Implementing Rule-based

Systems with Semantic

MediaWiki

SMWCon Fall 2017, October 5th 2017

Semantic MediaWiki in Thesis Research

about Business & IT

• Technical motivations

– Accessibly programmable

– Varied software tool chest

– Distributed for student teams

• Suitable for implementing business system interfaces

– Quick for final systems

– Quick for prototypes in scrum-like development

– Context in Model-driven development approach

• Business rule support from SMW

– Page Forms parameters: warning, block, etc.

– Display of rule-breakers (data needs)

Pagina 2

Thesis Research Structure at the Open

University in the Netherlands

• Master Class project: Ontology editor with Page Forms (2009)

• Informatics Bachelors Thesis group projects

– Semantic Friendly Forms (2009)

– Protégé Fresnel (2014)

– Fresnel Forms (2015) … @ SMWCon Fall 2015

• Including SMWCon’ers Alex Mekkering & Teun Theunissen!

• Business Process Management & IT Masters Thesis

– Current topics: Business Rules, Rule Systems, Rule Wikis

– Academic, management science-oriented, not really programmers

– Masters Circles: 2/year, takes one year, 6 students per circle

• http://is.cs.ou.nl/OWF

Pagina 3

Masters class project (@SMWCon 2010)

• Annotation with RDFS/OWL properties and

classes

• Uses Semantic Forms for annotation

• RDFS and OWL inferencing on “check” pages

• Implementation: page and template code

Semantic Friendly Forms (@SMWCon 2010)

• Bachelors Thesis group project

• Special pages MediaWiki extension

• Goals

– More RDFS/OWL in forms

– More user-friendly features

• Features

– (Re-)editing of: templates, properties, forms

– Additional hyperlinks and autocompletion

– RDFS/OWL constructs in forms

– rdfs:domain drives template generation

More SFF features

• Form-based editing of properties

– RDFS/OWL properties in Form code

• Generates template and form code from RDFS/OWL

– rdf:datatype -> [[Has type::]]

– rdfs:domain -> property in template and form

– rdfs:range -> Semantic Forms autocompletion parameters

– owl:inverseOf -> SMW’s invert-property template

– owl:symmetricProperty -> in infobox both ends of triple

• Driven by RDFS/OWL properties

– Thus import of RDFS/OWL ontologies would generate initial interface

OWL Wiki Forms (OWF) (@SMWCon 2013)

Pagina 12

15

16

Fresnel Forms (FForms) (@SMWCon 2015)

• Plugin for Protégé Semantic Web ontology editor

– Easy to download and install, open source in Java

– Download or edit Semantic Web ontology in Protégé

• FForms tab in Protégé

– Default wiki interface

– GUI for editing interface: FForms and CSS

– Save as Fresnel for future adaptation

– Export as wiki XML with SMW and Semantic Forms

• Import to wiki

– Page Forms with ontology-derived interface assistance

– Export to RDF linked to source Semantic Web

Pagina 17

Default browser

• Property order not normalized

• Property display for type

• No tailored CSS

• Simple two-column table

Pagina 18

Wikipedia Fresnel Forms, default

Edited browser

• Property order easy to change

• CSS

– Fits in Fresnel standard

– <div>-based better than table

• “Awards” is more page link than data

annotation

• Extend with SPARQL queries?

– Age calculation

– Honorific acronyms

• Ordering of multiple values works

– But via the wiki code

– Not via Semantic Web

Pagina 19

Wikipedia Fresnel Forms, edited

From Model-driven to Rule-based

Model-driven Rule-based

Models based on things Rules based on agreements

Bills and payments “Every bill must be paid” (& unpaid bills)

Develops systems Designs collaboration (process)

Databases Logic

Classes and properties Rules (about classes and properties)

Fresnel Forms Relation Algebra on Ampersand

Fresnel lens (like CSS) ?

