ONTOLOGIAS E ONTOLOGIAS DIFUSAS -...

ONTOLOGIAS E

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Universidade Federal de São Carlos - UFSCarPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação – PPGCC

Departamento de Computação - DC

SUMARIO

Introdução

Ontologias

OWL

Regras de Inferência

Ferramentas de Desenvolvimento de Ontologias

Ontologias Difusas

Referencias Bibliográficas

INTRODUÇÃO

Heterogeneidade Semântica

Especificar are de conhecimento

ONTOLOGIAS

Segundo Gruber (1993), uma ontologia é uma especifica-ção formal e explícita de uma conceitualizaçãocompartilhada.

“Conceitualização” refere-se a um modelo abstrato queespecifica uma hierarquia de conceitos relevantes paraalgum domínio de conhecimento.

“Explícita” significa que os conceitos usados e as restriçõesaplicadas a esses conceitos estão definidos explicitamente.

“Formal” refere-se ao fato de que a ontologia deve serprocessável por máquinas.

“Compartilhada” diz respeito a conhecimento consensual,aceito universalmente.

ONTOLOGIAS

Uma ontologia é uma especificação

formal e explícita de uma conceitualização compartilhada.

Conceitos: Titulo, Duração, Data, Autor..

<palestra><titulo>Web Semântica</titulo><autor> Fernando Gauthier</autor>

</palestra>

Alguém não concorda que Palestra tem Título?

Palestra, Curso, Apresentações de Trabalhos..

ONTOLOGIAS

Ontologias são utilizadas para promover a inter-operabilidade entre sistemas, ao representarem os dadoscompartilhados por diversas aplicações [Uschold &Grüninger 2004].

Os componentes das Ontologias são:

Classes,

Propriedades (atributos),

Relacionamentos,

Axiomas (inferência de conhecimento), e

Instâncias.

ONTOLOGIAS

Classe

Axioma

Relacionamento

Instância

Propriedade

ONTOLOGIAS

Segundo Guarino (1998) as ontologias podem serclassificadas como:

ONTOLOGIAS

Os linguagens de representação mais conhecidos são:

RDF, RDF-Schema (2003), simples e flexível, permiteinterpretação semântica com utilização de conectivoslógicos.

OIL (2003), mecanismo de inferência,

DAML-OIL (2003), extensão XML e RDF,

XOL (2003), especifica taxonomias e relações binarias,

OML (2005), baseada em logica descritiva e grafosconceituais,

OWL (2005), entre outros.

RDF

OIL

DAML

DAML+OIL OWL

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

OWL é um linguagem para definir e criar instancias deontologias web. Esta baseado em XML, RDF e RDFSchema.

OWL é uma linguagem recomendada pelo consórcioWorld Wide Web Consortium (W3C), que conta comdiversas máquinas de inferência e ApplicationProgramming Interfaces (API) disponíveis para aimplementação de aplicações baseadas em ontologias.

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

Podem ser classificadas em três espécies, de acordo coma sub linguagem utilizada:

OWL Lite: é a sub linguagem sintaticamente mais simples.Destina-se a situações em que apenas são necessáriasrestrições e uma hierarquia de classe simples.

OWL DL: é mais expressiva que a OWL-Lite e baseia-se emlógica descritiva, um fragmento de Lógica de PrimeiraOrdem, passível portanto de raciocínio automático.

OWL Full: é a sub linguagem OWL mais expressiva.Destina-se a situações onde alta expressividade é maisimportante do garantir a decidabilidade ou completezada linguagem. Não é possível efetuar inferências emontologias OWL-Full.

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

Construções OWL Lite, DL e FULL:

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:Class: é utilizado para definir conceitos daontologia.

<owl: Class rdf: ID=“Pessoa”/>

<owl: Class rdf: ID=“Universidade”/>

rdfs:subClassOf: permite definir conceitosespecializados. Exemplo definir o conceito“estudante” como uma pessoa especial.

<owl: Class rdf: ID=“Estudante”/>

<rdfs: subClassOf rdf: resource”#Pessoa” / >

< / owl:Class rdf:ID>

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:DataTypeProperty: Toda propriedade definidaentre uma instância de uma classe, um literalexpresso em RDF e um tipo de dado do XSD é umainstância da classe owl:DataTypeProperty.

<owl: DatatypeProperty rdf: ID=“nome”>

<rdfs: domain rdf:resource=“#Pessoa” / >

<rdfs: range rdf:resource= “http: / /www.w3.org /2001 /XMLSchema#string” / >

< / owl:DatatypeProperty>

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:ObjectTypeProperty : toda propriedade definidaentre duas classes em um documento OWL é umainstância da classe owl:ObjectProperty.

