Compreendendo Ontologia

Prévia do material em texto

4. Ontologia
Site: Universidade Federal da Bahia
Course: EDC - EDUCAÇÃO À DISTÂNCIA 2007.2
Book: 4. Ontologia
Printed by: Guest User
Date: quarta, 6 novembro 2013, 01:50
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
1 of 22 06-11-2013 11:51
Table of Contents
1. Compreendendo Ontologia
1.1 Ontologia em diferentes contextos
1.2 Então porque usar ontologia?
1.3 Classificação de ontologias
1.4 Elementos da Ontologia
1.5 Linguagem
1.5.1 Linguagens de representação
1.5.2 Ferramentas de edição
2. Processos de construção de ontologia
2.1 Atividades previstas nos processos de construção
3. Aplicação de ontologias - casos de estudo
4. Referências do livro
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
2 of 22 06-11-2013 11:51
1. Compreendendo Ontologia
Ontologia é uma ferramenta utilizada para representar o conhecimento relativo a um dado
domínio de conhecimento e tem o objetivo de estabelecer um vocabulário comum a uma
comunidade de interesse. Podemos refletir, por exemplo, sobre a definição de banco. No
domínio utensílios domésticos, banco significa um móvel utilizado para uma pessoa sentar.
Banco também pode ser conta corrente, financiamento e investimentos.
Agora reflitamos sobre o significado correto de conhecimento? No domínio da logística,
conhecimento significa documento comprobatório do recebimento de mercadoria por
empresa encarregada do seu transporte.
A partir das reflexões acima podemos concluir que determinado conceito pode ter
significados diferentes, dependendo do domínio de interesse ao qual ele é empregado. A
ontologia permite que seja possível explicitar estas diferenças contextualizando os
conceitos relativos a cada domínio modelado e pode ser definida como o ramo da
metafísica que trata da natureza do ser .
O termo, que foi adaptado pela comunidade de inteligência artificial, serve para se referir a
um conjunto de conceitos ou termos usados para descrever algumas áreas do conhecimento
ou para construir uma representação deste.
Uma ontologia é, então, uma manifestação do entendimento de um domínio, compartilhado
e comum entre integrantes de uma comunidade. Esta comunidade pode ser tanto de
pessoas, quanto de sistemas ou até formada por ambos.
Como exemplo, um artigo sobre o Sol, a Terra, as estrelas e os planetas, poderá utilizar
ontologias diferentes de acordo com o contexto. Na ontologia da astronomia moderna, a
associação Sistema Solar é um exemplo (instância) do conceito Sistema Planetário. Na
antiguidade, esta representação não seria compreendida, já que o Sol não era considerado
uma estrela, nem a Terra um planeta, portanto a notação geral Sistema Planetário não teria
sentido.
Vejamos a visão de alguns autores sobre o conceito de ontologia:
A visão de Gruber (1993) é considerada como um marco nos estudos sobre o tema. Ele
define ontologia como:
"a especificação formal explícita de uma conceitualização compartilhada".
Guarino (1994) e Uschold (1996) contrapõem-se a Gruber, acrescentando que o grau de
especificação da conceituação depende do propósito desejado para a ontologia.
É preciso, ainda, esclarecer que ontologia e base de conhecimento não são a mesma coisa.
A base do conhecimento é uma definição informal de uma coleção de informação que
inclui uma ontologia como componente, ou seja, a ontologia é o alicerce sobre o qual o
conhecimento pode ser construído. Já a ontologia provê um conjunto de conceitos com o
objetivo de descrever algum domínio, enquanto a base de conhecimento utiliza estas
estruturas para representar o que é verdade sobre algum mundo real ou hipotético.
Como você pode ver, as definições encontradas para ontologia são as mais variadas
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
3 of 22 06-11-2013 11:51
dependendo da área em questão. Conceituada a ontologia, você poderá melhor analisar
como diversas áreas de conhecimento vêem esta ferramenta.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
4 of 22 06-11-2013 11:51
1.1 Ontologia em diferentes contextos
Primeiramente, vamos abordar a visão da filosofia, que trata da Ontologia desde
Aristóteles, filósofo grego e discípulo de Platão, que foi responsável pelo primeiro modelo
de representação do conhecimento, criando a classificação dos seres vivos, até então
conhecidos. Para ele Ontologia trata do ser enquanto ser, concebido como tendo uma
natureza comum que é inerente a todos e a cada um dos seres.
No contexto da Inteligência Artificial: ontologia é uma especificação formal que dá
suporte ao compartilhamento e reuso do conhecimento, estabelecendo uma junção entre
membros de uma comunidade de interesse, podendo estes ser humanos ou agentes
autômatos.
