Lattice Miner [1] es una herramienta de software de análisis de conceptos formales para la construcción, visualización y manipulación de redes de conceptos . Permite la generación de conceptos formales y reglas de asociación, así como la transformación de contextos formales mediante aposición, subposición, reducción y generalización de objetos/atributos, y la manipulación de redes de conceptos mediante aproximación, proyección y selección. Lattice Miner también permite el dibujo de diagramas de líneas anidadas.
El análisis formal de conceptos (FCA) es una rama de las matemáticas aplicadas basada en la formalización de conceptos y jerarquías de conceptos y se utiliza principalmente como marco para la agrupación conceptual y la minería de reglas. [2] Durante las últimas dos décadas, ha surgido una colección de herramientas para ayudar a los usuarios de FCA a visualizar y analizar redes de conceptos. [3] [4] Van desde las primeras implementaciones basadas en DOS (por ejemplo, ConImp y GLAD) hasta implementaciones más recientes en Java como ToscanaJ, [5] Galicia, [6] ConExp [7] y Coron. [8] Un tema principal en el desarrollo de herramientas FCA es visualizar grandes redes de conceptos y proporcionar mecanismos eficientes para resaltar patrones (por ejemplo, conceptos, asociaciones) que podrían ser relevantes para el usuario. El objetivo inicial de la herramienta FCA llamada Lattice Miner [9] era centrarse en los mecanismos de visualización para la representación de redes de conceptos, incluidos los diagramas de líneas anidadas. Más tarde, se integraron muchas otras características interesantes en la herramienta.
Lattice Miner es una plataforma basada en Java cuyas funciones se articulan en torno a un núcleo. El núcleo de Lattice Miner proporciona todas las operaciones y estructuras de bajo nivel para la representación y manipulación de contextos, entramados y reglas de asociación. Básicamente, el núcleo de Lattice Miner consta de tres módulos: módulos de contexto, de concepto y de regla de asociación. La interfaz de usuario ofrece un editor de contexto y un manipulador de entramado de conceptos para ayudar al usuario en un conjunto de tareas. La arquitectura de Lattice Miner es abierta y lo suficientemente modular como para permitir la integración de nuevas características y facilidades en cada uno de sus componentes.
El módulo de contexto ofrece todas las operaciones y estructuras básicas para manipular contextos binarios y valuados, así como la descomposición del contexto para producir diagramas de líneas anidadas. Las operaciones de contexto básicas incluyen aposición, subposición, generalización, clarificación, reducción, así como el cálculo del contexto complementario. El módulo también proporciona las relaciones de flecha (para la reducción y descomposición del contexto) [2]. La herramienta tiene un formato de entrada LMB y reconoce el formato binario SLF que se encuentra en Galicia y el formato CEX producido por ConExp.
La función principal del módulo de conceptos es generar los conceptos del contexto binario actual y construir la red y la estructura anidada correspondientes (ver Figuras 2 y 3). Proporciona al usuario operadores básicos como proyección, selección y búsqueda exacta, así como características avanzadas como la aproximación de pares. Algunos algoritmos conocidos se incluyen en este módulo, como el procedimiento de Bordat, el algoritmo de Godin y el algoritmo NextClosure. [10] La característica de aproximación implementada en Lattice Miner se basa en la siguiente idea: dado un par (X, Y) donde X ⊆ G, e Y ⊆ M, ¿hay un conjunto de conceptos formales (Ai, Bi) que sean "cercanos a" (X, Y)? Para responder a esta pregunta, la herramienta comienza a identificar el tipo de par que representa el par (X, Y). [11] Puede ser un concepto formal, un protoconcepto, un semiconcepto o un preconcepto. En el último caso, la aproximación viene dada por el intervalo [(X",X′),(Y′,Y")] y resaltada en el diagrama lineal.
Este módulo incluye procedimientos para calcular la base Guigues–Duquenne (raíz) utilizando el algoritmo NextClosure [3], así como las bases genéricas e informativas. Las implicaciones con negación se pueden obtener utilizando la aposición de un contexto y su complementario. Este módulo también incorpora procedimientos para el cálculo de una familia no redundante C de implicaciones y el cierre de un conjunto Y de atributos para el conjunto de implicaciones C dado.
El objetivo inicial de Lattice Miner era centrarse en el dibujo y la visualización de retículas, ya sea como una estructura plana o anidada, teniendo en cuenta el proceso cognitivo de los seres humanos y los principios conocidos para el dibujo de retículas (por ejemplo, reducir el número de intersecciones de aristas, garantizar la simetría del diagrama). Se implementaron algunas técnicas de visualización conocidas, como el enfoque y el contexto y la vista de ojo de pez. La idea básica detrás del paradigma de visualización de enfoque y contexto es permitir que un espectador vea objetos clave (importantes) con todo detalle en primer plano (enfoque) mientras que al mismo tiempo una descripción general de toda la información circundante (contexto) permanece disponible en el fondo. Lattice Miner traduce el paradigma de enfoque y contexto en elementos claros y borrosos, mientras que el tamaño de los nodos y la intensidad de su color se utilizaron para indicar su importancia. También se proporcionan varias formas de resaltado, etiquetado y animación.
Para manejar mejor la visualización de grandes retículos, la herramienta ofrece diagramas de líneas anidadas. La Figura 3 muestra el tercer nivel del diagrama de líneas anidadas correspondiente al contexto binario de la Figura 1, donde se definen tres niveles de anidación. Cada uno de los nodos internos de este diagrama representa una combinación de atributos de los dos niveles anteriores (externos). Los conceptos internos reales (ver el nodo en el lado izquierdo del diagrama) se identifican mediante nodos de color, mientras que los elementos vacíos están en color gris. Cada nodo de los niveles 1 y 2 se puede expandir para exhibir su diagrama de líneas interno. Tanto los diagramas planos como los anidados se pueden guardar como una imagen. Los retículos simples (planos) también se pueden guardar como un archivo de formato XML.