Informatik – personalisiert & adaptiv

Personalisierung und Adaptivität bezeichnen die Fähigkeit eines Systems, sich flexibel den Bedürfnissen der aktuellen Anwendungssituation anzupassen. Dies umfasst die Anpassung an den oder die Benutzer, die aktuelle Nutzungssituation, die Anwendungsdomäne, sowie die zu erfüllende Aufgabe. Im Kontext von Informationssystemen bedeutet dies, die Nutzenden in ihrer aktuellen Situation in das Zentrum des Systems zu stellen und ihnen

zur richtigen Zeit (Prozess),
mit den richtigen Informationen (Inhalt),
in der richtigen inhaltlichen Form (Repräsentation)
und der richtigen Darstellungsweise (Präsentation) anzubieten.

Mit diesen Zielen sind eine Reihe von Fragestellungen verbunden, deren Lösung eine Herausforderung auf verschiedenen Gebieten der zukünftigen Informatikforschung darstellen. Forschungsbedarf: Reiche Nutzungs- und Inhaltsmodelle

Zu dieser Aufgabe gehören:

Die automatische Erkennung und Repräsentation der aktuellen Anwendungssituation (Kontextmodellierung), Informationen über die Nutzer und ihre Präferenzen, Rollen und Bedürfnisse (Benutzermodellierung)
Semantische Erschließung von Informationen und semantische Anreicherung der vorhandenen Informationsinhalte (Metadaten) um eine personalisierte Nutzung zu ermöglichen. Semantische Interpretation von Information
Die Verwendung von Benutzer- und Kontextinformationen zur Verbesserung der Effektivität und Effizienz der Informationssuche und dem Angebot einer personalisierte und adaptiven Informationspräsentation
Die korrekte Integration von und Übersetzung zwischen unterschiedliche interaktive Präsentation und Nutzung
Interaktive Repräsentations- und Präsentationsformen.
Situativ angepasste Nutzungsschnittstellen, die den Bedürfnissen, kognitiven Möglichkeiten und der aktuellen Nutzungssituation gerecht gestaltet werden

Echte Lösungen für die angesprochenen Probleme verlangen nach ganzheitlichen Lösungen, die Techniken aus unterschiedlichen Disziplinen wie Information Retrieval, Maschinelles Lernen und die Wissensrepräsentation kombinieren. Forschungsbedarf: Kontext und Weltwissen Eine grundlegende Voraussetzung für eine erfolgreiche Personalisierung beziehungsweise Adaption von Systemen ist die Fähigkeit, Wissen über den Kontext des Systems sowie generelles Wissen über die Anwendungsdomäne zu repräsentieren und zu verarbeiten. In den Bereich des Kontextwissens fallen hierbei Wissen über die speziellen Vorlieben des Benutzers in Form eines Benutzermodells, welches den speziellen Informationsbedarf des Benutzers, aber auch über Faktoren, welche die Darstellung der Informationen beeinflussen beinhaltet. Beispiele zusätzlicher Faktoren sind physische und technische Einschränkungen, Vorwissen und Intellektuelle Kapazität, bevorzugte Terminologie und Konzeptualisierung sowie Benutzungshistorie.

Zu den Aspekten, die den Benutzer betreffen, kommen solche, die sich aus dem Kontext ergeben. So spielt der Kontext der Anwendung hierbei eine ähnliche Rolle wie das Benutzermodell. Er bestimmt, welcher Informationsbedarf besteht und welche zusätzlichen Aspekte bei der Darstellung der Ergebnisse zu berücksichtigen sind. Der so genannte Kontext der Informationen ist oft eine notwendige Voraussetzung für die korrekte Interpretation von Informationen und bildet somit die Grundlage für die Entscheidung, ob eine Information im gegebenen Kontext relevant ist. Kontextinformationen können hierbei vielfältig sein. Neben zeitlichen und räumlichen Aspekten spielen auch die Art der Erzeugung der Informationen, die verwendete Terminologie und Konzeptualisierung und der ursprüngliche Verwendungszweck eine Rolle.

Angesichts der Bedeutung von Benutzer- und Kontextwissen stellt sich eine Reihe von Forschungsfragen, die bisher nicht zufrieden stellend beantwortet werden konnten. Insbesondere fehlen Konzepte zur Beantwortung folgender Fragestellungen:

Wie kann der Kontext eines Information oder Anwendung mit minimalem Aufwand automatische erfasst und Repräsentiert werden ?
Wie können unterschiedliche Aspekte eines Kontextes in einheitlicher Form dargestellt werden?
Wie können Informationen von einem Kontext in einen anderen übersetzt werden, ohne dass die intendierte Bedeutung verloren geht?
Wie können Kontextinformationen genutzt werden um die Suche, Interpretation und Darstellung von Informationen zu optimieren?

Unabhängig von der konkreten Anwendungssituation ist zur erfolgreichen Interpretation von Informationsinhalten, die eine Grundvoraussetzung für Adaptivität ist, häufig Weltwissen notwendig. Weltwissen bildet hierbei die Grundlage für eine ganze Reihe wichtiger Funktionen. Insbesondere liegt seine Bedeutung in der Unterstützung der Identifizierung relevanter Strukturen in Informationen (beispielsweise bestimmte Worte in einem Text oder bestimmte Texturen in einem Bild) und der Bestimmung der hieraus erwachsenden Implikationen (beispielsweise die Zuordnung zu einem bestimmten Thema oder Detektion eines bestimmten Objektes). Eine wichtige Rolle spielt Weltwissen auch bei der Beschreibung von Benutzer- und Kontextinformationen. Insbesondere ist es notwendig, die entsprechenden Beschreibungen mit Weltwissen zu verbinden, um einen Bezug zu Informationsinhalten herstellen zu können. Ein spezielles Problem ist hierbei die Notwendigkeit, Informationen in verschiedenen Kontexten miteinander zu vergleichen um etwa abschätzen zu können, ob eine bestimmte Information auch im aktuellen Kontext relevant ist. Diese Übersetzung zwischen unterschiedlichen Kontexten kann nur dann gelingen, wenn das Verhältnis der bestimmenden Kontextfaktoren ermittelt werden kann (bezeichnen zwei räumliche Angaben denselben Ort, sind die erkannten Objekte einander ähnlich). Dies kann nur auf der Grundlage von Weltwissen erfolgen.

Die formale Darstellung und Verarbeitung bestimmter Formen von Weltwissen wurde in der Vergangenheit unter dem Begriff der Ontologie bereits intensiv untersucht. Trotz allem besteht weiterhin enormer Forschungsbedarf in diesem Gebiet, insbesondere bezogen auf unterschiedliche Formen von Weltwissen, die sich nicht nur auf rein Terminologische Aspekte beziehen. Relevante Forschungsfragen sind in diesem Zusammenhang die folgenden:

Wie kann Weltwissen unabhängig von einer bestimmten Anwendung im System repräsentiert werden?
Wie kann terminologisches Wissen mit anderen Wissensformen verknüpft werden?
Wie kann das Weltwissen aufbereitet und maschinenverarbeitbar erschlossen werden?
Wie kann das jeweils als relevant identifizierte Weltwissen optimal zur Interpretation der Daten und zur Einleitung entsprechender Handlungen eingesetzt werden?