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4. Ontologia

Site: Universidade Federal da BahiaCourse: EDC EDUCAÇÃO À DISTÂNCIA 2007.2Book: 4. OntologiaPrinted by: Guest UserDate: quarta, 28 outubro 2015, 11:10

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Table of Contents1. 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 OntologiaOntologia 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 por empresaencarregada do seu transporte.

A partir das reflexões acima podemos concluir que determinado conceito pode ter significadosdiferentes, dependendo do domínio de interesse ao qual ele é empregado. A ontologia permiteque seja possível explicitar estas diferenças contextualizando os conceitos relativos a cadadomínio 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 umconjunto de conceitos ou termos usados para descrever algumas áreas do conhecimento ou paraconstruir uma representação deste.

Uma ontologia é, então, uma manifestação do entendimento de um domínio, compartilhado ecomum 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 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 considerado umaestrela, 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 defineontologia como:

"a especificação formal explícita de uma conceitualização compartilhada".

Guarino (1994) e Uschold (1996) contrapõemse 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. Abase do conhecimento é uma definição informal de uma coleção de informação que inclui umaontologia como componente, ou seja, a ontologia é o alicerce sobre o qual o conhecimentopode ser construído. Já a ontologia provê um conjunto de conceitos com o objetivo dedescrever algum domínio, enquanto a base de conhecimento utiliza estas estruturas pararepresentar o que é verdade sobre algum mundo real ou hipotético.

Como você pode ver, as definições encontradas para ontologia são as mais variadasdependendo da área em questão. Conceituada a ontologia, você poderá melhor analisar comodiversas áreas de conhecimento vêem esta ferramenta.

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1.1 Ontologia em diferentes contextosPrimeiramente, vamos abordar a visão da filosofia, que trata da Ontologia desde Aristóteles,filósofo grego e discípulo de Platão, que foi responsável pelo primeiro modelo derepresentação 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 éinerente a todos e a cada um dos seres.

No contexto da Inteligência Artificial: ontologia é uma especificação formal que dá suporteao compartilhamento e reuso do conhecimento, estabelecendo uma junção entre membros deuma comunidade de interesse, podendo estes ser humanos ou agentes autômatos.

No contexto dos Sistemas de Informação: ontologia define os tipos de coisas que existem nodomínio 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 usado parase referir a uma concepção compartilhada de algum domínio (área de conhecimento) deinteresse, e pode ser utilizada para unificar o processo de solução de problemas relativos aodomínio em questão.

No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos destee 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, dificultando ocompartilhamento de informações. Isso ocorre porque o conhecimento tem sido adquirido pararesolver tarefas específicas. Além disso, há uma grande variedade de ferramentas, modelos elinguagens, criando verdadeiras ilhas de informação, que dificultam a interoperabilidade e oreuso. Neste contexto, podemos decidir utilizar ontologias devido a necessidade crescente deuma maior troca e reutilização de informações entre os sistemas, entre as pessoas, e entresistemas e seus usuários.

Na Ciência da Informação , pela necessidade de codificar o conhecimento para que o torneacessível aqueles que dele precisam, categorizandoo, descrevendoo, modelandoo,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 textual semiestruturada, armazenada em documentos, proveniente de diversas fontes, como os portaiscorporativos.

Bom, os benefícios trazidos com o uso de ontologia foram apresentados. Agora, veremos comoas diferentes ontologias podem ser classificadas, determinando o seu processo de construção esua aplicação.



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1.3 Classificação de ontologiasAs ontologias podem ser classificadas através de diversos enfoques. Alguns autores asclassificam por níveis de generalização, enquanto outros as classificam por categorias ou portipo 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 termos relacionados àexecução de uma tarefa específica, independente do domínio em questão;ontologia de domínio: especifica um vocabulário próprio de um dado domínio, comoautomóveis ou medicina;ontologia de aplicação: contém as definições necessárias à aplicação de uma tarefa numdado domínio.