No contexto dos Sistemas de Informação: ontologia define os tipos de coisas que existem
no domínio de uma aplicação.
No contexto da Medicina: ontologia é uma doutrina que estuda o ser da doença, como se a
enfermidade existisse em conformidade a um tipo bem definido, a uma essência.
Atualmente, no contexto da Gestão do Conhecimento (GC) , ontologia é um termo usado
para se referir a uma concepção compartilhada de algum domínio (área de conhecimento)
de interesse, e pode ser utilizada para unificar o processo de solução de problemas relativos
ao domínio em questão.
No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos
deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
5 of 22 06-11-2013 11:51
1.2 Então porque usar ontologia?
É muito comum a utilização de diferentes conceitos para um mesmo domínio, dificultando
o compartilhamento de informações. Isso ocorre porque o conhecimento tem sido adquirido
para resolver tarefas específicas. Além disso, há uma grande variedade de ferramentas,
modelos e linguagens, criando verdadeiras ilhas de informação, que dificultam a
interoperabilidade e o reuso. Neste contexto, podemos decidir utilizar ontologias devido a
necessidade crescente de uma maior troca e reutilização de informações entre os sistemas,
entre as pessoas, e entre sistemas e seus usuários.
Na Ciência da Informação , pela necessidade de codificar o conhecimento para que o
torne acessível aqueles que dele precisam, categorizando-o, descrevendo-o, modelando-o,
estimulando e inserindo regras e padrões definidos.
Na Computação , porque os esforços em torno dos mecanismos de representação do
conhecimento existentes de nada adiantam, se não existe um bom conteúdo e organização
sobre o conhecimento do domínio em que se deseja trabalhar.
De um modo geral ontologia pode representar a informação semântica e semi- estruturada
permitindo assim um suporte sofisticado à aquisição, manutenção, acesso e reuso do
conhecimento e facilitando o acesso inteligente a grandes volumes de informação textual
semi-estruturada, armazenada em documentos, proveniente de diversas fontes, como os
portais corporativos.
Bom, os benefícios trazidos com o uso de ontologia foram apresentados. Agora, veremos
como as diferentes ontologias podem ser classificadas, determinando o seu processo de
construção e sua aplicação.
No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos
deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
6 of 22 06-11-2013 11:51
1.3 Classificação de ontologias
As ontologias podem ser classificadas através de diversos enfoques. Alguns autores as
classificam por níveis de generalização, enquanto outros as classificam por categorias ou
por tipo de uso. Neste capítulo veremos duas propostas: a de Guarino e a de Uschold.
Para Guarino, as ontologias podem ser classificadas de acordo com o nível de
generalização. Dessa forma, o autor propõe as seguintes classificações:
ontologia genérica: inclui um vocabulário relacionado a coisas, eventos, tempo,
espaço, casualidade, comportamento, funções, etc.;
ontologia de tarefa: fornece um vocabulário sistematizado de termosrelacionados à
execução de uma tarefa específica, independente do domínio em questão;
ontologia de domínio: especifica um vocabulário próprio de um dado domínio,
como automóveis ou medicina;
ontologia de aplicação: contém as definições necessárias à aplicação de uma tarefa
num dado domínio.
Para exemplificar a relação entre as classificações propostas por Guarino, vamos considerar
a ontologia de ERP (sistema integrado de gestão) apresentada na Figura 3, que é uma
ontologia de aplicação. Neste exemplo, a ontologia da aplicação ERP é formada pelo
conjunto de uma ontologia da tarefa gestão empresarial e de uma ontologia do domínio
telecomunicações. E por fim, ambas as ontologias (tarefa e domínio) são suportadas por
uma ontologia genérica de organização.
Figura 3 - Exemplo de ontologia de aplicação
Uschold propõe outra abordagem, classificando as ontologias em três categorias quanto ao
tipo de conhecimento que representam:
Ontologia de domínio: conceituações de domínios particulares;
Ontologia de tarefas: conceituações sobre a resolução de problemas
independentemente do domínio onde ocorram;
Ontologia de representação: conceituações que fundamentam os formalismos de
representação do conhecimento.
Uschold acrescenta ainda que as ontologias podem ser classificadas quanto ao grau de
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
7 of 22 06-11-2013 11:51
formalidade, sendo:
altamente informal, quando é expressa livremente em linguagem natural;
estruturada informal, quando é expressa em linguagem natural, de forma restrita e
estruturada;
semiformal, quando é expressa em uma linguagem artificial, definida formalmente;
rigorosamente formal, quando é expressa com semântica formal, teoremas e provas.
