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Protégé e Ontologias
Tiago Semprebom Marcos Camada Igor Mendonça
(UFSC) Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas
DAS6607 - Inteligência Artificial Aplicada ao Controle e Automação Industrial
Florianópolis, 17 de Julho de 2007
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Tiago Semprebom, Marcos Camada, Igor Mendonça Ontologias e Protégé
Parte I: SumárioParte II: Sumário
Sumário - Ontologias
1 Introdução
2 Tipos de Ontologias
3 Porque desenvolver ontologias?
4 Como criar uma Ontologia?
5 Utilização de Ontologias
6 Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
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Tiago Semprebom, Marcos Camada, Igor Mendonça Ontologias e Protégé
Parte I: SumárioParte II: Sumário
Sumário Protégé
7 Histórico8 Visão Geral9 Arquitetura do Protégé10 Características11 Venda de Veículos12 Exemplo de Cadastro na Ontologia13 Conclusões14 Referências Bibliográficas15 Agradecimentos
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Parte I
Ontologias
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Introdução
Ontologia (grego ontos+logoi = conhecimento do ser) é aparte da filosofia que trata da natureza do ser, darealidade, da existência dos entes e das questõesmetafísicas em geral.O termo ontologia é originário da filosofia. Ontologia é umramo da filosofia que lida com a natureza e a organizaçãodo ser.Termo foi introduzido por Aristóteles. No contexto dapesquisa em ontologia, filósofos tentam responder asquestões: O que é um ser? e quais são as característicascomuns de todos os seres?
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Introdução
Termo foi recentemente adotado pelas comunidades de IAe gestão de conhecimento para se referir a conceitos etermos usados para descrever alguma área doconhecimento ou construir uma representação desse.Uma ontologia define um domínio, ou, mais formalmente,especifica uma conceitualização acerca dele (Gruber1995).Organizada em hierarquias de conceitos (taxonomias).Pode-se considerar as ontologias como a materializaçãodo nível do conhecimento (Clark 1999).
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Tipos de Ontologias
Ont. de representação: definem as primitivas derepresentação (frames, axiomas, atributos) de formadeclarativa.Ont. gerais: trazem abstrações de aspectos do mundo(tempo, processos, papéis, espaço, seres, coisas).Ont. genéricas de domínio: definem ramos de estudo deuma área, conceitos mais genéricos (direito básico).Ont. de domínio: tratam de um domínio mais específicode uma área genérica de conhecimento (direito tributário).Ont. de aplicação: solucionam um problema específicode um domínio (ex. identificar doenças do coração).
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Porque desenvolver ontologias?
Compartilhar conhecimento e estruturas de informaçãoentre pessoas e agentes de softwareReutilização do conhecimento de um domínioExplicitar hipótesesSeparar conhecimento de um domínio do conhecimentooperacionalAnálise
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Como criar uma Ontologia?
Maneira de modelar um domínio depende da aplicação.
Determinar o Domínio e o Escopo da Ontologia.Reutilizar Ontologias Existentes.Levantar termos importantes.Definir classes e sua hierarquia.Definir propriedades das classesRestrições das Propriedades.Criação de instâncias.
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Ontologias e Desenvolvimento
Descrição de conceitos (classes) em um domínio.Propriedades de cada conceito (slots).Restrições das propriedades (facets).Instâncias das classes (base de conhecimento).
Definir classes.Hierarquia de classes (sub-classes e super-classes).Definir propriedades e suas restrições.Criar instâncias.
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Projetos que utilizam Ontologias
Gestão de Conhecimento (PatMan, PlanetOnto, MGT(Medical Guideline Technology).Comércio Eletrônico (MKBEEM, SMART-EC).Processamento de Linguagens Naturais (Oncoterm,Gazelle, Penman, TechDoc, PANGLOSS).Recuperação de Informação na Web (OntoSeek,WebKB-2, SEAL (Semantic Portal)).Projetos relacionados a Educação (RichODL,Smartrainer).