Para exemplificar a relação entre as classificações propostas por Guarino, vamos considerar aontologia de ERP (sistema integrado de gestão) apresentada na Figura 3, que é uma ontologiade aplicação. Neste exemplo, a ontologia da aplicação ERP é formada pelo conjunto de umaontologia da tarefa gestão empresarial e de uma ontologia do domínio telecomunicações . E porfim, ambas as ontologias (tarefa e domínio) são suportadas por uma ontologia genérica deorganização.

Figura 3 Exemplo de ontologia de aplicação

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

Ontologia de domínio: conceituações de domínios particulares;Ontologia de tarefas: conceituações sobre a resolução de problemas independentementedo 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 deformalidade, sendo:

altamente informal, quando é expressa livremente em linguagem natural;

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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 como elessão definidos. No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre osassuntos deste e dos outros capítulos.


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1.4 Elementos da OntologiaPara representar um dado domínio, uma ontologia pode ser composta por diversos elementosque têm o objetivo de facilitar o compartilhamento do conhecimento. Os elementos típicos deuma ontologia são:

Conceito: termo relacionado a um determinado domínio. Por exemplo: O conceito ônibus éum termo relacionado ao domínio da secretaria de transportes de um município. Assim, como oconceito leito é um termo relacionado ao domínio hospital.

Definição do conceito: significado semântico do conceito de um determinado domínio. Porexemplo: O conceito carro , no domínio da secretaria de transportes , pode ser definido comoum meio de transporte privado, de 4 rodas que trafega sobre as vias urbanas e suburbanas decirculação de veículos.

Propriedade: o atributo de um conceito. Permite a caracterização de um conceito num dadodomínio, fornecendo a este uma identidade que o diferencia das demais instâncias no domínio.Por exemplo: Para caracterizar o conceito carro , precisamos de algumas informações, taiscomo: placa policial, chassi, fabricante, modelo, cor e tipo. Cada propriedade pode apresentaruma 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 domínio serelacionam. Por exemplo: O conceito usuário só pode utilizar o ônibus se tiver o conceitocartão de passagem eletrônica .

Apesar da ontologia possuir estes elementos típicos, eles não são obrigatórios. Com isso, umaontologia pode assumir várias formas, entretanto, necessariamente, deve incluir um vocabuláriode termos (conceitos) e alguma especificação do significado de suas definições. Os axiomassão 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 deatributos das classes (conceitos), conjunto de valores que estes atributos poderão assumir, valorpadrão, cardinalidade e restrições.



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1.5 LinguagemVimos no capítulo anterior que uma ontologia é composta de diversos elementos que auxiliamna compreensão da conceitualização do domínio tratado. Mas, para formalizar estes elementose permitir que o conhecimento seja reutilizado, é preciso utilizar linguagens de construção quepossam ser interpretadas por sistemas ou por pessoas.

Bom, tendose então uma ontologia, ela pode ser formalizada através de textos, tabelas egráficos. Para que o conhecimento seja compartilhado entre pessoas, talvez seja esta a melhorforma. Mas quando se trata de compartilhar tal conhecimento entre sistemas é mais indicadoutilizar uma linguagem.

Neste contexto, várias linguagens foram sugeridas para codificar a ontologia. Essa codificaçãoserve de intérprete entre os diversos sistemas utilizados pelas pessoas. Por exemplo, umSistema de Gestão Empresarial (ERP) deve ter o mesmo entendimento de cliente que o Sistemade Gestão de Relacionamento com o Cliente (CRM).

Mas, ainda há um impasse: como há uma infinidade de sistemas construídos com tecnologiasdiversas, encontrar uma linguagem que seja reconhecida por todas estas tecnologias não é umatarefa trivial. Além disso, a linguagem escolhida para codificar a ontologia precisa ser aplicadaa todo e qualquer tipo de conhecimento ou domínio. Portanto, a diversidade de propostas éinevitável.

Então, com base na necessidade de definir uma linguagem que pudesse ser utilizada pararepresentar todo e qualquer domínio, muitas propostas foram apresentadas. Inicialmente, foramconsideradas as linguagens HTML e XML para esta tarefa.