No próximo capítulo, serão mostrados os elementos que compõem uma ontologia e como
eles são definidos. No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos
sobre os assuntos deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
8 of 22 06-11-2013 11:51
1.4 Elementos da Ontologia
Para representar um dado domínio, uma ontologia pode ser composta por diversos
elementos que têm o objetivo de facilitar o compartilhamento do conhecimento. Os
elementos típicos de uma ontologia são:
- Conceito: termo relacionado a um determinado domínio. Por exemplo: O conceito ônibus
é um termo relacionado ao domínio da secretaria de transportes de um município. Assim,
como o conceito leito é um termo relacionado ao domínio hospital.
- Definição do conceito: significado semântico do conceito de um determinado domínio.
Por exemplo: O conceito carro , no domínio da secretaria de transportes , pode ser
definido como um meio de transporte privado, de 4 rodas que trafega sobre as vias urbanas
e suburbanas de circulação de veículos.
- Propriedade: o atributo de um conceito. Permite a caracterização de um conceito num
dado domínio, fornecendo a este uma identidade que o diferencia das demais instâncias no
domínio. Por exemplo: Para caracterizar o conceito carro , precisamos de algumas
informações, tais como: placa policial, chassi, fabricante, modelo, cor e tipo. Cada
propriedade pode apresentar uma lista de valores possíveis ou valores prováveis.
- Relação: determina como conceitos se relacionam. Por exemplo: O conceito ônibus é
utilizado pelo conceito usuário .
- Restrição: representada através de axiomas, determina como os conceitos de um domínio
se relacionam. Por exemplo: O conceito usuário só pode utilizar o ônibus se tiver o
conceito cartão de passagem eletrônica .
Apesar da ontologia possuir estes elementos típicos, eles não são obrigatórios. Com isso,
uma ontologia pode assumir várias formas, entretanto, necessariamente, deve incluir um
vocabulário de termos (conceitos) e alguma especificação do significado de suas definições.
Os axiomas são especialmente importantes para a definição da semântica dos termos
contidos na ontologia, pois determinam as regras para sua interpretação.
Além dos elementos anteriormente citados, uma ontologia pode conter a especificação de
atributos das classes (conceitos), conjunto de valores que estes atributos poderão assumir,
valor padrão, cardinalidade e restrições.
No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos
deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
9 of 22 06-11-2013 11:51
1.5 Linguagem
Vimos no capítulo anterior que uma ontologia é composta de diversos elementos que
auxiliam na compreensão da conceitualização do domínio tratado. Mas, para formalizar
estes elementos e permitir que o conhecimento seja reutilizado, é preciso utilizar linguagens
de construção que possam ser interpretadas por sistemas ou por pessoas.
Bom, tendo-se então uma ontologia, ela pode ser formalizada através de textos, tabelas e
gráficos. Para que o conhecimento seja compartilhado entre pessoas, talvez seja esta a
melhor forma. Mas quando se trata de compartilhar tal conhecimento entre sistemas é mais
indicado utilizar uma linguagem.
Neste contexto, várias linguagens foram sugeridas para codificar a ontologia. Essa
codificação serve de intérprete entre os diversos sistemas utilizados pelas pessoas. Por
exemplo, um Sistema de Gestão Empresarial (ERP) deve ter o mesmo entendimento de
cliente que o Sistema de Gestão de Relacionamento com o Cliente (CRM).
Mas, ainda há um impasse: como há uma infinidade de sistemas construídos com
tecnologias diversas, encontrar uma linguagem que seja reconhecida por todas estas
tecnologias não é uma tarefa trivial. Além disso, a linguagem escolhida para codificar a
ontologia precisa ser aplicada a todo e qualquer tipo de conhecimento ou domínio.
Portanto, a diversidade de propostas é inevitável.
Então, com base na necessidade de definir uma linguagem que pudesse ser utilizada para
representar todo e qualquer domínio, muitas propostas foram apresentadas. Inicialmente,
foram consideradas as linguagens HTML e XML para esta tarefa.
A linguagem HTML, apesar de ser uma linguagem de marcação, assim como a XML, além
de ser sua precursora, foi também analisada, mas foi descartada para esta tarefa por
apresentar duas fortes limitações: falta de estrutura; e impossibilidade de validação da
informação exibida.
A linguagem XML, por sua vez, considerada uma tendência para trocas de dados na Web, e
possivelmente, desejável também para modelar as ontologias (utilizando sua sintaxe) foi
descartada por não possibilitar a representação da semântica do conhecimento modelado.
