Linked data based exploratory search

Description

The general topic of the thesis is web search. It focused on how to leverage the data semantics for exploratory search. Exploratory search refers to cognitive consuming search tasks that are open-ended, multi-faceted, and iterative like learning or topic investigation. Semantic data and linked data in particular offer new possibilities to solve complex search queries and information needs including exploratory search ones. In this context the linked open data cloud plays an important role by allowing advanced data processing and innovative interactions model elaboration. First, we detail a state-of-the-art review of linked data based exploratory search approaches and systems. Then we propose a linked data based exploratory search solution which is mainly based on an associative retrieval algorithm. We started from a spreading activation algorithm and proposed new diffusion formula optimized for typed graph. Starting from this formalization we proposed additional formalizations of several advanced querying modes in order to solve complex exploratory search needs. We also propose an innovative software architecture based on two paradigmatic design choices. First the results have to be computed at query-time. Second the data are consumed remotely from distant SPARQL endpoints. This allows us to reach a high level of flexibility in terms of querying and data selection. We specified, designed and evaluated the Discovery Hub web application that retrieves the results and present them in an interface optimized for exploration. We evaluate our approach thanks to several human evaluations and we open the discussion about new ways to evaluate exploratory search engines.

Abstract (French)

Cette thèse s'intéresse à l'exploitation de la sémantique de données pour la recherche exploratoire. La recherche exploratoire se réfère à des tâches de recherche qui sont très ouvertes, avec de multiples facettes, et itératives. Les données sémantiques et les données liées en particulier, offrent de nouvelles possibilités pour répondre à des requêtes de recherche et des besoins d'information complexes. Dans ce contexte, le nuage de données ouvertes liées (LOD) joue un rôle important en permettant des traitements de données avancés et des interactions innovantes. Nous détaillons un état de l'art de la recherche exploratoire sur les données liées. Puis nous proposons un algorithme de recherche exploratoire à base de données liées basé sur une recherche associative. A partir d'un algorithme de propagation d'activation nous proposons une nouvelle formule de diffusion optimisée pour les graphes typés. Nous proposons ensuite des formalisations supplémentaires de plusieurs modes d'interrogation avancée. Nous présentons également une architecture logicielle innovante basée sur deux choix de conception paradigmatiques. D'abord, les résultats doivent être calculés à la demande. Deuxièmement, les données sont consommées à distance à partir de services SPARQL distribués. Cela nous permet d'atteindre un niveau élevé de flexibilité en termes d'interrogation et de sélection des données. L'application Discovery Hub implémente ces résultats et les présente dans une interface optimisée pour l'exploration. Nous évaluons notre approche grâce à plusieurs campagnes avec des utilisateurs et nous ouvrons le débat sur de nouvelles façons d'évaluer les moteurs de recherche exploratoires.

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