Contribution to the use of semantic web technologies to promote reflection and situational curiosity in cultural heritage experiences

Resumo

Los últimos veinte años han experimentado un cambio importante en la creación de conocimiento y en los procesos de comunicación, debido al rápido desarrollo de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC). La naturaleza innovadora y global que poseen estas tecnologías tuvo un impacto directo en casi todos los aspectos de la vida, así como en la mayoría de las disciplinas académicas. Se convirtieron en herramientas para producir conocimiento, objetos de estudio y un nuevo dominio de la ciencia en sí misma. La integración entre humanidades y tecnologías dio forma a lo que se conoce como “Humanidades Digitales”, que abarcan todo un conjunto de cuerpos de conocimiento, metodologías y procedimientos articulados en torno a recursos tales como bibliotecas digitales, sistema de información geográfica, redes sociales, mecanismos de interacción humano-computador, etc. Esta noción tiene sentido en tanto que las “Humanidades”, por definición, se refieren a disciplinas académicas que tratan el estudio de diferentes aspectos de la sociedad y la cultura humana, incluyendo lenguas antiguas y modernas, literatura, filosofía, historia, geografía humana, derecho, política, religión, sociología y arte. El apodo “digital” se puede agregar a todas esas áreas, de modo que se cubren los campos tradicionales con apoyo en TIC. Las Humanidades Digitales utilizan diversas tecnologías para analizar y representar registros culturales y humanos. Así, los científicos ahora tienen la capacidad de encontrar respuestas para datos analógicos que solían ser extremadamente laboriosas o rayanas en lo imposible, tales como el análisis de conjuntos complejos de datos y la reconstrucción de patrimonio tangible o intangible. En el sentido contrario, al promover y facilitar la interacción directa entre científicos de distintas disciplinas, las Humanidades Digitales contribuyen también a la perspectiva para el desarrollo y la mejora de las TIC. En esta tesis nos centramos en un área concreta de las Humanidades Digitales: el patrimonio cultural. El desarrollo del patrimonio, su papel y el lugar que ocupó en la sociedad europea llevó a la nominación de 2018 como el Año del Patrimonio Cultural Europeo. Los ciudadanos tuvieron la oportunidad de comprender mejor su cultura con sus diferentes dimensiones, al tiempo que compartían la responsabilidad por ella. La Unión Europea desempeñó asimismo un papel importante en la sensibilización acerca de cuestiones de restauración y conservación del patrimonio. También apoyó la investigación tecnológica y el progreso científico en soluciones tecnológicas, al igual que enfatizó la necesidad de abordar el tráfico y el robo de elementos del patrimonio, así como el papel de este en el turismo sostenible. En particular, nos ha sido de relevancia la consideración del patrimonio cultural en diferentes programas de financiación de la Unión Europea, que facilitaron a los Estados miembros tomar medidas para reactivar su patrimonio nacional o local y salvar sus tradiciones y sus respectivas identidades. El Parlamento Europeo ha adoptado resoluciones para hacer hincapié en los peligros de la protección del patrimonio cultural en la Unión Europea y en el mundo. En consecuencia, se han puesto a disposición varios fondos para que el patrimonio cultural alcanzase la llamada visión “Europa 2020”. Así, el programa “Europa Creativa” asignó un presupuesto de 1.460 millones de euros para el período 2014-2020, destinado a cubrir principalmente proyectos culturales y de medios, en tanto que el programa Horizonte 2020 ha apoyado proyectos con más de 100 millones de euros en el período 2016-2019. Los proyectos financiados en estos programas abordaron en diferentes medidas cuestiones relativas a las siguientes tres dimensiones: - Humanidades: creación de contenido, agregación y curación, evaluación de experiencias, metodologías y técnicas relacionadas, participación del usuario, etc. - Tecnología: adaptación de contenido, personalización, herramientas para ser usadas en el sitio y fuera del sitio, herramientas de autoría, soporte mejorado para la digitalización, interacción hombre-computadora, realidad virtual y aumentada, etc. - Difusión y explotación: planes de negocios, derechos de propiedad intelectual, interacción en laboratorios vivientes (“Living Labs”), estrategias comunes, publicaciones, publicidad, etc. Uno de los proyectos financiados dentro del programa Horizonte 2020 ha proporcionado el marco para el desarrollo de esta tesis doctoral. Se trata del proyecto CrossCult (“Promoción de la reutilización del patrimonio cultural digital en cortes transversales de la historia de Europa sensibles al contexto”), cuyo objetivo fue utilizar las TIC para transformar las visitas a museos, sitios arqueológicos o lugares históricos al aire libre en experiencias más interactivas, basados en las tecnologías maduras de la Web Semántica, los notables avances en Inteligencia Artificial y las muchas iniciativas recientes que van dando forma a las Humanidades Digitales. El proyecto CrossCult buscaba eliminar las fronteras culturales entre las