Em função das limitações apresentadas pelas linguagens XML e HTML para a
representação da semântica requerida pela ontologia, surgiram novas linguagens específicas
para esta tarefa. Boa parte destas propostas são baseadas em Lógica de Primeira Ordem e
em XML. Há ainda outras propostas baseadas em notações gráficas, como é o caso da
UML. No sub-capítulo 1.5.1 são apresentados mais detalhes desta linguagem.
No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos
deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
10 of 22 06-11-2013 11:51
1.5.1 Linguagens de representação
A linguagem RDF/RDF-Schema possui um modelo de representação simples e flexível,
que permite a interpretação semântica do conhecimento, com a utilização de conectivos
lógicos, de negação, disjunção e conjunção. É dividida em duas partes principais: RDF e
RDF-Schema. A primeira define como descrever recursos através de suas propriedades e
valores, enquanto a segunda define propriedades específicas, restringindo sua utilização
(RDF, 2003) .
OIL foi proposta pelo projeto On-to-Knowledge e tem como contribuição o uso de
semântica formal e um mecanismo de inferência, fornecido através da lógica de descrição.
Combina primitivas de modelagem das linguagens baseadas em frames com a semântica
formal. Pode verificar classificação e taxonomiade conceitos (FENSEL et al. , 2001; OIL,
2003) .
DAML+OIL foi desenvolvida como uma extensão para XML e RDF, acrescentando
construtos mais expressivos. É um sucessor da OIL e sua última versão, a DAML+OIL,
provê um conjunto de construções com o objetivo de criar ontologias e marcar informações
de forma que seja compreendido e legível por máquina (DAML+OIL, 2003).
A linguagem OWL pode ser utilizada por aplicações que precisam processar o conteúdo da
informação, ao invés de apenas disponibilizá-lo. Além disso, facilita a leitura de conteúdo
Web suportado por XML, RDF e RDF- Schema, provendo um vocabulário adicional com
uma semântica formal. Para a representação, utiliza a lógica descritiva para explicitação do
conhecimento (OWL, 2005) .
KIF é uma linguagem formal para troca de conhecimento entre sistemas computacionais
muito diferentes, isto é, escrito por vários programadores em épocas e linguagens diferentes
(GRUBER, 1992) .
Shoe utiliza as extensões do HTML, adicionando marcações para inserir metadados em
páginas Web. As marcações podem ser utilizadas para a construção de ontologias e para
anotações em documentos da Web (LUKE, HEFLIN, 2000) .
XOL é uma linguagem que pode especificar conceitos, taxonomia e relações binárias. Não
possui mecanismos de inferência e foi projetada para o intercâmbio de ontologias no
domínio da biomédica (KARP, 1997 apud ALMEIDA, BAX, 2003) .
OML é uma linguagem baseada em lógica descritiva e grafos conceituais, que incluem
classes, relacionamentos objetos e facetas. CKML provê uma estrutura de conhecimento
conceitual para representação de informações distribuídas. Juntas, OML e CKML permitem
a representação de conceitos organizados em taxonomias, relações e axiomas (OML, 2005)
.
Lingo tem o objetivo de garantir independência de semântica numa linguagem gráfica,
facilitando a comunicação no domínio de interesse. Suas notações capturam certos axiomas
de forma implícita, pois utiliza diferentes tipos de notação para diferentes tipos de
associação (FALBO, 1998) .
Por fim, a CML é uma linguagem semi-formal, que foi proposta para a metodologia
CommomKADS, na qual uma ontologia é definida através da especificação de conceitos,
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
11 of 22 06-11-2013 11:51
atributos, expressões, estruturas e relações, utilizando representação gráfica (SCHREIBER
et al ., 1994) .
Vimos que há inúmeras linguagens propostas para codificar uma ontologia. Mas, para
tornar esta tarefa menos árdua, é preciso uma ferramenta de edição a fim de facilitar a
codificação. Para praticamente todas as linguagens de construção de ontologias
apresentadas há uma ferramenta que facilite sua edição. Algumas dessas ferramentas estão
listadas no sub-capítulo 1.5.2. No capítulo de referências você poderá aprofundar seus
conhecimentos sobre os assuntos deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
12 of 22 06-11-2013 11:51
1.5.2 Ferramentas de edição
A formalização de ontologias para um conjunto de agentes não é uma tarefa trivial, já que
significa tornar explícito algo que normalmente é implícito. As ferramentas de edição
podem simplificar consideravelmente o processo de construção de ontologias, desde o
início ou a partir de outras já existentes. Geralmente, estas ferramentas incluem
documentação, importação e exportação de ontologias existentes (de diferentes formatos),
visualização gráfica, bibliotecas e mecanismos de inferência.
