4. Ontologia - Campus Universitário do Araguaiaaraguaia2.ufmt.br/professor/disciplina_arquivo/100/20131112459.pdf · 1. Compreendendo Ontologia Ontologia é uma ferramenta utilizada

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

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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 ontologia2.1 Atividades previstas nos processos de construção

3. Aplicação de ontologias - casos de estudo

4. Referências do livro


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1. Compreendendo Ontologia

Ontologia é uma ferramenta utilizada para representar o conhecimento relativo a um dadodomínio de conhecimento e tem o objetivo de estabelecer um vocabulário comum a umacomunidade de interesse. Podemos refletir, por exemplo, sobre a definição de banco. Nodomínio 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 porempresa encarregada do seu transporte.

A partir das reflexões acima podemos concluir que determinado conceito pode tersignificados diferentes, dependendo do domínio de interesse ao qual ele é empregado. Aontologia permite que seja possível explicitar estas diferenças contextualizando osconceitos relativos a cada domínio modelado e pode ser definida como o ramo dametafísica que trata da natureza do ser .

O termo, que foi adaptado pela comunidade de inteligência artificial, serve para se referir aum conjunto de conceitos ou termos usados para descrever algumas áreas do conhecimentoou para construir uma representação deste.

Uma ontologia é, então, uma manifestação do entendimento de um domínio, compartilhadoe comum entre integrantes de uma comunidade. Esta comunidade pode ser tanto depessoas, quanto de sistemas ou até formada por ambos.

Como exemplo, um artigo sobre o Sol, a Terra, as estrelas e os planetas, poderá utilizarontologias diferentes de acordo com o contexto. Na ontologia da astronomia moderna, aassociação Sistema Solar é um exemplo (instância) do conceito Sistema Planetário. Naantiguidade, esta representação não seria compreendida, já que o Sol não era consideradouma estrela, nem a Terra um planeta, portanto a notação geral Sistema Planetário não teriasentido.

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. Eledefine ontologia como:

"a especificação formal explícita de uma conceitualização compartilhada".

Guarino (1994) e Uschold (1996) contrapõem-se a Gruber, acrescentando que o grau deespecificação 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 queinclui uma ontologia como componente, ou seja, a ontologia é o alicerce sobre o qual oconhecimento pode ser construído. Já a ontologia provê um conjunto de conceitos com oobjetivo de descrever algum domínio, enquanto a base de conhecimento utiliza estasestruturas 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


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dependendo da área em questão. Conceituada a ontologia, você poderá melhor analisarcomo diversas áreas de conhecimento vêem esta ferramenta.


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1.1 Ontologia em diferentes contextos

Primeiramente, vamos abordar a visão da filosofia, que trata da Ontologia desdeAristóteles, filósofo grego e discípulo de Platão, que foi responsável pelo primeiro modelode representação do conhecimento, criando a classificação dos seres vivos, até entãoconhecidos. Para ele Ontologia trata do ser enquanto ser, concebido como tendo umanatureza comum que é inerente a todos e a cada um dos seres.

No contexto da Inteligência Artificial: ontologia é uma especificação formal que dásuporte ao compartilhamento e reuso do conhecimento, estabelecendo uma junção entremembros de uma comunidade de interesse, podendo estes ser humanos ou agentesautômatos.

No contexto dos Sistemas de Informação: ontologia define os tipos de coisas que existemno domínio de uma aplicação.

No contexto da Medicina: ontologia é uma doutrina que estuda o ser da doença, como se aenfermidade existisse em conformidade a um tipo bem definido, a uma essência.

Atualmente, no contexto da Gestão do Conhecimento (GC) , ontologia é um termo usadopara 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 relativosao domínio em questão.

No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntosdeste e dos outros capítulos.


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1.2 Então porque usar ontologia?

É muito comum a utilização de diferentes conceitos para um mesmo domínio, dificultandoo compartilhamento de informações. Isso ocorre porque o conhecimento tem sido adquiridopara resolver tarefas específicas. Além disso, há uma grande variedade de ferramentas,modelos e linguagens, criando verdadeiras ilhas de informação, que dificultam ainteroperabilidade e o reuso. Neste contexto, podemos decidir utilizar ontologias devido anecessidade 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 otorne 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 doconhecimento existentes de nada adiantam, se não existe um bom conteúdo e organizaçãosobre o conhecimento do domínio em que se deseja trabalhar.