A linguagem HTML, apesar de ser uma linguagem de marcação, assim como a XML, além deser sua precursora, foi também analisada, mas foi descartada para esta tarefa por apresentarduas 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, 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 a representaçãoda 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 aindaoutras propostas baseadas em notações gráficas, como é o caso da UML. No subcapítulo 1.5.1são apresentados mais detalhes desta linguagem.




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1.5.1 Linguagens de representaçãoA linguagem RDF/RDFSchema possui um modelo de representação simples e flexível, quepermite a interpretação semântica do conhecimento, com a utilização de conectivos lógicos, denegação, disjunção e conjunção. É dividida em duas partes principais: RDF e RDFSchema. Aprimeira define como descrever recursos através de suas propriedades e valores, enquanto asegunda define propriedades específicas, restringindo sua utilização (RDF, 2003) .

OIL foi proposta pelo projeto OntoKnowledge e tem como contribuição o uso de semânticaformal e um mecanismo de inferência, fornecido através da lógica de descrição. Combinaprimitivas de modelagem das linguagens baseadas em frames com a semântica formal. Podeverificar classificação e taxonomia de conceitos (FENSEL et al. , 2001; OIL, 2003) .

DAML+OIL foi desenvolvida como uma extensão para XML e RDF, acrescentando construtosmais expressivos. É um sucessor da OIL e sua última versão, a DAML+OIL, provê umconjunto de construções com o objetivo de criar ontologias e marcar informações de forma queseja 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 disponibilizálo. Além disso, facilita a leitura de conteúdo Websuportado por XML, RDF e RDF Schema, provendo um vocabulário adicional com umasemântica formal. Para a representação, utiliza a lógica descritiva para explicitação doconhecimento (OWL, 2005) .

KIF é uma linguagem formal para troca de conhecimento entre sistemas computacionais muitodiferentes, 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 páginasWeb. As marcações podem ser utilizadas para a construção de ontologias e para anotações emdocumentos 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 no domínioda 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 conceitualpara representação de informações distribuídas. Juntas, OML e CKML permitem arepresentação 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 deforma implícita, pois utiliza diferentes tipos de notação para diferentes tipos de associação(FALBO, 1998) .

Por fim, a CML é uma linguagem semiformal, que foi proposta para a metodologiaCommomKADS, na qual uma ontologia é definida através da especificação de conceitos,atributos, expressões, estruturas e relações, utilizando representação gráfica (SCHREIBER et al., 1994) .

Vimos que há inúmeras linguagens propostas para codificar uma ontologia. Mas, para tornaresta 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


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ferramenta que facilite sua edição. Algumas dessas ferramentas estão listadas no subcapítulo1.5.2. No capítulo de referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntosdeste e dos outros capítulos.



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1.5.2 Ferramentas de ediçãoA 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 edição podemsimplificar consideravelmente o processo de construção de ontologias, desde o início ou apartir de outras já existentes. Geralmente, estas ferramentas incluem documentação, importaçãoe exportação de ontologias existentes (de diferentes formatos), visualização gráfica, bibliotecase 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 novos recursos,além de possuir código aberto; OntoEdit: A ferramenta concentrase 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, poisoferece as funcionalidades básicas para criação de ontologias. Esta ferramenta utiliza aslinguagens OIL e DAML+OIL, além de gerar código em OIL e converter para RDF e permite averificação da consistência e classificação automática, mas não é um ambiente completo paradesenvolvimento de ontologias, já que não apóia o desenvolvimento em larga escala, amigração e a integração de ontologias, bem como seu versionamento, argumentação e muitasoutras atividades que envolvem a construção de ontologias; Ontolingua: Foi desenvolvida para dar suporte a projetos e especificações de ontologias comuma semântica lógica clara. É baseada na linguagem KIF (Knowledge Interchange Format) eem uma ontologia de representação de conhecimento que define termos de linguagens baseadasem quadros e orientadas a objetos. Provê suporte explícito para a construção de módulosontológicos e faz distinção entre uma ontologia de representação e de aplicação e permite aconstrução de ontologias de três formas: usando expressões do KIF; usando apenas ovocabulário 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 porinterface gráfica, inspeção de elementos, verificação da consistência da herança e trabalhocooperativo. Possui uma biblioteca com mais de cem ontologias (DOMINGUE, 2001) WebODE: Ambiente para engenharia ontológica que dá suporte à maioria das atividades dedesenvolvimento de ontologias. A integração com outros sistemas é possível, importando eexportando ontologias de linguagens de marcação (ARPÍREZ et al., 2001).