Em função da diversidade de linguagens de construção de ontologias existentes, muitas
ferramentas também foram propostas. Praticamente todas as linguagens possuem ao menos
uma ferramenta para apoiar a construção de ontologias. Entre elas estão:
- Protégé: É uma ferramenta de interface gráfica que dá suporte à construção de ontologia e
conhecimento e contempla uma arquitetura modulada, permitindo a inserção de novos
recursos, além de possuir código aberto;
- OntoEdit: A ferramenta concentra-se nos principais passos para o desenvolvimento de
ontologias, contemplando as atividades de especificação, refinamento e avaliação;
- OilEd: Editor simples, sendo considerado como o Notepad dos editores de ontologias,
pois oferece as funcionalidades básicas para criação de ontologias. Esta ferramenta utiliza
as linguagens OIL e DAML+OIL, além de gerar código em OIL e converter para RDF e
permite a verificação da consistência e classificação automática, mas não é um ambiente
completo para desenvolvimento de ontologias, já que não apóia o desenvolvimento em
larga escala, a migração e a integração de ontologias, bem como seu versionamento,
argumentação e muitas outras atividades que envolvem a construção de ontologias;
- Ontolingua: Foi desenvolvida para dar suporte a projetos e especificações de ontologias
com uma semântica lógica clara. É baseada na linguagem KIF (Knowledge Interchange
Format) e em uma ontologia de representação de conhecimento que define termos de
linguagens baseadas em quadros e orientadas a objetos. Provê suporte explícito para a
construção de módulos ontológicos e faz distinção entre uma ontologia de representação e
de aplicação e permite a construção de ontologias de três formas: usando expressões do
KIF; usando apenas o vocabulário definido em Frame Ontology; ou usando as duas formas
simultaneamente;
- WebOnto: Ferramenta que possibilita a navegação, criação e edição de ontologias,
representadas na linguagem de modelagem OCML. Permite o gerenciamento de ontologias
por interface gráfica, inspeção de elementos, verificação da consistência da herança e
trabalho cooperativo. Possui uma biblioteca com mais de cem ontologias (DOMINGUE,
2001)
- WebODE: Ambiente para engenharia ontológica que dá suporte à maioria das atividades
de desenvolvimento de ontologias. A integração com outros sistemas é possível,
importando e exportando ontologias de linguagens de marcação (ARPÍREZ et al., 2001).
No pŕoximo Capítulo2 será explorado o processo de construção de uma ontologia. No
capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos deste
e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
13 of 22 06-11-2013 11:51
2. Processos de construção de
ontologia
A engenharia de ontologias não é trivial e sim um processo que envolve disciplina e
organização. Por isso, a fim de obter uma sistematização na construção de ontologias,
obtendo um produto consistente e que possa ser reutilizado, é preciso o empenho de todos
os envolvidos (engenheiros e usuários), exigindo critérios de controle de qualidade,
verificação e validação.
Neste sentido, alguns passos que devem ser seguidos:
- Identificar e caracterizar os usuários potenciais (stakeholders) da ontologia;
- Definir os objetivos que se quer alcançar com o uso da ontologia e benefícios a serem
alcançados;
- Identificar questões que precisam ser respondidas;
- Produzir um documento de especificação de requisitos dos usuários.
Negligenciar estas etapas pode provocar desentendimentos entre os envolvidos, gerando
re-trabalho, e em alguns casos, até desistência.
A amplitude da ontologia é uma questão que precisa ser bastante discutida com a
comunidade usuária. O conhecimento capturado de um domínio deve ser suficiente para
que sua representação não o restrinja ao extremo, nem o generalize demasiadamente, a fim
de promover um real entendimento compartilhado entre os interessados.
Outros pontos a serem considerados são: o nível de comprometimento de grupos de
pessoas, e o uso de processos e métodos bem definidos. Deve-se salientar ainda, que é
necessário estabelecer o grau de formalidade requerido para a ontologia, que, em geral, é
incrementado à medida que aumenta o grau de automação da tarefa em questão. Por fim,
dependendo do domínio, da formalidade requerida e do propósito da ontologia, será
necessário fazer inúmeras iterações no processo, de modo que a ontologia evolua a cada
iteração.Apesar de ser um objeto de estudos recentes, a ontologia tem sido bastante aplicada em
projetos acadêmicos e em parceria de empresas. Diversas propostas para sua construção
também já foram apresentadas tais como:
- Methondology: Tem como características: identificação do processo de desenvolvimento
de ontologias; ciclo de vida baseado na evolução e refinamento de protótipos; especificação
dos passos para a execução de cada atividade, as técnicas utilizadas, os produtos de saída e
como as ontologias devem ser avaliadas (CORCHO et al., 2005; FERNANDEZ-LOPEZ et
al., 1999).
