Tvorba Ontologie v EEG/ERP Doméně

Ing. Petr JEŽEK

Doctoral thesis

Ontology Development in EEG/ERP Domain

Abstract:

Because of difficulties with neuroinformatics data/metadata storage, a new research field dealing with the development of neuroinformatics databases is gradually formed. The data within these databases are supposed to be recognizable by interested researchers. To support the development of these databases the description of specific neuroscience fields is needed. Therefore, the scientific community is intensively working on description of individual neuroscience fields by domain ontologies. These ontologies are expressed by Semantic Web languages. Since the current neuroinformatics software tools are usually based on object-oriented languages and relational databases a need for suitable mapping is emerging. Due to differences in semantic expressivity of common modeling techniques and Semantic Web languages it is necessary to fill these semantic gaps. This work is focused on developing an ontology for EEG/ERP domain that expresses EEG/ERP experiments. The developed ontology is practically implemented together with the EEG/ERP Portal. The goal of the EEG/ERP Portal is to serve as a system for storing, managing and interchanging EEG/ERP experiments. The work particularly solves semantic gaps between object-oriented code and Semantic Web languages by adding a missing semantics into the object-oriented code. The developed mapping is implemented within the presented Semantic Framework. The integration of the Semantic Framework within the EEG/ERP Portal ensures transformation of stored experiments into the ontology representation. The registration of the EEG/ERP Portal within the Neuroscience Information Framework practically validates the presented approach.

Abstract:

Při ukládání neuroinformatických dat/metadat vzniká celá řada problémů související s~vhodným popisem ukládaných záznamů. Z~toho důvodu vzniká nový vědní obor zabývající se vývojem neuroinformatických databází. Data ukládaná v~neuroinformatických databázích jsou určena vědecké komunitě, která věnuje úsilí vývoji databází společně s~popisem jednotlivých neurovědeckých oblastí doménovými ontologiemi. Doménové ontologie jsou vyjádřeny jazyky tzv. Sémantického Webu. Současné systémy používané v~neuroinformatice jsou obvykle vyvinuté s~využitím objektově-orientovaných jazyků a~ relačních databází, proto je potřeba navrhnout vhodné mapování do jazyků Sémantického Webu. Tato práce si klade za cíl navrhnout ontologii, která popíše doménu EEG/ERP experimentů. Další část práce se věnuje řešení sémantických rozdílů mezi objektově-orientovaným kódem a jazyky Sémantického Webu a navrhuje způsob rozšíření objektově-orientovaného kódu o chybějící sémantiku. Navržené mapování je implementováno v Sémantickém Frameworku. Poslední část práce se zabývá návrhem a vývojem EEG/ERP Portálu. EEG/ERP Portál je systém navržený pro ukládání, sdílení a správu EEG/ERP experimentů. Navržená ontologie je v tomto systému implementována. Integrace Sémantického Frameworku v EEG/ERP Portálu zajišťuje automatizovanou transformaci uložených experimentů do jazyků Sémantického Webu. EEG/ERP Portál je registrován v systému zvaném "Neuroscience Informational Framework", čímž je ověřena správnost navržené transformace.

Keywords

EEG/ERP Portál, sémantický web, OWL, RDF, neuroinformatická databáze, anotace, anotační nástroj, transformace dat, uložiště EEG/ERP experimentů

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2012

Accessible from:: 23. 4. 2012

Thesis defence

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Doctoral programme / field:
Computer Science and Engineering / Computer Science and Engineering