No pŕoximo Capítulo2 será explorado o processo de construção de uma ontologia. No capítulode referências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos deste e dos outroscapítulos.

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2. Processos de construção de ontologiaA 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, obtendoum 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 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, gerando retrabalho, e em alguns casos, até desistência.

A amplitude da ontologia é uma questão que precisa ser bastante discutida com a comunidadeusuária. O conhecimento capturado de um domínio deve ser suficiente para que suarepresentação não o restrinja ao extremo, nem o generalize demasiadamente, a fim depromover um real entendimento compartilhado entre os interessados.

Outros pontos a serem considerados são: o nível de comprometimento de grupos de pessoas, eo uso de processos e métodos bem definidos. Devese salientar ainda, que é necessárioestabelecer o grau de formalidade requerido para a ontologia, que, em geral, é incrementado àmedida que aumenta o grau de automação da tarefa em questão. Por fim, dependendo dodomínio, da formalidade requerida e do propósito da ontologia, será necessário fazer inúmerasiterações 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 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 desenvolvimento deontologias; ciclo de vida baseado na evolução e refinamento de protótipos; especificação dospassos para a execução de cada atividade, as técnicas utilizadas, os produtos de saída e como asontologias devem ser avaliadas (CORCHO et al., 2005; FERNANDEZLOPEZ et al., 1999).

Ontoknowledge: Foi desenvolvido para o projeto OntoKnowledge. Tem como principalcaracterística a orientação a processos. Uma das grandes contribuições desta proposta foidemonstrar, quando e como utilizar ferramentas durante o processo de desenvolvimento eoperacionalização de aplicações baseadas em ontologias (ONTOKNOWLEDGE, 2003;STAAB et al., 2001; SURE, STAAB, STUDER, 2002, 2003).

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 axiomas escritosem Prolog, que permite uma dedução automática para responder a questões de senso comumsobre 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 (Sistema Baseado no

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Conhecimento). Está baseada no modelo de ciclo de vida em espiral e tem foco no estudo deviabilidade 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 kickoff 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, generalizase a primeira baseem 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 decenários de motivação para envolver os especialistas de domínio. Sem esta motivação,dificilmente, poderá ser criada uma ontologia que represente de modo fidedigno o domínio ouparte dele. É importante salientar que a ontologia criada deve representar adequadamente odomínio modelado e ter utilidade para a comunidade de interesse correspondente. O aspectomais 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, muitospesquisadores identificaram critérios para avaliar as ontologias construídas, tais como: clareza,coerência, extensibilidade, independência de codificação e mínimos compromissosontológicos.

Para chegar à ontologia ideal, é necessário realizar várias iterações nas atividades de avaliaçãoe refinamento. Enfim, para que uma ontologia seja considerada adequada, deve representarfielmente o domínio para o qual ela foi projetada. Por isso, o processo de aquisição econstrução de ontologias requer a definição de atividades específicas para uma avaliaçãosistemática 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. Porisso, sempre que uma ontologia nova é proposta, devese identificar ontologias préexistentesque possam ser reutilizadas (parcial ou totalmente) ou extendidas. Isso não só agiliza oprocesso, 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. No capítulo dereferências você poderá aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos deste e dos outroscapítulos.