- On-to-knowledge: Foi desenvolvido para o projeto On-to-Knowledge. Tem como
principal característica a orientação a processos. Uma das grandes contribuições desta
proposta foi demonstrar, quando e como utilizar ferramentas durante o processo de
desenvolvimento e operacionalização de aplicações baseadas em ontologias (ON-TO-
KNOWLEDGE, 2003; STAAB et al., 2001; SURE, STAAB, STUDER, 2002, 2003).
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
14 of 22 06-11-2013 11:51
- Tove: Teve o objetivo de criar um modelo de negócio baseado em ontologias com foco no
suporte ao ambiente industrial. O modelo de negócio construído provê terminologia e
semântica únicas que possam ser utilizadas por todas as aplicações, além de axiomas
escritos em Prolog, que permite uma dedução automática para responder a questões de
senso comum sobre a empresa (GRUNINGER, FOX, 1995; USCHOLD, 1996).
- CommonKADS: Cobre aspectos da gerência do conhecimento organizacional, através da
análise e construção do conhecimento para desenhar e implementar SBCs (Sistema
Baseado no Conhecimento). Está baseada no modelo de ciclo de vida em espiral e tem foco
no estudo de viabilidade do sistema (CALAD, 2001; SURE, STAAB, STUDER, 2002).
- Cyc: Foi proposta no desenvolvimento do Cyc Knowledge Base (KB), que contém uma
grande quantidade de conhecimento de senso comum. A codificação é feita manualmente,
representando o conhecimento implícito e explícito das diferentes fontes, com base na
linguagem natural (CYC, 2003; GUHA, LENAT, 1990; LENAT, 1995; REED, LENAT,
2002).
- Enterprise Ontology: Os princípios por trás deste processo influenciaram na produção de
vários trabalhos nesta área e eles se refletem na presença de atividades como kick-off e
refinamento (USCHOLD, 1996).
- Kactus: É um método recursivo que consiste em uma proposta inicial para uma base de
conhecimento. Quando é necessária uma nova base de domínio, generaliza-se a primeira
base em uma ontologia adaptada a novas aplicações; quanto mais aplicações ela puder se
aderir, mais abrangente será considerada a ontologia (BERNARAS, LARESGOITI,
CORERA, 1996).
Dentre os processos comentados anteriormente, poucos deles dão importância à criação de
cenários de motivação para envolver os especialistas de domínio. Sem esta motivação,
dificilmente, poderá ser criada uma ontologia que represente de modo fidedigno o domínio
ou parte dele. É importante salientar que a ontologia criada deve representar
adequadamente o domínio modelado e ter utilidade para a comunidade de interesse
correspondente. O aspecto mais importante da construção de uma ontologia é o produto
acabado e este deve ser avaliado, de acordo com os requisitos estabelecidos pelos
interessados. Em função disso, muitos pesquisadores identificaram critérios para avaliar as
ontologias construídas, tais como: clareza, coerência, extensibilidade, independência de
codificação e mínimos compromissos ontológicos.
Para chegar à ontologia ideal, é necessário realizar várias iterações nas atividades de
avaliação e refinamento. Enfim, para que uma ontologia seja considerada adequada, deve
representar fielmente o domínio para o qual ela foi projetada. Por isso, o processo de
aquisição e construção de ontologias requer a definição de atividades específicas para uma
avaliação sistemática da ontologia obtida.
Um aspecto a ser considerado, é que poderemos chegar a um grande número de ontologias
sendo aplicadas a um mesmo domínio e/ou tarefa. Portanto, é desejável que as ontologias
geradas sejam interoperáveis. O ideal é que uma nova ontologia possa ser construída
reutilizando outras e que também possa ser integrada em ontologias de sistemas legados.
Por isso, sempre que uma ontologia nova é proposta, deve-se identificar ontologias
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
15 of 22 06-11-2013 11:51
pré-existentes que possam ser reutilizadas (parcial ou totalmente) ou extendidas. Isso não
só agiliza o processo, assim como dá maior credibilidade à ontologia construída.
Enfim, para que você possa perceber melhor a amplitude da aplicação de ontologia, serão
descritos no Capítulo3 alguns casos práticos de representação do conhecimento. No
capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos deste
e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
16 of 22 06-11-2013 11:51
2.1 Atividades previstas nos
processos de construção
teste
A seguir apresentamos o conjunto de atividades previstas para as diversas propostas de
processos de construção apresentadas.
