Licenciada en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, se doctoró en Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial en 1993. Simultaneó estos estudios con un máster en Dirección y Administración de Empresas. Tras fundar el Grupo de Ingeniería Ontológica y desarrollar un periodo de intensa investigación, obtuvo la cátedra de Inteligencia Artificial en la Universidad Politécnica de Madrid en 2007.

Su carrera se centra en tres ámbitos: ingeniería ontológica, web semántica y datos enlazados. En todos ha conseguido una alta proyección internacional y en ellos está siempre presente la terminología, el procesamiento del lenguaje natural y el multilingüismo. La ingeniería ontológica es la rama de la inteligencia artificial más cercana a las tareas que desarrolla la Real Academia Española; en concreto, el estudio del léxico en todas sus dimensiones. Tiene aplicaciones prácticas en la desambiguación de textos y en la traducción automática, entre otras. En 2003 escribe Ingeniería ontológica, seleccionado como el mejor libro de texto en 2004 en la Universidad Politécnica de Madrid. En el campo de la web semántica, Gómez-Pérez coordinó el consorcio de tres proyectos de investigación, sobre tecnologías semánticas, financiados por los programas europeos en el marco de la política de investigación y desarrollo tecnológico de la Unión Europea. Respecto al tercer ámbito, destaca su trabajo en el portal de datos enlazados de la Biblioteca Nacional de España, que está en pleno funcionamiento y que es de enorme utilidad para todo tipo de usuarios.

En cuanto a la investigación, ha participado en 106 proyectos, de los cuales 49 son internacionales y 57 nacionales. Los fondos de estos proyectos le han permitido mantener el Grupo de Ingeniería Ontológica —integrado actualmente por 38 investigadores— y dirigir 28 tesis doctorales. Ha participado en más de 300 publicaciones, 254 de ellas en revistas indexadas, y cuenta con cerca de 20 000 citas de sus trabajos.

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