De um modo geral ontologia pode representar a informação semântica e semi- estruturadapermitindo assim um suporte sofisticado à aquisição, manutenção, acesso e reuso doconhecimento e facilitando o acesso inteligente a grandes volumes de informação textualsemi-estruturada, armazenada em documentos, proveniente de diversas fontes, como osportais corporativos.

Bom, os benefícios trazidos com o uso de ontologia foram apresentados. Agora, veremoscomo as diferentes ontologias podem ser classificadas, determinando o seu processo deconstrução e sua aplicação.



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1.3 Classificação de ontologias

As ontologias podem ser classificadas através de diversos enfoques. Alguns autores asclassificam por níveis de generalização, enquanto outros as classificam por categorias oupor 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 degeneralização. 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 termos relacionados àexecução 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 tarefanum dado domínio.

Para exemplificar a relação entre as classificações propostas por Guarino, vamos considerara ontologia de ERP (sistema integrado de gestão) apresentada na Figura 3, que é umaontologia de aplicação. Neste exemplo, a ontologia da aplicação ERP é formada peloconjunto de uma ontologia da tarefa gestão empresarial e de uma ontologia do domíniotelecomunicações. E por fim, ambas as ontologias (tarefa e domínio) são suportadas poruma ontologia genérica de organização.

Figura 3 - Exemplo de ontologia de aplicação

Uschold propõe outra abordagem, classificando as ontologias em três categorias quanto aotipo de conhecimento que representam:

Ontologia de domínio: conceituações de domínios particulares;Ontologia de tarefas: conceituações sobre a resolução de problemasindependentemente do domínio onde ocorram;Ontologia de representação: conceituações que fundamentam os formalismos derepresentação do conhecimento.

Uschold acrescenta ainda que as ontologias podem ser classificadas quanto ao grau de


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formalidade, sendo:

altamente informal, quando é expressa livremente em linguagem natural;estruturada informal, quando é expressa em linguagem natural, de forma restrita eestruturada;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 comoeles são definidos. No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentossobre os assuntos deste e dos outros capítulos.


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1.4 Elementos da Ontologia

Para representar um dado domínio, uma ontologia pode ser composta por diversoselementos que têm o objetivo de facilitar o compartilhamento do conhecimento. Oselementos típicos de uma ontologia são:

- Conceito: termo relacionado a um determinado domínio. Por exemplo: O conceito ônibusé 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 serdefinido como um meio de transporte privado, de 4 rodas que trafega sobre as vias urbanase suburbanas de circulação de veículos.

- Propriedade: o atributo de um conceito. Permite a caracterização de um conceito numdado domínio, fornecendo a este uma identidade que o diferencia das demais instâncias nodomínio. Por exemplo: Para caracterizar o conceito carro , precisamos de algumasinformações, tais como: placa policial, chassi, fabricante, modelo, cor e tipo. Cadapropriedade pode apresentar uma lista de valores possíveis ou valores prováveis.

- Relação: determina como conceitos se relacionam. Por exemplo: O conceito ônibus éutilizado pelo conceito usuário .

- Restrição: representada através de axiomas, determina como os conceitos de um domíniose relacionam. Por exemplo: O conceito usuário só pode utilizar o ônibus se tiver oconceito 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 umvocabulário de termos (conceitos) e alguma especificação do significado de suas definições.Os axiomas são especialmente importantes para a definição da semântica dos termoscontidos na ontologia, pois determinam as regras para sua interpretação.

Além dos elementos anteriormente citados, uma ontologia pode conter a especificação deatributos das classes (conceitos), conjunto de valores que estes atributos poderão assumir,valor padrão, cardinalidade e restrições.



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1.5 Linguagem

Vimos no capítulo anterior que uma ontologia é composta de diversos elementos queauxiliam na compreensão da conceitualização do domínio tratado. Mas, para formalizarestes elementos e permitir que o conhecimento seja reutilizado, é preciso utilizar linguagensde construção que possam ser interpretadas por sistemas ou por pessoas.

Bom, tendo-se então uma ontologia, ela pode ser formalizada através de textos, tabelas egráficos. Para que o conhecimento seja compartilhado entre pessoas, talvez seja esta amelhor forma. Mas quando se trata de compartilhar tal conhecimento entre sistemas é maisindicado utilizar uma linguagem.

Neste contexto, várias linguagens foram sugeridas para codificar a ontologia. Essacodificação serve de intérprete entre os diversos sistemas utilizados pelas pessoas. Porexemplo, um Sistema de Gestão Empresarial (ERP) deve ter o mesmo entendimento decliente que o Sistema de Gestão de Relacionamento com o Cliente (CRM).