naciones europeas a través de la interconexión de los recursos históricos digitales actuales y la creación de otros nuevos, ya fuera por profesionales o por personas sin formación específica en cuestiones de patrimonio. Para lograr el objetivo prometido, el consorcio CrossCult —liderado por el Instituto Luxemburgués de Ciencia y Tecnología, la Universidad del Peloponeso y la Universidad de Vigo, con la participación adicional del University College de Londres, la Universidad de Malta, la Universidad de Padua, la empresa GVAM Guías Interactivas SL, el Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia, la Universidad del Ática Occidental y la National Gallery de Londres— propuso la creación de una plataforma de servicios de utilidad para el diseño y el despliegue de experiencias interactivas de contenido histórico-cultural que fuese más allá de las lecturas tradicionales. Así, se construyó un paquete sofisticado de software y aplicaciones listas para brindar servicios no solo a los visitantes actuales y futuros de los museos, sitios arqueológicos o lugares históricos (a través de aplicaciones Android o iOS) sino también a diferentes tipos de partes interesadas, incluidos curadores de museos, expertos en Humanidades, analizadores de datos, desarrolladores de aplicaciones y administradores de sistemas (a través de interfaces web a medida). El funcionamiento de las interfaces web y móviles está respaldado por una trastienda que proporciona infraestructura e instrumentos para alojar los componentes principales, incluidas la lógica de los respectivos servicios y una base de conocimiento global en la que se acumulan e interrelacionan los metadatos disponibles sobre las distintas localizaciones y el patrimonio que atesoran. Los conceptos principales de CrossCult se aplicaron en un conjunto de experimentos piloto en diferentes sitios europeos, así como en un conjunto de experimentos menores que se concentraron en tecnologías específicas. En este marco, esta tesis doctoral comparte la motivación general y los objetivos del proyecto: utilizar los desarrollos recientes en las TIC para mejorar la valoración del patrimonio cultural europeo. Más específicamente, hemos investigado el potencial de la narración interactiva y sensible al contexto en juegos serios, como un medio para aumentar el interés en el patrimonio cultural y la historia. Además, hemos investigado si las tecnologías de la Web Semántica se pueden utilizar para impulsar el descubrimiento de asociaciones o temas transversales entre múltiples elementos y ubicaciones del patrimonio, personajes o eventos históricos, etc. El descubrimiento de dichas conexiones se considera como la semilla de la creación de narrativas que despiertan curiosidad para impulsar los juegos y el aprendizaje. Finalmente, hemos desarrollado una nueva vía para la personalización de las experiencias de patrimonio cultural, al vincular fechas históricas relevantes o conmemoraciones anuales a los intereses de cualquier usuario particular de tecnología móvil, con el objetivo de servir el propósito de ofrecer narrativas más profundamente adaptadas. Los objetivos de la tesis pueden, por lo tanto, ser enumerados de la siguiente manera: - En primer lugar, contribuir a la aplicación de las tecnologías de la Web Semántica en el área del patrimonio cultural, de manera que promueva el intercambio de información y la integración de múltiples recursos y, de este modo, facilite el descubrimiento automatizado de conexiones significativas. - En segundo lugar, integrar los recursos abiertamente disponibles de la iniciativa Linked Data —así como otros de nueva creación— para permitir el razonamiento sobre elementos del patrimonio, lugares o sitios culturales y el contexto espacio-temporal de los usuarios de las TIC. - En tercer lugar, implementar sistemas de descubrimiento y recomendación de asociaciones para identificar conexiones relevantes entre los perfiles de usuarios, las bases de conocimiento del patrimonio cultural y un compendio semántico de fechas relevantes. - En cuarto lugar, diseñar e implementar herramientas para expertos en patrimonio cultural, que les sirvan para depurar las asociaciones descubiertas automáticamente y, a partir de ellas, elaborar narrativas interactivas sobre temas de su interés. - Finalmente, reducir la brecha y ayudar a las personas a comprender mejor su identidad nacional y encontrar asociaciones comunes con otras culturas. El trabajo se inició paralelamente con el arranque del proyecto CrossCult en 2016 y finalizó también con el mismo, contando con la colaboración directa — en aspectos tanto técnicos como de humanidades— de personal del University College de Londres, la Universidad de Malta, la Universidad de Padua y la Universidad del Peloponeso, principalmente. Las principales contribuciones resultantes del trabajo se pueden resumir como sigue: - En primer lugar, con una orientación más próxima a las Humanidades, hemos ayudado en la formalización de estrategias de narración de historias que maximizan los resultados deseados en términos de reflexión, reinterpretación, curiosidad, etc. Así, hemos enfrentado las preguntas de cómo facilitar la creación de narrativas para captar la gran cantidad de conexiones o