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Ontologias Disponíveis
Ontologias de Alto-Nível (SOWA, Guarino, IEEEStandard).Ontologias Linguísticas (CoreLex, EDR EletronicDictionary, GUM (Generalized Upper Model)).Ontologias para Empresas (Enterprise Ontology, TOVE(Toronto Virtual Enterprise)).Ontologias para Domínios Específicos (GALEN, UMLS(Unifield Medical Language System)).
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IntroduçãoTipos de Ontologias
Porque desenvolver ontologias?Como criar uma Ontologia?
Utilização de OntologiasOntologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias.
Repositórios de Ontologias Disponíveis na Internet
Tabela: Ontologias Disponíveis
Repositório Breve DescriçãoDAML 192 ontologias (URI, submissão, etc) 1
Ontolingua Server 50 ontologias escritas em Ontolingua 2
Universal Repository 50 ontologias para educadores 3
1www.daml.org/ontologies/2www.ksl-svc.stanford.edu:59153www.ist-universal.org
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Parte II
Ambiente Protégé-2000
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Histórico
Desenvolvido pelo departamento de informática médica daUniversidade de Stanford.Em seu projeto original, o Protégé era uma ferramenta deaquisição de conhecimento limitada a um sistemaespecialista para oncologia.Foi modernizado gradativamente para acompanhar aevolução da tecnologia de SBC (Sistemas Baseados emConhecimento).A equipe do Protégé, que é desenvolvido em Java, optoupor abrir seu código.
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Visão Geral
O Protégé é uma ferramenta que permite construir ontologiasde domínio, personalizar formulários de entrada de dados,inserir e editar dados, possibilitando então, a criação de basesde conhecimento guiadas por uma ontologia. Sua interfacegráfica provê acesso a barra de menus e barra de ferramentas,alem de apresentar cinco áreas de visualização (views) quefuncionam como módulos de navegação e edição de classes,atributos, formulários, instâncias e pesquisas na base deconhecimento, propiciando a entrada de dados e arecuperação das informações.
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Visão Geral
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Arquitetura do Protégé
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Características
A linguagem axiomática PAL (Protégé AxiomaticLanguage)A geração de arquivos de saída alteráveis. Atualmentepodem ser criados classes e instâncias em CLIPS - a basede conhecimento é gerada nativamente para esse motorde inferênciaUma excelente interface para entrada de conhecimento,incluindo um geradorautomático de formulários.
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Descrição
O domínio em que se aplica este caso de uso corresponde aconsulta de veículos (carro ou moto). O sistema deve informar
os veículos em que se enquadra na requisição do usuário.
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Modelo Ontológico
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Características
Modelo: Fat BoyEstado: NovoCor: AzulUF: SCMarca: Harley-davidsonCilindradas: 1584Marcha: 6Quilometragem: 0Refrigeração: arTamanho do Tanque: 18.9Combustível: GasolinaValor: R$ 115.00 23 / 26
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Conclusões
Ontologia é uma maneira de formalizar conhecimento deum determinado domínio.Conhecimento utilizável em larga escala, reuzávelaplicações.Problemas da organização ontologica da Internet.Conteúdo nem sempre é preciso e claro.Padrões ontológicos ainda em discussão.Amadurecimento da área.
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HistóricoVisão Geral
Arquitetura do ProtégéCaracterísticas
Venda de VeículosExemplo de Cadastro na Ontologia
ConclusõesReferências Bibliográficas
Agradecimentos
Referências Bilbiográficas
Natalya F. Noy and Deborah L. McGuinnessOntology Development 101: A Guide to Creating Your FirstOntology.Stanford University, Stanford CA.
Frederico Luiz G. de FreitasOntologias e Web SemânticaUniversidade Católica de Santos - Santos - SP.
Maurício B. Almeida and Marcelo P. BaxAn Overview Ontologies: Survey About Definitions, types,applications, evaluation and building methodsUniversidade Federal de Minas Gerais - MG. 25 / 26
Tiago Semprebom, Marcos Camada, Igor Mendonça Ontologias e Protégé