Mas, ainda há um impasse: como há uma infinidade de sistemas construídos comtecnologias diversas, encontrar uma linguagem que seja reconhecida por todas estastecnologias não é uma tarefa trivial. Além disso, a linguagem escolhida para codificar aontologia 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 pararepresentar 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, alémde ser sua precursora, foi também analisada, mas foi descartada para esta tarefa porapresentar duas fortes limitações: falta de estrutura; e impossibilidade de validação dainformação exibida.

A linguagem XML, por sua vez, considerada uma tendência para trocas de dados na Web, epossivelmente, desejável também para modelar as ontologias (utilizando sua sintaxe) foidescartada por não possibilitar a representação da semântica do conhecimento modelado.

Em função das limitações apresentadas pelas linguagens XML e HTML para arepresentação da semântica requerida pela ontologia, surgiram novas linguagens específicaspara esta tarefa. Boa parte destas propostas são baseadas em Lógica de Primeira Ordem eem XML. Há ainda outras propostas baseadas em notações gráficas, como é o caso daUML. No sub-capítulo 1.5.1 são apresentados mais detalhes desta linguagem.



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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 conectivoslógicos, de negação, disjunção e conjunção. É dividida em duas partes principais: RDF eRDF-Schema. A primeira define como descrever recursos através de suas propriedades evalores, 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 desemântica formal e um mecanismo de inferência, fornecido através da lógica de descrição.Combina primitivas de modelagem das linguagens baseadas em frames com a semânticaformal. Pode verificar classificação e taxonomia de conceitos (FENSEL et al. , 2001; OIL,2003) .

DAML+OIL foi desenvolvida como uma extensão para XML e RDF, acrescentandoconstrutos 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 informaçõesde forma que seja compreendido e legível por máquina (DAML+OIL, 2003).

A linguagem OWL pode ser utilizada por aplicações que precisam processar o conteúdo dainformação, ao invés de apenas disponibilizá-lo. Além disso, facilita a leitura de conteúdoWeb suportado por XML, RDF e RDF- Schema, provendo um vocabulário adicional comuma semântica formal. Para a representação, utiliza a lógica descritiva para explicitação doconhecimento (OWL, 2005) .

KIF é uma linguagem formal para troca de conhecimento entre sistemas computacionaismuito 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 empáginas Web. As marcações podem ser utilizadas para a construção de ontologias e paraanotações em documentos da Web (LUKE, HEFLIN, 2000) .

XOL é uma linguagem que pode especificar conceitos, taxonomia e relações binárias. Nãopossui mecanismos de inferência e foi projetada para o intercâmbio de ontologias nodomínio da biomédica (KARP, 1997 apud ALMEIDA, BAX, 2003) .

OML é uma linguagem baseada em lógica descritiva e grafos conceituais, que incluemclasses, relacionamentos objetos e facetas. CKML provê uma estrutura de conhecimentoconceitual para representação de informações distribuídas. Juntas, OML e CKML permitema 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 axiomasde forma implícita, pois utiliza diferentes tipos de notação para diferentes tipos deassociação (FALBO, 1998) .

Por fim, a CML é uma linguagem semi-formal, que foi proposta para a metodologiaCommomKADS, na qual uma ontologia é definida através da especificação de conceitos,


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atributos, expressões, estruturas e relações, utilizando representação gráfica (SCHREIBERet al ., 1994) .

Vimos que há inúmeras linguagens propostas para codificar uma ontologia. Mas, paratornar esta tarefa menos árdua, é preciso uma ferramenta de edição a fim de facilitar acodificação. Para praticamente todas as linguagens de construção de ontologiasapresentadas há uma ferramenta que facilite sua edição. Algumas dessas ferramentas estãolistadas no sub-capítulo 1.5.2. No capítulo de referências você poderá aprofundar seusconhecimentos sobre os assuntos deste e dos outros capítulos.


