[논문 리뷰] Research and Development Workstation Environment: the new class of Current Research Information Systems

Oleksandr Palagin, Vitalii Velychko외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 15.

Statistical and Computational Modeling참고 문헌 15인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 과학적 연구 및 개발 전 과정을 지원하는 클라우드 통합형 문제 중심 정보 시스템인 연구 및 개발 워크스테이션 환경(RDWE)을 소개한다. 모듈러 아키텍처 내에서 마이크로서비스, RESTful 웹 서비스 및 오픈소스 도구를 조합함으로써 RDWE는 임의의 도메인에서 온톨로지 공학, 특허 문서화 및 의미 분석의 자동화를 통해 연구 효율성을 향상시킨다.

ABSTRACT

Against the backdrop of the development of modern technologies in the field of scientific research the new class of Current Research Information Systems (CRIS) and related intelligent information technologies has arisen. It was called - Research and Development Workstation Environment (RDWE) - the comprehensive problem-oriented information systems for scientific research and development lifecycle support. The given paper describes design and development fundamentals of the RDWE class systems. The RDWE class system's generalized information model is represented in the article as a three-tuple composite web service that include: a set of atomic web services, each of them can be designed and developed as a microservice or a desktop application, that allows them to be used as an independent software separately; a set of functions, the functional filling-up of the Research and Development Workstation Environment; a subset of atomic web services that are required to implement function of composite web service. In accordance with the fundamental information model of the RDWE class the system for supporting research in the field of ontology engineering - the automated building of applied ontology in an arbitrary domain area, scientific and technical creativity - the automated preparation of application documents for patenting inventions in Ukraine was developed. It was called - Personal Research Information System. A distinctive feature of such systems is the possibility of their problematic orientation to various types of scientific activities by combining on a variety of functional services and adding new ones within the cloud integrated environment. The main results of our work are focused on enhancing the effectiveness of the scientist's research and development lifecycle in the arbitrary domain area.

연구 동기 및 목표

• 과학적 연구 수명 주기 내 효율성 저하 문제를 해결하기 위해 통합적이고 문제 중심의 정보 시스템을 개발한다.
• 다양한 도메인에서의 연구 활동을 지원하기 위한 클라우드 통합형 확장 가능한 프레임워크를 설계한다.
• 지식 모델링, 문서화 및 정보 검색의 자동화를 통해 연구 생산성을 향상시킨다.
• 온톨로지 공학 및 특허 출원서 준비와 같은 지능형 서비스의 원활한 통합을 가능하게 한다.

제안 방법

• 원자 웹 서비스, 기능 컴포넌트 및 필수 서비스 서브세트로 구성된 삼중조합 웹 서비스 모델을 제안한다.
• JSON/XML 데이터 모델과 RESTful 웹 서비스를 활용한 마이크로서비스 기반 플랫폼 독립 아키텍처를 적용한다.
• 의미 분석, 온톨로지 구축 및 특허 문서 생성을 위한 무료 및 오픈소스 소프트웨어(FLOSS) 컴포넌트를 통합한다.
• 분산 저장소 간의 데이터 추상화 및 동기화를 구현한 모듈러 설계를 사용한다.
• 서비스 지향 원칙을 적용하여 연구 지원 기능의 동적 조합을 가능하게 한다.
• 도메인에 관계없이 적용 가능한 정보 모델을 개발하였으며, 이는 페르소널 리서치 인포메이션 시스템(PRIS)을 통해 우크라이나 특허 절차 및 온톨로지 공학에 적용되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 통합적이고 문제 중심의 정보 시스템은 과학적 연구 및 개발 전 과정을 어떻게 간소화할 수 있는가?
• RQ2 클라우드 환경에서 다양한 연구 지원 서비스를 효과적으로 통합하기 위한 아키텍처 원칙은 무엇인가?
• RQ3 자동 온톨로지 구축 및 특허 문서화는 어떻게 단일 연구 환경 내에 체계적으로 통합될 수 있는가?
• RQ4 모듈러하고 서비스 기반의 설계는 다양한 과학적 도메인 간의 적응성과 재사용성에 얼마나 기여하는가?

주요 결과

• RDWE 프레임워크는 통합적이고 모듈러하며 클라우드 기반 서비스를 통해 종단 간 과학적 연구 지원을 가능하게 한다.
• 개인 연구 정보 시스템(PRIS)은 복합 웹 서비스를 활용하여 우크라이나에서 특허 출원서 작성 과정을 성공적으로 자동화하였다.
• 특화된 조합 가능한 웹 서비스 세트를 통해 자동 온톨로지 공학 및 의미 분석이 효과적으로 지원된다.
• 시스템의 마이크로서비스 아키텍처는 RESTful 인터페이스를 통해 플랫폼 독립성, 확장성 및 상호운용성을 보장한다.
• 데이터 추상화 및 저장소 간 동기화를 통해 분산 환경에서의 데이터 일관성과 가용성이 향상된다.
• 클라우드 기반 학습 환경과 서비스 지향형 학습 모델을 통해 교육 현장에의 통합 잠재력이 뚜렷하게 드러났다.