dzięki którym możliwe jest wskazanie dowolnej treści i obiektu (nie tylko w Internecie) oraz opisanie ich w dowolnym języku; są to odpowiednio URI (Uniform Resource Identifier) i Unicode. Adres URI jest podobny do adresu URL (Uniform Resource Locator), z którym mamy codziennie do czynienia w Internecie; różni go jednak to iż umożliwia (przynajmniej teoretycznie) na wskazanie nawet przedmiotów w świecie rzeczywistym, a zatem również ich opisanie i połączenie z dokumentami w Internecie. Unicode umożliwia zapis znaków ze wszystkich znanych obecnie alfabetów.

Kolejna warstwa to bardzo popularny obecnie standard XML i związane z nim przestrzenie nazw (ang. namespaces). W XMLu można zapisać informacje tak, aby maszyna mogła je przetworzyć (ale nie zrozumieć!). W jednym z przyszłych artykułów postaramy się wyjaśnić dlaczego wprowadzenie warstwy XML do "semantycznego tortu" nie było najlepszym pomysłem.

Warstwę wyżej zdefiniowany jest standard nieodłącznie związany z Siecią Semantyczna: RDF (Resource Description Framework). W odróżnieniu od XMLa umożliwia on na zapis grafu (skierowanego) w postaci przetwarzanej przez maszyny; m.in. właśnie na bazie informacji zapisanych w grafie powiązań znaczeniowych (tj. semantycznych) maszyny mogą podjąć próbę zrozumienia prezentowanej treści. Aby wspomóc proces "rozumienia" informacji zapisanej w RDF, kolejne dwie warstwy związane są z definiowaniem znaczenia pojęć wykorzystanych w opisie grafu RDF. Tak zgadliście: chodzi o okryte złą sławą ontologie (o tym w jednym z następnych odcinków serialu). RDF Schema umożliwia na definiowanie prostych ontologii za pomocą hierarchii klas (ang. class) i właściwości (ang. property); nie, tym razem nie ma to nic wspólnego z programowaniem obiektowym poza samą nazwą. Omówimy ten problem w osobnym artykule.

Kolejna warstwa, czyli reguły (ang. rules), pozwala na definiowanie (w językach formalnych, np. RIF) reguł przetwarzania wiedzy zapisanej w RDF i ontologiach. W zestawieniu z budowanymi obecnie mechanizmami struktur logicznych (ang. logic framework) umożliwią maszynom zrozumienie informacji, a nie tylko jej przetwarzanie.

Ostatnie dwie warstwy konieczne są do zapewnienia maszynom (pewnej) autonomiczności w przetwarzaniu informacji i podejmowaniu decyzji w imieniu ich właścicieli. Wymaga to jednak możliwości dostarczenia formalnych dowodów (ang. proof) na poprawność wysuniętych wniosków, oraz ustalenia poziomu zaufania do przeprowadzonego procesu wnioskowania (ang. trust).

Pozostałe dwa elementy, podpisy cyfrowe (ang. signature) i szyfrowanie (ang. encryption), zapewniają bezpieczeństwo operacji w Sieci Semantycznej.

Uff, dużo tego, a co gorsza - same suche specyfikacje, rekomendacje, standardy. Całe szczęście w ciągu ostatnich lat udało się zmienić tę wizję chociaż częściowo w rzeczywistość.

W ciągu ostatnich lat "semantyczny tort" ewoluował wraz z implementacją kolejnych jego warstw. Już dwa lata póżniej, TBL dodał dodatkową warstwę: zapytań (ang. queries) i schematów XML. Pojawiły się też pierwsze narzędzia (Annotea), słowniki (P3P, CC/PP) i standardy (Dublin Core, RSS) implementujące dolne warstwy tortu:

Kolejna wersja semantycznego tortu (rok 2004) http://www.w3.org/2004/Talks/0412-RDF-functions/slide4-0.html

Obecna wersja "semantycznego tortu" zawiera przede wszystkim specyfikacje, które stały się standardami implementującymi poszczególne warstwy: OWL (Web Ontology Language), RIF (Rule Interchange Format), SPARQL (język zapytań dla RDF). Istotne jest, że ontologie, reguły i logika stały się de facto jedną warstwą. Ograniczone też zostało znaczenie formatu XML, bo tak na prawdę w Sieci Semantycznej można radzić sobie bez ograniczeń wprowadzonych przez XML. Pojawiła się też nowa warstwa "docelowa" - interfejs użytkownika (ang. user interface) i aplikacje. Dodatkowo, wskazywanie obiektów możliwe jest teraz za pomocą standardu IRI (Internationalized Resource Identifier) rozszerzającego URI o możliwość używania znaków spoza standardu ASCII do zapisu identyfikatora obiektu.

Do niedawna cały nacisk na prace nad Siecią Semantyczną skierowany był na rozumienie znaczenia treści przez maszyny. To m.in. sukces Web 2.0 spowodował, że zrozumiano potrzebę i ogromne znaczenie interakcji użytkowników z systemami opartymi o rozwiązania semantyczne.

Obecna wersja semantycznego tortu http://www.w3.org/2007/03/layerCake.png

Na zakończenie, wisienka na torcie (ang. cherry on the cake): wersja 3D semantycznego tortu przygotowana przez Benjamina Nowacka. To co w niej istotne to najnowszy element zestawu technologii semantycznych: powiązane dane (ang. linked data). Nie ma co ukrywać, że są one niezmiernie ważne dla sukcesu Web 3.0:  bez semantycznych (czyt. powiązanych) danych, dostępnych w dużej mierze publicznie, żadne mechanizmy wnioskowania nie będą miały znaczenia.

