Optimierung von Unternehmensbewertungen durch automatisierte Wissensidentifikation, -extraktion und -integration

Einleitung

Unternehmensbewertungen liefern unabhängige Hinweise zum wirtschaftlichen Wert von Startups, ihren Produkten und Technologien. Die Durchführung solcher Bewertungen erfordert umfassende Kenntnisse über die Produkt-Pipelines, die Finanzierung, Lizenzverträge, das Management und die Erfolgsmetriken des Unternehmens. Das Sammeln dieser Datenpunkte braucht erhebliche Ressourcen und Investitionen in Datenerfassungs- und Verarbeitungsprozessen.

Die vorgestellte Forschungsleistung wurde zusammen mit einem auf Unternehmensbewertungen spezialisierten Schweizer Unternehmen durchgeführt und konzentriert sich auf die Steigerung der Effizienz und Effektivität dieser Datenerfassungs- und Verarbeitungsprozesse durch die Entwicklung von Komponenten des maschinellen Lernens, die

1. strukturierte Daten über die Produktpipeline eines Unternehmens (d. h. Produkte und Medikamente, die an klinischen Studien teilnehmen) automatisch identifizieren und aus behördlichen Plattformen wie zum Beispiel die vom U. S. Gesundheitsministerium betriebene ClinicalTrials.gov Seite, dem EU-Register für klinische Studien oder der WHO-Plattform für klinische Studien extrahieren.

2. Änderungen in der Unternehmensführung und der zugehörigen Kontaktdaten erfassen, die über die Webpräsenz eines Unternehmens kommuniziert werden.

Das automatisiert gesammelte externalisierte Wissen wird dann in die Datenbanken des Industriepartners integriert.

Forschungsstand

Deep Web Data Acquisition behandelt Strategien zur Erschließung jener Webdaten, die sich hinter proprietären Suchschnittstellen verbergen. Es wird angenommen, dass der Umfang der Daten im Deep Web dem des durch Suchmaschinen zugänglichen Surface Webs übersteigt (Khelghati et al., 2013; Noor et al., 2011). Eine umfassende Studie von (Chang et al., 2004) aus dem Jahr 2004 schätzt, dass das Deep Web über 450.000 Web-Datenbanken umfasst, von denen mehr als drei Viertel die strukturierten Inhalte über eine Abfrageschnittstelle zugänglich machen. He et al., 2013 betrachten die Generierung von Abfragen, das Filtern leerer Ergebnisse und die URL-Deduplizierung als wichtige Unterprobleme bei der Gewinnung von Daten aus Deep Web-Quellen und stellen Techniken vor, mit denen diesen Herausforderungen begegnet werden kann.

Named Entity Linking beschreibt eine Methode der Wissensextraktion, die es ermöglicht Nennungen von Produkten-, Medikamenten- und Firmen in textuellen Inhalten zu identifizieren und diese auf eine Zielontologie abzubilden. Gangemi, 2013 bietet einen Überblick über Werkzeuge zur Wissensextraktion, zusammen mit spezifischen Anwendungen für die Erkennung und Verknüpfung von Entitäten. C. Wang et al., 2012 schlagen ein auf Graphen basierendes Modell (MentionRank) vor, das sich zunutze macht, dass homogene Gruppen von Entitäten häufig in ähnlichen Dokumenten vorkommen. Dieser gemeinsame Kontext ermöglicht es, Begriffe wie „Apple“ oder „HP“ besser zu disambiguieren, wenn diese in Dokumenten mit einem informationstechnologischen oder unternehmerischen Schwerpunkt vorkommen. Neuere Ansätze wie (Weichselbraun et al., 2019) verwenden maschinelles Lernen für verschiedene Teilaufgaben dieses Verlinkungsprozesses, einschließlich der Generierung von Namensvarianten und der eigentlichen Verlinkung.

Slot-Filling geht einen Schritt weiter, indem es die im Text vorhanden Entitäten und deren Eigenschaften auf eine Datenbank abbildet. Dabei stützt es sich auf die zuvor extrahierten Entitäten und weist ihnen spezifische Rollen (z. B. chiefExecuteOfficerOf, phoneNumberOf etc.) zu, sodass mehrerer Datenpunkte (z. B. Name, Adresse, Telefonnummer etc.) zu einem einzigen Datensatz kombiniert werden können. Da Slot Filling die Ergebnisse von mehreren Wissensextraktionstechniken vereint, können sich kleine Ungenauigkeiten vervielfachen, was in der Praxis zu einer hohen Fehleranfälligkeit führt. Dieses Problem spiegelt sich auch in den Ergebnissen von Wettbewerben, die sich mit dem automatischen Slot Fillling beschäftigen. So erreichte z. B. bie dem TAC 2017 Cold Start Slot Filling Task selbst das beste System nur einen F1-Wert unter 20 Prozent (Lim et al., 2017). Beim weniger komplexen TAC KBP 2013 English Slot Filling Task erzielte das von Roth et al., 2014 entwickelte System den höchsten F1-Wert von 37,3 Prozent. Das Gewinnersystem konnte mittels eines Distant Supervision Ansatzes, der in Kombination mit einer abfrageorientierten Methode zur Relationsextraktion angewandt wurde, die Identifikation von Beziehungen als Klassifikationsaufgabe modellieren.