<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasBankAccount">

<rdfs:domain>

<owl:Class>

<owl:unionOf rdf:parseType="Collection">

<owl:Class rdf:about="#Person"/>

<owl:Class rdf:about="#Corporation"/>

</owl:unionOf>

</owl:Class>

</rdfs:domain>

</owl:ObjectProperty>

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:FunctionalProperty: único valor.

<owl:ObjectProperty rdf:ID="husband">

<rdfs:domain rdf:resource="#Woman" />

<rdfs:range rdf:resource="#Man" />

</owl:ObjectProperty>

<owl:FunctionalProperty rdf:about="#husband" />

owl:InverseOf: relação inversa.

<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasChild">

<owl:inverseOf rdf:resource="#hasParent"/>

</owl:ObjectProperty>

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:TransitiveProperty:

<owl:TransitiveProperty rdf:ID="subRegionOf">

<rdfs:domain rdf:resource="#Region"/>

<rdfs:range rdf:resource="#Region"/>

</owl:TransitiveProperty>

Itália Toscana Chianti

SubRegionOf SubRegionOf

SubRegionOf

ONTOLOGY WEB

LANGUAGE (OWL)

owl:SymetricProperty:

<owl:SymmetricProperty rdf:ID="friendOf">

<rdfs:domain rdf:resource="#Human"/>

<rdfs:range rdf:resource="#Human"/>

</owl:SymmetricProperty>

Humano Humano

friendOf

friendOf

REGRAS E INFERÊNCIA

EM ONTOLOGIAS

Estendem o conjunto de axiomas presentes emontologias.

Os linguagens de representação de regras mais utilizadossão:

Rule Markup Language (RuleML).

Semantic Web Rule Language (SWRL).

Jena Rule Language.

REGRAS E INFERÊNCIA

EM ONTOLOGIAS

Motores de inferência (Reasoners).

Os motores de inferência para OWL mais utilizados são:

Racer,

Pellet,

Jess,

Bossan,

Jena, entre outros.

EDITORES DE

ONTOLOGIAS

Algumas ferramentas para o trabalho com Ontologiassão:

OilEd,

OntoEdit,

KAON,

OntoBuilder,

Protegé.

PROTÉGÉ

Editor de código aberto que serve para construirontologias e é utilizado como um marco general paraconstruir conhecimento.

Trabalha com vários linguagens incluindo o OWL.

PROTÉGÉ

Entorno Protégé

Classe principal, Thing.

PROTÉGÉ

ObjectProperties no Protégé.

Ranges e Domains.

PROTÉGÉ

Reasoner no Protégé.

PROTÉGÉ

Classes definidas no Protégé. (inferência)

PROTÉGÉ

OWLViz – Asserted View

PROTÉGÉ

OWLViz – Infered View

PROTÉGÉ

OWL/XML gerado

ONTOLOGIAS DIFUSAS

O formalismo conceitual suportado por as ontologias(crisp) no é suficiente para representar informaçãoimprecisa. Por exemplo, uma pesquisa sobre “um vinhomuito forte” ou “motocicleta rápida”, etc.

Para tentar resolver esses problemas, existemabordagens que baseados na teoria difusa dos conjuntosintroduzem valores difusos ao diferentes objetos erelações dentro das ontologias.

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Taxonomias Difusas: consideram conceitos relacionados porgeneralização/ especialização, em que um conceito pode sermais genérico ou mais específico que outro com umdeterminado grau de pertinência (u).

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Ontologias Contendo Classes e RelacionamentosDifusos: nesta abordagem, o conceito de classe foi redefinidopara classe difusa, correspondente ao conjunto difuso da teoriados conjuntos difusos, e o de relacionamento pararelacionamento difuso. Desta forma, uma instância x daontologia pode pertencer a uma classe A com um determinadograu de pertinência A(x) dentro do intervalo [0,1], assim comopode estar relacionada por R a outra instância y por umdeterminado grau R(x; y) que expressa a intensidade desserelacionamento.

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Ontologias Contendo Classes e RelacionamentosDifusos:

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Representação de uma Classe Difusa

Yaguinuma, (2007)

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Representação de uma instância de uma classe Difusa emRDF/XML:

Yaguinuma, (2007)

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Representação de um Relacionamento Difuso

Yaguinuma, (2007)

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Representação do Relacionamento Difuso em RDF/XML:

Yaguinuma, (2007)

ONTOLOGIAS DIFUSAS

Aplicações das Ontologias Difusas:

Mineração de Regras,

Expansão de Consultas,

Aplicações Inteligentes, entre outros.

REFERENCIAS

BIBLIOGRÁFICAS

[Gruber, 1993]

[Guarino, 1998]

[OWL, 2004]