Motivação de linguagens de ontologias na WEB*  Evolução da distribuição da informação na WEB (para ser processados por software e não apenas lidos por.

Apresentação em tema: "Motivação de linguagens de ontologias na WEB*  Evolução da distribuição da informação na WEB (para ser processados por software e não apenas lidos por."— Transcrição da apresentação:

1 Motivação de linguagens de ontologias na WEB*  Evolução da distribuição da informação na WEB (para ser processados por software e não apenas lidos por humanos)  Softwares de busca e mineração de dados;  Necessidade de agregar representação semântica aos dados, ao invés de apenas sintaxe;  Prover comunicação entre agentes de softwares;

2 Linguagens padrão para representação de ontologias na web  Elementos de uma ontologia:  Hierarquia de conceitos (ou taxonomia)  Restrições sobre os valores dos atributos dos conceitos (parte dos axiomas)  Regras dedutivas sobre os conceitos (outra parte dos axiomas)  Instâncias dos conceitos  Linguagem ideal para representação de ontologias:  Contemple todos os elementos de uma ontologia (taxonomia, axiomas e instâncias)  Ainda não existe  Atualmente:  De um lado DAML-OIL para taxonomia, instâncias e restrições  Do outro lado RuleML para regras dedutivas  Ainda não propriamente integrado  No entanto, ambos camadas em cima de XML  F-Logic, por exemplo, contempla todos os elementos, mas não possui em si facilidade para distribuição na web

3 DAML-OIL: definição e características  Junção de duas linguagens de representação de conhecimento:  DAML - DARPA Markup Language:  inicialmente desenvolvida pelo DARPA e atualmente apoiada pela W3C;  Camada em cima de XML e RDF;  Extensão de RDFS para codificar classes de maneira mais sofisticada  OIL - Ontology Inference Layer:  desenvolvimento financiado pela União Européia;  linguagem baseada em Frames;  semântica formal e serviços de raciocínio provido por lógica descritiva;  extensão de RDF Schema

4 Estrutura de um documento DAML-OIL <rdf:RDF xmlns:rdf=“http://www.w3.org/1999/....” xmlns:daml=”http://www.w3.org/2001/....”> 1.0 Example Ontology

5 Como DAML-OIL estende RDFS  Definindo e implementado conceitos não suportados em RDFS:  Tipos de Dados:  Literais RDF são essencialmente strings;  DAML-OIL permite tipos definidos em XSDL ou pelo usuário; Person`s Publications Students or Professors... Publication Identifier

6 Como DAML-OIL estende RDFS  Restrições de Unicidade Publication Identifier

7 Como DAML-OIL estende RDFS  Classes de Enumeração (tipo definido pelo usuário): Journal Article Technical Report

8 Como DAML-OIL estende RDFS  Expressões em classes  Disjunção Articles in Books Articles published in... Journal Article Articles published in...

9 Como DAML-OIL estende RDFS  Disjunção / Subclasses Published Articles... Articles in Books Articles published in... Journal Article Articles published in...

10 Como DAML-OIL estende RDFS  União Events... Meetings Meetings... Conference Conferences...

11 Como DAML-OIL estende RDFS  Inferência de Propriedades  Propriedades Inversas Supervisor Supervises

12 Como DAML-OIL estende RDFS  Propriedades Transitivas (definição de classes) Member Member of a Research Organization Research Organization Researchers

13 Como DAML-OIL estende RDFS  Propriedades Transitivas (instanciação) American Resarch Institute Brazilian Resarch Institute Jacques Robin

14 Como DAML-OIL estende RDFS  Outros conceitos:  Restrição por propriedades por valor (hasValue): classificar uma instância pelo valor de seu atributos. Ex: se um produto tem uma propriedade “sexo destino” preenchida como “masculino”, poderia classificá-lo como produto masculino.  Restrição por propriedades por tipo (hasClass): classificar uma instância pelo tipo de seu atributos. Ex: se um esporte tem uma propriedade “apetrecho envolvido” preenchido como “bola de meia” poderei classificá-lo na categoria de esportes que precisam de uma bola para ser jogado.  Equivalência de classes (equivalentTo): permite raciocínio entre ontologias diferentes. Ex: podemos declarar que numa ontologia A a classe Estudante eqüivale à classe Aluno na ontologia B.