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1.5.2 Ferramentas de edição

A formalização de ontologias para um conjunto de agentes não é uma tarefa trivial, já quesignifica tornar explícito algo que normalmente é implícito. As ferramentas de ediçãopodem simplificar consideravelmente o processo de construção de ontologias, desde oinício ou a partir de outras já existentes. Geralmente, estas ferramentas incluemdocumentação, 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, muitasferramentas também foram propostas. Praticamente todas as linguagens possuem ao menosuma ferramenta para apoiar a construção de ontologias. Entre elas estão:- Protégé: É uma ferramenta de interface gráfica que dá suporte à construção de ontologia econhecimento e contempla uma arquitetura modulada, permitindo a inserção de novosrecursos, além de possuir código aberto;- OntoEdit: A ferramenta concentra-se nos principais passos para o desenvolvimento deontologias, 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 utilizaas linguagens OIL e DAML+OIL, além de gerar código em OIL e converter para RDF epermite a verificação da consistência e classificação automática, mas não é um ambientecompleto para desenvolvimento de ontologias, já que não apóia o desenvolvimento emlarga 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 ontologiascom uma semântica lógica clara. É baseada na linguagem KIF (Knowledge InterchangeFormat) e em uma ontologia de representação de conhecimento que define termos delinguagens baseadas em quadros e orientadas a objetos. Provê suporte explícito para aconstrução de módulos ontológicos e faz distinção entre uma ontologia de representação ede aplicação e permite a construção de ontologias de três formas: usando expressões doKIF; usando apenas o vocabulário definido em Frame Ontology; ou usando as duas formassimultaneamente;- WebOnto: Ferramenta que possibilita a navegação, criação e edição de ontologias,representadas na linguagem de modelagem OCML. Permite o gerenciamento de ontologiaspor interface gráfica, inspeção de elementos, verificação da consistência da herança etrabalho cooperativo. Possui uma biblioteca com mais de cem ontologias (DOMINGUE,2001)- WebODE: Ambiente para engenharia ontológica que dá suporte à maioria das atividadesde 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. Nocapítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos destee dos outros capítulos.


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2. Processos de construção deontologia

A engenharia de ontologias não é trivial e sim um processo que envolve disciplina eorganização. 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 todosos 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 seremalcançados;- Identificar questões que precisam ser respondidas;- Produzir um documento de especificação de requisitos dos usuários.

Negligenciar estas etapas pode provocar desentendimentos entre os envolvidos, gerandore-trabalho, e em alguns casos, até desistência.

A amplitude da ontologia é uma questão que precisa ser bastante discutida com acomunidade usuária. O conhecimento capturado de um domínio deve ser suficiente paraque sua representação não o restrinja ao extremo, nem o generalize demasiadamente, a fimde promover um real entendimento compartilhado entre os interessados.

Outros pontos a serem considerados são: o nível de comprometimento de grupos depessoas, e o uso de processos e métodos bem definidos. Deve-se salientar ainda, que énecessário estabelecer o grau de formalidade requerido para a ontologia, que, em geral, éincrementado 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, seránecessário fazer inúmeras iterações no processo, de modo que a ontologia evolua a cadaiteração.

Apesar de ser um objeto de estudos recentes, a ontologia tem sido bastante aplicada emprojetos acadêmicos e em parceria de empresas. Diversas propostas para sua construçãotambém já foram apresentadas tais como:

- Methondology: Tem como características: identificação do processo de desenvolvimentode ontologias; ciclo de vida baseado na evolução e refinamento de protótipos; especificaçãodos passos para a execução de cada atividade, as técnicas utilizadas, os produtos de saída ecomo as ontologias devem ser avaliadas (CORCHO et al., 2005; FERNANDEZ-LOPEZ etal., 1999).

- On-to-knowledge: Foi desenvolvido para o projeto On-to-Knowledge. Tem comoprincipal característica a orientação a processos. Uma das grandes contribuições destaproposta foi demonstrar, quando e como utilizar ferramentas durante o processo dedesenvolvimento e operacionalização de aplicações baseadas em ontologias (ON-TO-KNOWLEDGE, 2003; STAAB et al., 2001; SURE, STAAB, STUDER, 2002, 2003).


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- Tove: Teve o objetivo de criar um modelo de negócio baseado em ontologias com foco nosuporte ao ambiente industrial. O modelo de negócio construído provê terminologia esemântica únicas que possam ser utilizadas por todas as aplicações, além de axiomasescritos em Prolog, que permite uma dedução automática para responder a questões desenso comum sobre a empresa (GRUNINGER, FOX, 1995; USCHOLD, 1996).

- CommonKADS: Cobre aspectos da gerência do conhecimento organizacional, através daanálise e construção do conhecimento para desenhar e implementar SBCs (SistemaBaseado no Conhecimento). Está baseada no modelo de ciclo de vida em espiral e tem focono estudo de viabilidade do sistema (CALAD, 2001; SURE, STAAB, STUDER, 2002).