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2.1 Atividades previstas nos processos deconstruçãotesteA 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 Ontoknowledge são os seguintes:

Estudo de viabilidade Kickoff Refinamento (topdown, middle out e bottomup) 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

As atividades previstas no processo Enterprise Ontology são os seguintes:

Definição do propósito Definição do escopo, prevendo brainstorm

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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 de estudoO 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. Podese encontrar um outroexemplo no projeto OnToKnowledge, que aplica ontologias para disponibilizar informaçõeseletronicamente, com objetivo de melhorar a qualidade da gerência do conhecimento emorganizações grandes e distribuídas. O foco é criar facilidades para aquisição, manutenção eacesso online a informações vindas de diversas fontes, promovendo a sua reutilização.Existem ainda outros tantos projetos nas mais variadas áreas como no direito, que contempla agerência 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 Universal Repository. A seguir, serão comentados maisalguns 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. Noentanto, muita coisa impede um crescimento ainda mais vertiginoso, como a interoperabilidadede sistemas e sobrecarga de informação. Em busca de solucionar parte destes problemas, muitotem se pesquisado sobre a utilização de agentes inteligentes, mas a falta de padronização dossites, dificulta a aplicabilidade desta tecnologia. Com o uso das ontologias, esperamseconseguir melhores resultados.

Com isso, foi proposta, por Francisco Guimarães (2002), uma ontologia para produtos e umaontologia para lojas. Esta ontologia foi implementada com a linguagem DAML+ OIL, e teve oobjetivo 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 de fundamentalimportância 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 InfoEducação (2000) propôs uma ontologia para auxiliar noentendimento comum da comunidade de interesse deste domínio. A modelagem conceitual deconteúdos educacionais busca capturar as partes relevantes do assunto que se deseja ensinar, eestrutura adequadamente de acordo com determinada estratégia pedagógica. Com a ontologia, épossível que ambientes de gerenciamento de educação "online" armazenem o conteúdo deforma estruturada, controlem o acesso ao material didático e permitam alguma forma deavaliação.

Almeida e Bax (2003) citam ainda outros projetos em andamento na área educacional, comoRichODL, Smartrainner e SchoolOnto Scholarly Ontologies Project.

P&D

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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 de informaçõessobre ciência e tecnologia, que resultou na Plataforma Lattes, tendo sido definida peloconsenso de peritos de várias instituições de ensino superior. Neste processo dedesenvolvimento, foi preciso criar uma ontologia comum, denominada LPML (Linguagem deMarcação da Plataforma Lattes), para que os termos utilizados fossem compreendidos portodas as aplicações que fazem uso dos dados armazenados pela plataforma Lattes.

Em Bonifácio (2002), é apresentado um modelo de metadados com semântica para o CurrículoLattes. 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 asinformações necessárias a este sistema estão armazenadas em outros sistemascorporativos.Dessa forma, tornase clara a necessidade de alguma ferramenta que permita suainteroperabilidade com os demais sistemas, para que atendam plenamente aos requisitos dosusuários.

Estas aplicações são caracterizadas pelo extensivo uso de ontologias explícitas desde suaconcepção até seu uso, inclusive. O sistema pode utilizar um repositório de objetos geográficosinteroperáveis, sendo os objetos extraídos de múltiplos bancos de dados independentes e comum 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 deinformações 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 semiestruturada e nãoestruturada. Ou seja, ao invés depensar 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 sobre ainformação" na Web), mas que trabalhava com a linguagem HTML, o qual não permite criarcategorias semânticas. A Web Semântica é uma extensão da Web atual, na qual é dada àinformação, um significado, permitindo a colaboração.

Todo o esforço de pesquisa em torno da Web Semântica oferece novas possibilidades para osusos das especificações de tecnologias de aprendizagem, permitindo uma gama maior deaplicações. Entre os projetos desta linha, podem ser citados: o Ontoseek, WebKM2, CWeb(Community Web) e o Seal.



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4. Referências do livroDOMINGUE, J. et al. Supporting Ontology Driven Document Enrichment within Communitiesof Practice. In: PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ONKNOWLEDGE 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 OFTHE INTERNATIONAL CONFERENCE ON KNOWLEDGE. Victoria, British Columbia,Canada, 2001.

ABRAO, B., COSCODAI, M. (Coord.) História da filosofia: o percurso da filosofia, das suasorigens 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 ferramentaautomatizada. 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.720, 2003.

BONIFACIO, A. Ontologias e consultas semânticas: uma aplicação ao caso Lattes. 2002. 85 f.Dissertação (Programa de Pósgraduação em Computação) Universidade Federal do RioGrande do Sul, Instituto de Informática, Porto Alegre.