As atividades previstas no processo Methondology são as seguintes:
- Especificação
- Aquisição de conhecimento
- Conceitualização
- Integração
- Implementação
- Avaliação
- Documentação
As atividades previstas no processo On-to-knowledge são os seguintes:
- Estudo de viabilidade
- Kick-off
- Refinamento (top-down, middle out e bottom-up)
- Avaliação
- Aplicação
- Evolução
As atividades previstas no processo Tove são as seguintes:
- Criação de cenários de motivação
- Elaboração de questões informais de competências
- Especificação de terminologia em lógica de primeira ordem
- Definição dos teoremas de completude (avaliação da ontologia)
As atividades previstas no processo CommonKADS são os seguintes:
- Estudo de viabilidade
- Desenho
- Implantação
- Uso
- Manutenção
- Refinamento
As atividades previstas no processo Cyc são as seguintes:
- Definição de uma linguagem de representação específica
- Construção da máquina de inferência com heurísticas específicas
- Construção da base de conhecimento
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
17 of 22 06-11-2013 11:51
As atividades previstas no processo Enterprise Ontology são os seguintes:
- Definição do propósito
- Definição do escopo, prevendo brainstorm
- Construção (evolutiva)
- Avaliação, com possíveis refinamentos
- Documentação
As atividades previstas no processo Kactus são os seguintes:
- Estruturação da ontologia
- Refinamento, a fim de chegar a um modelo definitivo
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
18 of 22 06-11-2013 11:51
3. Aplicação de ontologias - casos de
estudo
O progresso no desenvolvimento de ontologias é condicionado pelo desenvolvimento das
aplicações. Existem muitos projetos sendo desenvolvidos, e alguns já finalizados, com
objetivos em criar ontologias genéricas que possam ser utilizadas por diversos sistemas em
todo o mundo.
Um exemplo de projeto que aplica ontologia é o projeto Harmony, desenvolvido através de
uma parceria internacional entre o DSTC, JISC (Joint Information Systems Committee) e o
NSF (National Science Foundation), no período de 1999 a 2002. Pode-se encontrar um
outro exemplo no projeto On-To-Knowledge, que aplica ontologias para disponibilizar
informações eletronicamente, com objetivo de melhorar a qualidade da gerência do
conhecimento em organizações grandes e distribuídas. O foco é criar facilidades para
aquisição, manutenção e acesso on-line a informações vindas de diversas fontes,
promovendo a sua reutilização. Existem ainda outros tantos projetos nas mais variadas
áreas como no direito, que contempla a gerência de documentos jurídicos, e na química.
Também é possível encontrar bancos de ontologias que podem ser reutilizados ou
extendidos, tais como DAML, Ontolingua Server e UniversalRepository. A seguir, serão
comentados mais alguns projetos nas áreas de B2C, SIG, Educação, P&D e Web
Semântica.
BC2
As operações B2C têm crescido na Web ao passo que crescem o número de seus usuários.
No entanto, muita coisa impede um crescimento ainda mais vertiginoso, como a
interoperabilidade de sistemas e sobrecarga de informação. Em busca de solucionar parte
destes problemas, muito tem se pesquisado sobre a utilização de agentes inteligentes, mas a
falta de padronização dos sites, dificulta a aplicabilidade desta tecnologia. Com o uso das
ontologias, esperam-se conseguir melhores resultados.
Com isso, foi proposta, por Francisco Guimarães (2002), uma ontologia para produtos e
uma ontologia para lojas. Esta ontologia foi implementada com a linguagem DAML+ OIL,
e teve o objetivo de auxiliar a busca de determinado produto em várias lojas, bem como a
recomendação de produtos.
Educação
Os conteúdos educacionais são os materiais didáticos e para estes, são fatores de
fundamental importância a autoria, a apresentação e disponibilização, a estratégia
pedagógica, a avaliação, assim como a evolução contínua destes conteúdos, dado o caráter
dinâmico do conhecimento.
Diante disso, o projeto Info-Educação (2000) propôs uma ontologia para auxiliar no
entendimento comum da comunidade de interesse deste domínio. A modelagem conceitual
de conteúdos educacionais busca capturar as partes relevantes do assunto que se deseja
ensinar, e estrutura adequadamente de acordo com determinada estratégia pedagógica. Com
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
19 of 22 06-11-2013 11:51
a ontologia, é possível que ambientes de gerenciamento de educação "on-line" armazenem
o conteúdo de forma estruturada, controlem o acesso ao material didático e permitam
alguma forma de avaliação.
Almeida e Bax (2003) citam ainda outros projetos em andamento na área educacional,
como RichODL, Smartrainner e SchoolOnto Scholarly Ontologies Project.
P&D
Nesta área, a demanda por ferramentas de busca, verificação, recuperação e análise de
documentos científicos tem crescido com a mesma intensidade com que são produzidas as
publicações.