- Cyc: Foi proposta no desenvolvimento do Cyc Knowledge Base (KB), que contém umagrande quantidade de conhecimento de senso comum. A codificação é feita manualmente,representando o conhecimento implícito e explícito das diferentes fontes, com base nalinguagem natural (CYC, 2003; GUHA, LENAT, 1990; LENAT, 1995; REED, LENAT,2002).

- Enterprise Ontology: Os princípios por trás deste processo influenciaram na produção devários trabalhos nesta área e eles se refletem na presença de atividades como kick-off erefinamento (USCHOLD, 1996).

- Kactus: É um método recursivo que consiste em uma proposta inicial para uma base deconhecimento. Quando é necessária uma nova base de domínio, generaliza-se a primeirabase em uma ontologia adaptada a novas aplicações; quanto mais aplicações ela puder seaderir, mais abrangente será considerada a ontologia (BERNARAS, LARESGOITI,CORERA, 1996).

Dentre os processos comentados anteriormente, poucos deles dão importância à criação decenários de motivação para envolver os especialistas de domínio. Sem esta motivação,dificilmente, poderá ser criada uma ontologia que represente de modo fidedigno o domínioou parte dele. É importante salientar que a ontologia criada deve representaradequadamente o domínio modelado e ter utilidade para a comunidade de interessecorrespondente. O aspecto mais importante da construção de uma ontologia é o produtoacabado e este deve ser avaliado, de acordo com os requisitos estabelecidos pelosinteressados. Em função disso, muitos pesquisadores identificaram critérios para avaliar asontologias construídas, tais como: clareza, coerência, extensibilidade, independência decodificação e mínimos compromissos ontológicos.

Para chegar à ontologia ideal, é necessário realizar várias iterações nas atividades deavaliação e refinamento. Enfim, para que uma ontologia seja considerada adequada, deverepresentar fielmente o domínio para o qual ela foi projetada. Por isso, o processo deaquisição e construção de ontologias requer a definição de atividades específicas para umaavaliação sistemática da ontologia obtida.

Um aspecto a ser considerado, é que poderemos chegar a um grande número de ontologiassendo aplicadas a um mesmo domínio e/ou tarefa. Portanto, é desejável que as ontologiasgeradas sejam interoperáveis. O ideal é que uma nova ontologia possa ser construídareutilizando 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


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pré-existentes que possam ser reutilizadas (parcial ou totalmente) ou extendidas. Isso nãosó agiliza o processo, assim como dá maior credibilidade à ontologia construída.

Enfim, para que você possa perceber melhor a amplitude da aplicação de ontologia, serãodescritos no Capítulo3 alguns casos práticos de representação do conhecimento. Nocapítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos destee dos outros capítulos.


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2.1 Atividades previstas nosprocessos de construção

testeA seguir apresentamos o conjunto de atividades previstas para as diversas propostas deprocessos 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


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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


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3. Aplicação de ontologias - casos deestudo

O progresso no desenvolvimento de ontologias é condicionado pelo desenvolvimento dasaplicações. Existem muitos projetos sendo desenvolvidos, e alguns já finalizados, comobjetivos em criar ontologias genéricas que possam ser utilizadas por diversos sistemas emtodo o mundo.

Um exemplo de projeto que aplica ontologia é o projeto Harmony, desenvolvido através deuma parceria internacional entre o DSTC, JISC (Joint Information Systems Committee) e oNSF (National Science Foundation), no período de 1999 a 2002. Pode-se encontrar umoutro exemplo no projeto On-To-Knowledge, que aplica ontologias para disponibilizarinformações eletronicamente, com objetivo de melhorar a qualidade da gerência doconhecimento em organizações grandes e distribuídas. O foco é criar facilidades paraaquisição, manutenção e acesso on-line a informações vindas de diversas fontes,promovendo a sua reutilização. Existem ainda outros tantos projetos nas mais variadasáreas como no direito, que contempla a gerência de documentos jurídicos, e na química.

Também é possível encontrar bancos de ontologias que podem ser reutilizados ouextendidos, tais como DAML, Ontolingua Server e Universal Repository. A seguir, serãocomentados mais alguns projetos nas áreas de B2C, SIG, Educação, P&D e WebSemântica.

