ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

TMHMA ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Υποψήφιος Διδάκτωρ

Παπαδάκος Παναγιώτης

Τίτλος Διδακτορικής Διατριβής

Αλληλεπιδραστική Εξερεύνηση Πολυδιάστατων Πληροφοριακών Χώρων με Υποστήριξη Προτιμήσεων

Επιβλέποντες

Επιβλέπων Καθηγητής : Τζίτζικας Ιωάννης

Μέλη Επιτροπής :

(1) Τζίτζικας Ιωάννης

(2) Πλεξουσάκης Δημήτριος

(3) Σαββίδης Αντώνιος

Στοιχεία Διατριβής

Έναρξη Διδακτορικής Έρευνας : 01/09/2010

Ημερομηνία Υποστήριξης Διδακτορικής Διατριβής: 25/11/2013

Εγκεκριμένος Π/Υ: 28.750

Περίληψη

Η πρόσβαση των χρηστών σε μεγάλους όγκους πληροφοριακών πόρων (δεδομένων ή εγγράφων) συνήθως γίνεται μέσω λειτουργιών αναζήτησης όπου οι χρήστες παραδοσιακά πληκτρολογούν μερικές λέξεις κλειδιά και το σύστημα αναζήτησης (π.χ. η μηχανή αναζήτησης ή σύστημα αποτίμησης επερωτήσεων) επιστρέφει μία γραμμική λίστα «επιτυχιών» (hits). Αν και αυτό είναι ικανοποιητικό για τις ανάγκες της επικεντρωμένης αναζήτησης (focalized search), αυτού του τύπου οι αποκρίσεις δεν παρέχουν επαρκή υποστήριξη σε ανάγκες εξερευνητικού χαρακτήρα (recall oriented), οι οποίες, κατά διάφορες μελέτες, είναι και οι περισσότερες.

Ένα ευρέως πλέον διαδεδομένο μοντέλο εξερευνητικής αναζήτησης είναι η αλληλεπίδραση μέσω Πολυεδρικών και Δυναμικών Ταξινομιών (ΠΔΤ). Το μοντέλο αυτό επιτρέπει στους χρήστες να εποπτεύσουν τον πληροφοριακό χώρο, π.χ, τα αποτελέσματα μιας αναζήτησης, προσφέροντας τους διάφορες ομαδοποιήσεις των αποτελεσμάτων (βάσει των γνωρισμάτων τους, των μεταδεδομένων τους, ή άλλων δυναμικά εξηγμένων πληροφοριών). Οι ομαδοποιήσεις αυτές επιτρέπουν στους χρήστες να περιορίσουν το επίκεντρο τους σταδιακά, και με απλό τρόπο (απλά κλικς), χωρίς δηλαδή να χρειάζεται η διατύπωση επερωτήσεων, και εν τέλει να βρουν πηγές που θα ήταν δύσκολο να βρεθούν στη γραμμική λίστα αποτελεσμάτων λόγω της χαμηλής τους κατάταξης.

Ο εμπλουτισμός των μηχανισμών αναζήτησης με προτιμήσεις θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμος σε ανάγκες εξερευνητικού χαρακτήρα (recall oriented), όμως οι τρέχουσες προσεγγίσεις πρόσβασης πληροφορίας με υποστήριξη προτιμήσεων (που προέρχονται κυρίως από το χώρο των βάσεων δεδομένων), αγνοούν το γεγονός ότι οι χρήστες πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με τον πληροφοριακό χώρο και τις διαθέσιμες επιλογές για να μπορέσουν να περιγράψουν αποτελεσματικά τις προτιμήσεις τους.

Σε αυτή τη διατριβή επεκτείνουμε το μοντέλο αλληλεπίδρασης των ΠΔΤ με δράσεις που επιτρέπουν στους χρήστες να εκφράσουν τις προτιμήσεις τους διαλογικά, σταδιακά, και με απλό τρόπο.

Αρχικά εισάγουμε ένα μοντέλο προτιμήσεων κατάλληλο για πληροφοριακούς χώρους αποτελούμενους από πόρους που περιγράφονται από γνωρίσματα των οποίων οι τιμές μπορεί να είναι ιεραρχικά οργανωμένες ή/και πλειότιμες. Ορίζουμε τη γλώσσα, τη σημασιολογία της και τους σχετικούς αλγόριθμους. Το μοντέλο υποστηρίζει κληρονομικότητα προτιμήσεων στις ιεραρχίες και αυτόματη επίλυση συγκρούσεων, καθώς και τελεστές σύνθεσης προτιμήσεων (προτεραιοποίηση, Pareto και συνδυασμός τους).