Em Pacheco e Kern (2001), é descrita a problemática da integração de sistemas de
informações sobre ciência e tecnologia, que resultou na Plataforma Lattes, tendo sido
definida pelo consenso de peritos de várias instituições de ensino superior. Neste processo
de desenvolvimento, foi preciso criar uma ontologia comum, denominada LPML
(Linguagem de Marcação da Plataforma Lattes), para que os termos utilizados fossem
compreendidos por todas as aplicações que fazem uso dos dados armazenados pela
plataforma Lattes.
Em Bonifácio (2002), é apresentado um modelo de metadados com semântica para o
Currículo Lattes. Este modelo foi baseado numa ontologia especificada na linguagem
DAML+OIL.
SIG
O desenvolvimento de uma aplicação de porte em SIG (Sistemas de Informações
Geográficas) é uma tarefa difícil frente à necessidade de interoperar com outros sistemas, já
que as informações necessárias a este sistema estão armazenadas em outros sistemas
corporativos.Dessa forma, torna-se clara a necessidade de alguma ferramenta que permita
sua interoperabilidade com os demais sistemas, para que atendam plenamente aos requisitos
dos usuários.
Estas aplicações são caracterizadas pelo extensivo uso de ontologias explícitas desde sua
concepção até seu uso, inclusive. O sistema pode utilizar um repositório de objetos
geográficos interoperáveis, sendo os objetos extraídos de múltiplos bancos de dados
independentes e com um mapeamento baseado em orientação a objetos para criar os objetos
a partir das ontologias. Esta abordagem proporciona um alto grau de interoperabilidade e
permite integração parcial de informações quando a integração completa não é possível.
WEB Semântica
A Web Semântica é uma tentativa inversa de solução para a diversidade de informações
disponibilizadas na Internet, de forma semi-estruturada e não-estruturada. Ou seja, ao invés
de pensar na informação para os humanos, a idéia é pensar na máquina.
O projeto da Web Semântica foi gerenciado pelo consórcio W3C e projetado para ser um
sucessor do projeto Metadados, cujos princípios são os mesmos (incluir "informação sobre
a informação" na Web), mas que trabalhava com a linguagem HTML, o qual não permite
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
20 of 22 06-11-2013 11:51
criar categorias semânticas. A Web Semântica é uma extensão da Web atual, na qual é dada
à informação, um significado, permitindo a colaboração.
Todo o esforço de pesquisa em torno da Web Semântica oferece novas possibilidades para
os usos das especificações de tecnologias de aprendizagem, permitindo uma gama maior de
aplicações. Entre os projetos desta linha, podem ser citados: o Ontoseek, WebKM-2,
C-Web (Community Web) e o Seal.
No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos
deste e dos outros capítulos.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
21 of 22 06-11-2013 11:51
4. Referências do livro
DOMINGUE, J. et al. Supporting Ontology Driven Document Enrichment within
Communities of Practice. In: PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL
CONFERENCE ON KNOWLEDGE CAPTURE. International Conference On Knowledge
Capture. Victoria, British Columbia, Canada, 2001.
ARPIREZ, J. C. et al. Web ODE: a Scalable Workbench for Ontological Engineering. In:
INTERNATIONAL CONFERENCE ON KNOWLEDGE CAPTURE PROCEEDINGS OF
THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON KNOWLEDGE. Victoria, British Columbia,
Canada, 2001.
ABRAO, B., COSCODAI, M. (Coord.) História da filosofia: o percurso da filosofia, das
suas origens a: Sócrates, Platão, Aristóteles, Santo Agostinho, Descartes, Espinosa,
Newton, Rousseau, Hegel, Marx, Nietzche, Sartre, Heidegger, entre outros pensadores.
2.ed. São Paulo: Best Seller, 2003.
ALMEIDA, M. Roteiro para a construção de uma ontologia bibliográfica através de
ferramenta automatizada. Revista Perspectivas em Ciência da Informação, v.8, n.2, 2003.
______. BAX, M. Uma visão geral sobre ontologias: pesquisa sobre definições, tipos,
aplicações, métodos de avaliação e de construção. Ciência da Informação, Brasília, v.32,
n.3, p.7-20, 2003.
BONIFACIO, A. Ontologias e consultas semânticas: uma aplicação ao caso Lattes. 2002.
85 f. Dissertação (Programa de Pós-graduação em Computação) Universidade Federal do
Rio Grande do Sul, Instituto de Informática, Porto Alegre.
name http://www.moodle.ufba.br/mod/book/print.php...
22 of 22 06-11-2013 11:51