asociaciones entre eventos y personajes históricos, elementos del patrimonio cultural y los intereses, las preferencias y los contextos de las audiencias objetivo de dichas narrativas. Vemos esto como una forma de superar las narrativas predominantes impuestas de manera implícita por el contenido estático de los libros de texto que se usan en colegios e institutos, por la disposición única de exposiciones en diferentes salas de un museo (según ciertos criterios de clasificación: cronología, autoría, estilo de pintura, ...), por la estructura de navegación del sitio web de una institución cultural, por el sesgo editorial de los medios de comunicación, o por la disposición fija e inmutable del patrimonio tangible que se extiende alrededor de una ciudad. - En segundo lugar, ya como aportación tecnológica, hemos contribuido a la creación de herramientas para expertos para crear narrativas basadas en las asociaciones descubiertas por la lógica mencionada anteriormente, así como una aplicación móvil que ofrece esas narrativas como el conductor de un juego de preguntas. También hemos creado y evaluado una muestra de narrativas que buscan promover el conocimiento mutuo entre los mundos europeo y árabe, con un nuevo enfoque pedagógico enraizado en las similitudes y diferencias históricas y culturales existentes entre ubicaciones, personajes, eventos y cualquier otro elemento de identidades ya establecidas y narrativas dominantes. Nuestro diseño integra diferentes medios para instigar la curiosidad, la reflexión y la reinterpretación desde un enfoque de múltiples perspectivas, y una evaluación preliminar del mismo ha arrojado resultados positivos que alientan a seguir mejorando la aplicación, resolviendo problemas de usabilidad y refinando los contenidos. La experiencia permite vislumbrar estudios posteriores centrados en el uso de la aplicación en entornos educativos, contribuyendo a planes de estudios que permitan a los estudiantes desafiar los estereotipos y desarrollar una comprensión profunda de temas históricos controvertidos. - En tercer lugar, hemos contribuido al diseño, implementación y evaluación de un prototipo de bases de conocimiento semántico adecuada para la captura e interrelación de contenidos digitales relacionados con el patrimonio cultural y los metadatos que caracterizan a elementos concretos del mismo (o a colecciones completas). La ontología de CrossCult se definió, pues, como una estructura conceptual genérica de nivel superior que captura conceptos y relaciones comunes en los experimentos piloto del proyecto, con flexibilidad suficiente para acoger un conjunto creciente de sedes, colecciones y obras de arte. Como tal, la ontología ofrece formalismos que se adaptan a arreglos conceptuales comunes y permiten el aumento, la vinculación, el razonamiento semántico y la recuperación de información, incluyendo (i) una estructura única y genérica de nivel superior que actúa como una capa semántica de conceptos y relaciones comunes entre pilotos, (ii) una definición ontológica sólida que permite un razonamiento semántico rico y eficientes, (iii) una estructura escalable que se puede ampliar formalmente para satisfacer necesidades conceptuales especializadas cuando sea necesario, (iv) un modelo de representación de conocimiento que se basa en estándares ampliamente utilizados de la Web Semántica —tales como CIDOC-CRM, Dublin Core, SKOS y FOAF— para promover la interoperabilidad y la vinculación con recursos de terceros, y (v) un modelo de representación de conocimiento que habilita la reutilización de recursos. - En cuarto lugar, hemos creado la lógica necesaria para ejecutar sistemas de descubrimiento y recomendación de asociaciones semánticas como parte del catálogo de servicios ofrecidos por la plataforma CrossCult. Nuestro enfoque se basa en los estándares generales para el modelado semántico de la información del patrimonio cultural, que suplementamos con una selección de recursos adicionales más nuevas clases y propiedades para capturar la semántica de fechas especiales relevantes, así como para modelar temas de reflexión y narrativas. En esa línea, se construyó un almanaque semántico a través de la minería de datos en diferentes sitios de la World Wide Web, resolviendo un problema (la gestión de conmemoraciones periódicas y su significado) que no había sido abordado con anterioridad. - Por último, hemos creado un sistema de personalización basado en modelos de espacios vectoriales de palabras, que clasifica las asociaciones descubiertas según los intereses y eventos personales de cualquier usuario específico. Nuevamente, se trata de una aproximación sin precedentes en la literatura, que hemos evaluado satisfactoriamente en el contexto del Museo Arqueológico de Trípoli (Grecia) de manos de visitantes potenciales y expertos arqueólogos, pudiendo concluir con cierta confianza que las narraciones recomendadas son útiles para promover la reflexión y la retención de conocimiento sobre importantes temas culturales e históricos. Vemos este trabajo como un punto estratégico de acción en el proyecto CrossCult, en línea con su objetivo final de interconectar recursos digitales culturales, lugares físicos y opiniones de los ciudadanos de manera que