Durch eine Reduktion der Aufgabenkomplexität ist es möglich die Genauigkeit von Slot Filling erheblich zu steigern. (X. Wang et al., 2019) erreichen zum Beispiel einen F1-Wert von über 76,5 Prozent für eine temporale Slot Filling Aufgabe, die sich darauf beschränkt, die Präsidenten und Präsidentinnen eines Landes sowie deren Legislaturperioden aus Nachrichtenartikeln abzuleiten. Analog zu diesem Vorgehen setzt die in diesem Papier vorgestellte Forschung Slot Filling erfolgreich für abgegrenzte, gut definierte Extraktionsaufgaben ein, die für die Erstellung von Unternehmensbewertungen von Biotech-Unternehmen unerlässlich sind.

Methode

Wesentliche Teile des World Wide Web sind für Suchmaschinen schwer zu erfassen, da sie sich aus dynamischen Webseiten zusammensetzen, die auf themenspezifischen Datenbanken zurückgreifen und nur über bestimmte Portalseiten zugänglich sind. Diese Deep Web-Datenquellen sind jedoch oft für industrielle Anwendungen von hoher Bedeutung, da sie qualitativ hochwertige, redigierte und aktuelle Inhalte zu verschiedenen Themen wie wissenschaftlichen Publikationen, Bibliothekskatalogen und medizinischen Studien enthalten. Der im vorliegenden Beitrag skizzierte Prozess kombiniert Datenerfassungstechniken wie Deep Web Mirroring und gezieltes Web Crawling mit Methoden der Wissensextraktion und Datenfusion, um die aus diesen Quellen extrahierten Daten in bestehenden Domain-Ontologien und Datenbanken zu integrieren.

Abbildung 1

Übersicht des vorgestellten Prozesses zur automatisierten Wissensidentifikation, -extraktion und -integration.

Abbildung 1 zeigt den entwickelten Prozess, der vorhandenes, kodiertes Domänenwissen des Industriepartners als Hintergrundwissen berücksichtigt. Die Deep Web Mirroring-Komponente (1) nutzt unter anderem dieses Wissen zur Optimierung der Reihenfolge, in welcher Daten in Deep Web-Ressourcen abgefragt werden. Sobald eine klinische Studie abgerufen wurde, sorgt das Recognyze Named Entity Linking Framework (Weichselbraun et al., 2015) in Verbindung mit Slot Filling (3) für die Extraktion von relevanten Inhalten wie zum Beispiel den an der vorliegenden klinischen Studie beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen, dem Titel der Studie, den Ansatz, Einschlusskriterien und den Studienfortschritt. Anschließend werden die Inhalte normalisiert und mit den bestehenden Datensätzen in die Ontologie des Industriepartners kombiniert und mit diesen integriert (4).

Eine zweite, parallele Datenerfassungspipeline verwendet gerichtete Web-Crawls (2), um Firmen-Webseiten auf Änderungen in der Managementstruktur und den zugehörigen Kontaktdaten zu überwachen. Auch hier nüzt das System die bereits erwähnten Methoden der Wissensextraktion (3), um die Personal- und Adressdaten des Unternehmens zu identifizieren und integrieren diese in die Domänenontologie des Industriepartners (4).

Beide Slot Filling-Aufgaben profitieren stark von der Applikation des Hintergrundwissens, das aus der Domänenontologie des Industriepartners und anderen domänenspezifischen Wissensquellen bezogen wird. Insbesondere wird durch diese Herangehensweise Folgendes ermöglicht:

1. Die Substitution von Entitätenidentifikation, die den Typ einer Entität (zum Beispiel Person, Produkt, etc.) identifiziert durch Entitätenverlinkung. Diese verknüpft erkannte Entitäten (d. h. Produkte, Organisationen, Namen von Schlüsselpersonen, etc.) mit den entsprechenden Einträgen der Wissensdatenbank und hat sich im definierten Kontext als wesentlich genauer und weniger fehleranfällig erwiesen;

2. Die Vereinheitlichung verschiedener Beschreibungen klinischer Phasen innerhalb der Deep-Web-Ressourcen auf standardisierte Werte;

3. Die exakte Identifizierung von Telefonnummern, da den Extraktionskomponenten Hintergründe über die korrekte Zusammensetzung je nach Land und Region zur Verfügung stehen.

Durch die Beschränkung der verwendeten Slot Filling Komponente auf sehr spezifische Rollen wie clinicalPhaseOf, performedBy, isPhoneNumberOf etc. konnte deren Genauigkeit signifikant verbessert werden.

Ergebnis

Mit diesem Prototyp konnten über 480.000 klinische Studien erschlossen werden, von denen sich 61.865 erfolgreich mit Unternehmen aus der Ontologie des Industriepartners verknüpfen ließen. Insgesamt 35.757 klinische Studien (7,4 % aller abgerufenen Studien) wurden zum Zeitpunkt dieser Analyse als abgeschlossen gekennzeichnet.

Zusätzlich wurden durch fokussierte Web-Crawls über 1,3 Millionen Webseiten von 53.335 verschiedenen Unternehmen erfasst und aus diesen über 233.000 Datensätze von Schlüsselpersonen aus dem Biotech-Bereich extrahiert und mit bestehenden Datensätzen kombiniert. Diese Werte veranschaulichen sehr gut, dass ein manuelles Kurationsverfahren wirtschaftlich unrentabel wäre und demonstrieren das Potenzial der vorgestellten Methoden im kommerziellen Umfeld.

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Innovationen liefern umfassende und zeitnahe Information über klinische Studien und Unternehmen zu sehr niedrigen Kosten und ermöglichen es dem Industriepartner, seine Bewertungen von Biotech- und Pharma-Startups auf eine noch solidere Grundlage zu stellen. Der Datensatz zu klinischen Studien wurde in die Domänenontologie des Industriepartners integriert und dessen Kunden als Teil einer Investoren- und Unternehmensentwicklungsdatenbank zur Verfügung gestellt.