Εν συνεχεία εμπλουτίζουμε το μοντέλο ΠΔΤ με δράσεις προτίμησης και προτείνουμε διάφορες βελτιστοποιήσεις και τρόπους αξιοποίησης των εγγενών χαρακτηριστικών των ΠΔΤ για την εφαρμοσιμότητα του μοντέλου σε μεγάλους όγκους πληροφορίας. Κατόπιν παρουσιάζουμε τη σχεδίαση και υλοποίηση του ιστο-συστήματος Hippalus, που υλοποιεί το εκτεταμένο μοντέλο αλληλεπίδρασης.

Σχετικά με το όφελος για το χρήστη, αρχικά αναλύουμε θεωρητικά τα οφέλη βάσει του πλήθους των επιλογών και της δυσκολίας αποφάσεων που καλείται να πάρει, και εν συνεχεία περιγράφουμε και αναλύουμε τα αποτελέσματα τριών αξιολογήσεων από χρήστες.

Η πρώτη διερευνά το βαθμό αποτελεσματικότητας των προτιμήσεων (και τον κόπο διατύπωσής τους) όταν ο χρήστης δεν έχει γνώση των διαθέσιμων επιλογών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μόνο το 20% των χρηστών μπορούν να εκφράσουν αποτελεσματικές προτιμήσεις χωρίς γνώση των διαθέσιμων επιλογών.

Η δεύτερη αξιολογεί την αποδοτικότητα των ΠΔΤ έναντι άλλων εξερευνητικών μοντέλων, και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι ΠΔΤ προτιμήθηκαν από το μεγαλύτερο μέρος των χρηστών, προσέφεραν μεγαλύτερη ικανοποίηση και οδήγησαν σε μεγαλύτερα ποσοστά ολοκλήρωσης των εργασιών.

Η τρίτη αφορά το εκτεταμένο με προτιμήσεις μοντέλο ΠΔΤ και η αξιολόγηση έγινε χρησιμοποιώντας το σύστημα Hippalus. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά, Ακόμα και σε πολύ μικρές συλλογές, με τη χρήση της διεπαφής με προτιμήσεις, όλοι οι χρήστες ολοκλήρωσαν με επιτυχία όλες τις εργασίες στο 1/3 του χρόνου (!) και με υποτριπλάσιες ενέργειες σε σχέση με την απλή ΠΔΤ. Επίσης το 100% των χρηστών, απλών και έμπειρων, προτίμησε την εμπλουτισμένη με προτιμήσεις διεπαφή.

Λέξεις κλειδιά

Προτιμήσεις, Εξερευνητική Αναζήτηση, Αλληλεπιδραστική Ανάκτηση Πληροφορίας, Πάρσιμο Αποφάσεων

Παραδοτέα - Δημοσιεύσεις

1) P. Papadakos, Y. Tzitzikas, and D. Zafeiri. “An Interactive Exploractive System with Real-Time Preference Elicitation”. In Procs of the 13th International Conference on Web Information Systems Engineering (WISE 12), November 2012.

2) Y. Tzitzikas and P. Papadakos. “ Interactive Exploration of Multi-Dimentional and Hierarchical Information with Real-Time Preference Elicitation”. Fundamenta Informaticae, 2013

3) P. Papadakos. Interactive Exploration of Multi-Dimentional and Hierarchical Information with Real-Time Preference Elicitation” (presentation). Herakleitous II Workshop, Heraklion, Greece, 4-5 December 2012 

4) Το σύστημα Hippalus που δημιουργήθηκε είναι διαθέσιμο πλέον από τη μόνιμη διεύθυνση http://www.ics.forth.gr/isl/Hippalus/  

5) Έχει δημοσιοποιηθεί ένα βίντεο το οποίο δείχνει τη λειτουργικότητα του συστήματος Hippalus και την έκφραση προτιμήσεων διαμέσου αυτού στη στη διεύθυνση http://www.youtube.com/watch?v=Cah-z7KmlXc  

6) Υπό δημοσίευση: P. Papadakos, and Y. Tzitzikas. Comparing the Effectiveness of Intentional Preferences versus Preferences over Specific Choices: A User Study. In International Journal of Information and Decision Sciences , Interscience Publishers (to appear).

7) Το άρθρο "Hippalus: Preference-enriched Faceted Exploration" το οποίο έγινε δεκτό στο Workshop ExploreDB 2014, Co-located with EDBT/ICDT 2014, που θα πραγματοποιηθεί στην Αθήνα στις 28 Μαρτίου του 2014

8) Η διατριβή του Υ.Δ. με τίτλο "Interactive Exploration of Multi-Dimensional Information Spaces with Preference Support"