Pagina 20

(My) BPMIT Masters Thesis research

structure

How and to what extent can …

Ampersand | Semantic Web | Semantic MediaWiki

… implement …

case study

… from …

knowledge domain

… by applying …

academic model

Pagina 21

VOG Legal case study in Ampersand: logic

Nr Regel Categorie *

A Het ID van de aanvrager moet vastgesteld kunnen worden Actor rule

B Het ID van de ondertekenaar van een aanvraag moet vastgesteld kunnen worden. Actor rule

C De aanvrager en ondertekenaar van een aanvraag zijn dezelfde persoon Actor rule

D Het type ID op de aanvraag moet zijn toegestaan Information object rule

E De leges moeten betaald zijn voordat de aanvraag ondertekend mag worden Workflow rule

F Het aanvraagnummer en de behandelde ambtenaar moeten zijn ingevuld Information object rule

G Alleen een ambtenaar mag een gemeentelijke aanvraag afhandelen Actor rule

H De leges voor een aanvraag moeten betaald zijn Information assertion rule

I Als er bijzonderheden zijn, moeten deze zijn toegelicht Information object rule

J Als de aanvraag gepersisteerd wordt, moet dit zijn toegelicht Information object rule

K Als er advies van Covog nodig is, moet dit zijn toegelicht Information object rule

L De ambtenaar van ondertekening moet dezelfde zijn als de behandelende ambtenaar Actor rule

M Een aanvraag mag alleen gedaan worden in de gemeente van vestiging Information assertion rule

N De aanvraag moet volledig zijn ingevuld Information object rule

O Als de aanvrager geen strafblad heeft, wordt de aanvraag automatisch toegekend Information assertion rule

P Per soort identificatiemiddel moet het serienummer uniek zijn Information object rule

Q De UserId en Password moeten uniek zijn Information object rule

R Elk paspoort heeft een nummer en een houder Information object rule

S Elk paspoort heeft een uniek serienummer Information object rule

T Elk rijbewijs heeft een nummer en een houder Information object rule

U Elk rijbewijs heeft een uniek serienummer Information object rule

V Elk Digid heeft een userid, een password en een houder Information object rule

W Elk Digid heeft een unieke combinatie van userid en password Information object rule

VOG Legal case study in Ampersand: form

VOG Legal case study in Ampersand: violation

Pagina 24

VOG Legal case study on Semantic Web

Masters Thesis research questions

• How well-suited is an established Semantic Web

ontology for generating interfaces (with FForms)?

• How well-suited is FForms for generating an

interface for an ontology?

• How should FForms be extended to support

business rules?

Pagina 26

Ongoing thesis research topics

• Single-student Bachelor project: FForms as stand-alone Java

– Facilitates quick extensions

• Best default interface with Wikipedia infoboxes as target

– From processing: ontology, web text, web data

• FForms / Page Forms / SMW implementation for …

– Rubrics: assessment in education, double-layered MDD

– Multi-lingual Wikipedia-like websites

– Agile Programming: {{#username}} extension

• From Ampersand and Semantic Web to SMW

– EU-Rent: classic fictional research business rule example

– Declaration of Good Behavior (VOG): Hohfeldian legal concepts

– What is the mapping and/or style language?

– Design Patterns?

Pagina 27

Technical guesses for what it might

become

• Rule as “semantic” object that gets style sheets (Fresnel lens)

• User IDs for roles: vary infobox, dynamically query form code?

• Integrating external Semantic Web endpoint

– Inferencing on SMW infoboxes through external queries

– Inconsistency messages from external reasoner?

• Guiding data entry to (only) legitimate values with Page Forms

– Already in FForms

• Range: buttons, pulldown, autocompletion, etc.

• Cardinality: mandatory and lists

– #forminput: link to prefilled form to make new page to link to

– Blocking vs warning

• Query “violations”

– Data needs: fields that still need to be filled in

– Context and scope: whole wiki, just page, subtree

– Complex logic requiring external reasoner

Pagina 28

Questions? Tips? Willingness to code?

Pagina 29