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 ainteroperabilidade de sistemas e sobrecarga de informação. Em busca de solucionar partedestes problemas, muito tem se pesquisado sobre a utilização de agentes inteligentes, mas afalta de padronização dos sites, dificulta a aplicabilidade desta tecnologia. Com o uso dasontologias, esperam-se conseguir melhores resultados.

Com isso, foi proposta, por Francisco Guimarães (2002), uma ontologia para produtos euma 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 arecomendação de produtos.

Educação

Os conteúdos educacionais são os materiais didáticos e para estes, são fatores defundamental importância a autoria, a apresentação e disponibilização, a estratégiapedagógica, a avaliação, assim como a evolução contínua destes conteúdos, dado o caráterdinâmico do conhecimento.

Diante disso, o projeto Info-Educação (2000) propôs uma ontologia para auxiliar noentendimento comum da comunidade de interesse deste domínio. A modelagem conceitualde conteúdos educacionais busca capturar as partes relevantes do assunto que se desejaensinar, e estrutura adequadamente de acordo com determinada estratégia pedagógica. Com


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a ontologia, é possível que ambientes de gerenciamento de educação "on-line" armazenemo conteúdo de forma estruturada, controlem o acesso ao material didático e permitamalguma 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 dedocumentos científicos tem crescido com a mesma intensidade com que são produzidas aspublicações.

Em Pacheco e Kern (2001), é descrita a problemática da integração de sistemas deinformações sobre ciência e tecnologia, que resultou na Plataforma Lattes, tendo sidodefinida pelo consenso de peritos de várias instituições de ensino superior. Neste processode desenvolvimento, foi preciso criar uma ontologia comum, denominada LPML(Linguagem de Marcação da Plataforma Lattes), para que os termos utilizados fossemcompreendidos por todas as aplicações que fazem uso dos dados armazenados pelaplataforma Lattes.

Em Bonifácio (2002), é apresentado um modelo de metadados com semântica para oCurrículo Lattes. Este modelo foi baseado numa ontologia especificada na linguagemDAML+OIL.

SIG

O desenvolvimento de uma aplicação de porte em SIG (Sistemas de InformaçõesGeográficas) é uma tarefa difícil frente à necessidade de interoperar com outros sistemas, jáque as informações necessárias a este sistema estão armazenadas em outros sistemascorporativos.Dessa forma, torna-se clara a necessidade de alguma ferramenta que permitasua interoperabilidade com os demais sistemas, para que atendam plenamente aos requisitosdos usuários.

Estas aplicações são caracterizadas pelo extensivo uso de ontologias explícitas desde suaconcepção até seu uso, inclusive. O sistema pode utilizar um repositório de objetosgeográficos interoperáveis, sendo os objetos extraídos de múltiplos bancos de dadosindependentes e com um mapeamento baseado em orientação a objetos para criar os objetosa partir das ontologias. Esta abordagem proporciona um alto grau de interoperabilidade epermite 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 informaçõesdisponibilizadas na Internet, de forma semi-estruturada e não-estruturada. Ou seja, ao invésde 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 umsucessor do projeto Metadados, cujos princípios são os mesmos (incluir "informação sobrea informação" na Web), mas que trabalhava com a linguagem HTML, o qual não permite


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criar categorias semânticas. A Web Semântica é uma extensão da Web atual, na qual é dadaà informação, um significado, permitindo a colaboração.

Todo o esforço de pesquisa em torno da Web Semântica oferece novas possibilidades paraos usos das especificações de tecnologias de aprendizagem, permitindo uma gama maior deaplicações. Entre os projetos desta linha, podem ser citados: o Ontoseek, WebKM-2,C-Web (Community Web) e o Seal.



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4. Referências do livro

DOMINGUE, J. et al. Supporting Ontology Driven Document Enrichment withinCommunities of Practice. In: PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONALCONFERENCE ON KNOWLEDGE CAPTURE. International Conference On KnowledgeCapture. 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 OFTHE INTERNATIONAL CONFERENCE ON KNOWLEDGE. Victoria, British Columbia,Canada, 2001.

ABRAO, B., COSCODAI, M. (Coord.) História da filosofia: o percurso da filosofia, dassuas 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 deferramenta 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 doRio Grande do Sul, Instituto de Informática, Porto Alegre.


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4. Ontologia - Campus Universitário do Araguaiaaraguaia2.ufmt.br/professor/disciplina_arquivo/100/20131112459.pdf · 1. Compreendendo Ontologia Ontologia é uma ferramenta utilizada