promuevan la reflexión sobre la historia y el patrimonio cultural. A nuestro entender, el trabajo que hemos realizado en CrossCult ha revelado algunas de las muchas posibilidades de la Inteligencia Artificial para apoyar una narración más efectiva en las Humanidades Digitales aplicadas al patrimonio cultural. La experiencia obtenida a través de los diferentes pilotos y experimentos ha proporcionado evidencia de que diversas técnicas de Inteligencia Artificial —desde la Web Semántica y la teoría de grafos hasta el reconocimiento de entidades y vectores de párrafos— pueden proporcionar ayudas significativas para descubrir asociaciones y conexiones interesantes entre recursos digitalizados, perfiles de usuario y cualesquiera características se consideren relevantes sobre el contexto actual de este. Esas conexiones se pueden emplear directamente para llamar la atención de los usuarios de la tecnología móvil a piezas de contenido seleccionadas —ya sea de los repositorios de un museo determinado o de fuentes disponibles públicamente como Wikipedia o Europeana— o, de manera alternativa, pueden servir de base para crear narraciones más específicas, con contenido preciso, confiable y específico por parte de expertos. Desde un punto de vista crítico, cabe destacar que, incluso si las conexiones son fuertes, las aplicaciones de patrimonio cultural pueden ser tan buenas como el contenido que sirven y los mensajes duraderos que envían. Este hecho resalta la importancia de integrar la Inteligencia Artificial en las herramientas de autoría adecuadas, con características para apoyar la colaboración, la integración de los archivos del lugar y recursos de datos diversos, la creación colaborativa de gráficos para la narración, la visualización y la gestión de asociaciones, etc. Se trata de aprovechar al máximo el tiempo y el esfuerzo de los expertos, sin dejar a un lado que es posible recurrir a la sabiduría de la multitud, siguiendo las experiencias pioneras de lo que se conoce como “cómputo por personas” o “crowd computing” en el área del patrimonio cultural. Consideramos que este es un nicho de investigación que aún debe desarrollarse en el futuro, con mucho espacio para la innovación y un notable potencial de mercado. En definitiva, creemos que contar con narrativas nuevas y no convencionales que se centren en aspectos interculturales y transfronterizos puede hacer una diferencia en la valoración de la historia y el patrimonio cultural como una experiencia compartida, toda vez que hemos constatado repetidamente —en diferentes escenarios internacionales, con diferentes conceptos de aplicaciones y en diversos grupos objetivo— que las simetrías históricas y culturales pueden apoyar la curiosidad, la reflexión y la comprensión. Desde el lado puramente tecnológico, hemos podido comprobar que las tecnologías de Web Semántica se encuentran en un punto de desarrollo y adopción que, efectivamente, brinda soluciones en diferentes dominios de aplicación, tras muchos años en los que se cuestionaba si el coste de la generación de anotaciones formales se vería compensado por los beneficios derivados de su explotación. La tesis consta de cinco capítulos, agrupados en tres partes diferentes: - La Parte I (“Introducción”) contiene dos capítulos. En el Capítulo 1 (“Introducción”) examinamos el impacto de las TIC en el área amplia de Humanidades Digitales en general, y en el ámbito del Patrimonio Cultural en particular. También se ilustraron los objetivos de investigación y las contribuciones. El Capítulo 2 (“Antecedentes y trabajo relacionado”), por su parte, se concentra en analizar los aportes de otros investigadores en el pasado, brindando una visión general del estado del arte en los enfoques de narración y las tecnologías aplicadas al patrimonio cultural, además de las diferentes tecnologías que se utilizaron en la investigación, presentando así una amplia información sobre diferentes conceptos y conceptos técnicos como la semántica, las ontologías, el descubrimiento de asociaciones y la personalización. - La Parte II (“Contribuciones de la tesis”) desgrana los aportes resultantes del trabajo de doctorado, en dos capítulos. En el Capítulo 3 (“Contribuciones al modelado semántico de conocimiento sobre el patrimonio cultural y a las narrativas apoyadas en tecnología”) explicamos las estrategias de narración desarrolladas en el marco del proyecto CrossCult, destacando nuestras contribuciones a los diferentes enfoques, herramientas y experimentos. Por su parte, en el Capítulo 4 (“Contribuciones al descubrimiento de asociaciones, a la sensibilidad al contexto y a la personalización”) presentamos los algoritmos de descubrimiento y personalización de la asociación que coinciden con la información contextual de las fechas relevantes. También se incluyen los resultados del experimento realizado para el Museo Arqueológico de Trípoli. - Finalmente, la Parte III (“Conclusiones y trabajo futuro”) contiene el Capítulo 5 (de idéntico título), que proporciona un resumen de las conclusiones resultantes de este trabajo de doctorado, junto con algunas instrucciones para el trabajo futuro, ya sea una continuación directa de nuestras contribuciones o sugerencias para explorar nuevos potenciales.