Semantyczny tort w wersji 3D wraz z powiązanymi danymi http://bnode.org/blog/2009/07/08/the-semantic-web-not-a-piece-of-cake

No tak, bo w końcu jak "stare" jest Web 3.0 ?

1. Web 3.0 jeszcze nie istnieje, to tylko mrzonka ośrodków naukowych, i podobnie jak sztuczna inteligencja - nigdy nie będzie powszechną technologią (ang. main stream). Fakt, coś w tym jest - nie potykamy się o serwisy typu Web 3.0 na każdym kroku. Twine, digi.me, czy nawet ostatnie rozszerzenia w Facebook o niczym nie świadczą. A może jednak ?
2. Web 3.0 ma zaledwie 6 miesięcy - w marcu 2009, w czasie obchodów 20 rocznicy Internetu, jego twórca, sir Tim Berners-Lee, ogłosił, że posiadamy już wszystkie wymagane mechanizmy i technologie, aby budować Trzecią Generację Internetu (czyli Web 3.0 z braku lepszej etykiety). No to już coś, ale na prawdę nie było niczego wcześniej?
3. Web 3.0 to tak na prawdę Semantic Web, więc ma 8 lat - w 2001 sir Tim Berners-Lee, James Handler i Ora Lassila opublikowali słynny artykuł w Scientific American. Chwila, ale jeżeli Web 3.0 były równie "stary" co Semantic Web, to byłby starszy od Web 2.0. Coś się tutaj nie zgadza, racja? Fakt, zapomniałem dodać, że w ośrodkach naukowych trochę za długo staraliśmy się dojść do tego czym tak na prawdę powinien być Semantic Web, tracąc czas na zaawansowane wnioskowanie (Description Logic) czy semantyczne usługi sieciowe (ang. Semantic Web Services); w między czasie technologie społeczne stały się na tyle popularne, że Semantic Web stał się bardziej Social Semantic Web, a wymagał już kolejnej cyferki. No super, to może nam jeszcze powiesz, że Web 3.0 może być jeszcze starszy ?
4. Semantic Web istniał już w 2000 roku. Dlaczego ? Bo wówczas powstał pierwszy standard będący językiem opisu ontologii - DAML. Fakt, to całkiem konkretny dowód, szczególnie że stoi za tym DARPA. No ale jeżeli w 2000 roku pojawiła się pierwsza ontologia, to musiałobyć coś wcześniej!
5. Rok wcześniej, w 1999, Stefan Decker (i współautorzy) opublikowali wyniki badań nad OntoBrokerem; to właśnie te prace stały się podstawą do powstania DAML. W tym samym roku organizacja W3C opublikowała rekomendację standardu RDF, a nieco później rekomendację RDF Schema. I to by było na tyle ? Nie !
6. W 1995 roku odbyły się pierwsze warsztaty organizacji DublinCore. Każdy kto kiedykolwiek zaczynał interesować się technologiami semantycznymi trafiał najpierw na schemat Dublin Core. Nie była to jeszcze ontologia, a organizacja Dublin Core przez wiele lat, wywodząca się ze świata bibliotekarzy (cyfrowych), uznawała jedynie zapis wiedzy w XMLu (a nie RDF). Nie mniej jednak, Dublin Core jest nadal jednym z najbardziej popularnych słowników wykorzystywanych nie tylko w Sieci Semantycznej. Świetnie, jak tak dalej pójdzie to okaże się, że Web 3.0 jest równie stary jak sam Internet! ... Skąd wiedziałeś ?
7. W 1989 roku (czyli 20 lat temu!) sir Tim Berners-Lee (TBL), wówczas konsultant w CERN, tchnął życie w coś bez czego nie wyobrażamy sobie czytania tego bloga - stworzył Internet. No tak, ale przecież Internet to HTML i hiperłącza, czyli połączenia pomiędzy stronami WWW. A gdzie tu semantyka ? No powiedzmy sobie szczerze, Internet miał być czymś więcej niż tylko zbiorem połączonych stron. A oto dowód: schemat Internetu jak widział go 20 lat temu TBL:
   

   Internet widziany przez jego twórcę 20 lat temu: http://www.w3.org/History/1989/proposal.html

   Innymi słowy, sir Tim Berners-Lee już wówczas myślał o Internecie jako o sieci zasobów połączonych znaczeniowo, czyli semantycznie. Dalej już się nie cofniemy! Nieprawda.

8. W 1969 roku badania nad współpracą online (ang. online collaboration) i interfejsami użytkownika (ang. human-computer interaction) prowadzone przez Douglas Engelbart i  sponsorowane przez ARPA prowadzą do powstania DARPANET - protoplasty Internetu. Wcześniej nawet nie było komputerów ... Fakt, ale ...
9. W roku 1945 Vannevar Bush prezentuje Memex, system do katalogowania, linkowania i zarządzania wiedzą. Wiele osób pracujących nad technologiami semantycznymi, w tym m.in. nad semantycznymi bibliotekami cyfrowymi, upatruje w systemie Memex protoplastę obecnych zmian w Internecie.