15 Como DAML-OIL estende RDFS  Outros conceitos:  Extensibilidade da linguagem: Permite que novas linguagens possam ser criadas a partir das definições herdadas de DAML- OIL (na realidade esse conceito é compartilhado com RDFS). Ex: Criação de DAML-Logic.  Restrições de cardinalidade e cardinalidade qualificada: permite construções do tipo: um aluno deve possuir cinco artigos ao final do mestrado (cardinalidade). Desses cinco, três devem ser em Publicações OnLine(cardinalidade qualificada)

16 Semântica formal de DAML-OIL Existem duas propostas:  Baseada na lógica  Traduz sentenças DAML-OIL para sentenças KIF (outra linguagem padrão para ontologia na web ) que por suas vezes possuem tradução direta para sentenças da lógica dos predicados na primeira ordem aumentada com listas de elementos  Baseada na teoria do conjuntos  Representa sentenças DAML-OIL em sentenças da teoria de conjuntos. Ex: Sentença DAML-OIL: Sentença em conjuntos: IC(?C) = IC(?D) onde, IC = função que mapeia classes em uma coleção de objetos DAML-OIL

17 Ferramentas de desenvolvimento e uso de ontologias em DAML-OIL http://www.daml.org/tools/

18 Limitações de DAML-OIL  Construtores limitados de propriedades  composição, produto,...  Apenas relações unárias e binárias entre entidades  Sem comparação ou agregação de valores  Sem valores default

19 RuleML: definição e motivação - Necessidade de representar regras na Web Semântica - Regras reativas: especificar comportamento em resposta a determinados eventos; - Regras dedutivas: inferir conclusões a partir da conjunção de determinados dados; - Regras de definição de restrições de integridade: dado um conjunto de dados, os mesmos satisfazem certas restrições? - Construção de uma linguagem independente de padrões proprietários => provimento de interoperabilidade; - Unificação das linguagens previamente propostas para representação de regras na WEB. - RuleML = RFML + URML + AORML +.... - Manter compatibilidade com versões anteriores

20 RuleML: estágio atual - Rule Markup Iniative: participantes da academia e indústria líderes em representação de conhecimento e Markup Languages - Tentar construir uma linguagem em conformidade com os padrões da WEB e que atenda às necessidades dos participantes. - Rule Markup Language: representação de regras em XML. - Representação de regras reativas, derivativas, restrições de integridade e fatos. - Representação de sua sintaxe em DTD (versão atual 0.8)

21 Revisão das várias linguagens de regras usadas em IA  Regras de reação ou produção:  P1 ...  Pn  do A, onde A é uma ação a executar quando a conjunção de premissas é verificada  Regras de derivação e regras Prolog:  P1 ...  Pn  do assert C  Caso particular de regra de produção na qual a ação é acrescentar conclusão C na base de conhecimento  Equivalente a regra Prolog C :- P1,..., Pn.  Fatos: regras de derivação sem premissas  Regras Datalog:  Restrição de regras Prolog sem funções aninhadas dentro de predicados  Ex, p(g(X,b),f(a)) :- q(X), r(f(b)), OK em Prolog, mas não em Datalog  Restrições adicionais de Datalog:  Apenas predicados binários, ex, excluindo vende(V,C,P)  Lógica proposicional, sem variáveis, apenas constantes

22 Revisão das várias linguagens de regras usadas em IA  EqualLog: extensão de Prolog  Com igualdade entre constantes Ex: f(b,c) :- g(b), t(c), c=d  Restrições de integridade  P1 ...  Pn  do signal inconsistency  RuleML extende esses formalismos com URL e URI como constantes

23 Subconjuntos de RuleML

24 Estrutura de regras em RuleML Regras Reativas / \ 1. / \ 2. / \ Restrições de Integridade Regras de Derivação | 3. | | fatos

25 Sintaxe RuleML para vários tipos de regras - Regras Reativas: prem1... premN action

26 Sintaxe RuleML para vários tipos de regras - Restrições de Integridade: prem1... premN implementado por prem1... premN inconsistency

27 Sintaxe RuleML para vários tipos de regras - Regras Derivativas: conc prem1... premN implementado por prem1... premN conc

28 Sintaxe RuleML para vários tipos de regras (identar) - Fatos: conc implementado por conc

29 Tipologia das regras RuleML - Valores atômicos - elem1 - Conjunção: - elem1 elem2... elemN - Disjunção - elem1 elem2... elemN - Funções - elem1 - Relação - elem1

30 Tipologia das regras RuleML vendeu Lucas Maria livro

31 Tipologia das regras RuleML - Negação - fraca (não verdade): eu não conheço RuleML - a não verdade não implica falsidade - elem1 - forte (falsidade): eu desconheço RuleML - a não verdade implica falsidade - elem1 - Variáveis - elem1 - Constantes - elem1

32 Tipologia das regras RuleML EhAlunoMestrado pessoa Selecionado pessoa

33 Tipologia das regras RuleML Especial pessoa AssassinadoNoEstacionamento pessoa

34 Tipologia das regras RuleML - Prioridades - Usada para resolução de conflitos entre regras - elem1

35 Complemento da ontologia acadêmica abaixo da ontologia geral do AIMA com regras RuleML

36 Exemplo de regras RuleML e F-Logic - F-Logic X:pessoa[idade -> I] :- I >= 0, I <= 130. - RuleML Pessoa X

37 Exemplo de regras RuleML e F-Logic MaiorIgual idadeX 0 MenorIgual idadeX 130

38 Exemplo de regras RuleML e F-Logic - F-Logic meiaIdade(P) :- P:prof. - RuleML MeiaIdade P Professor P

39 Ferramentas de desenvolvimento e uso de base de regras RuleML http://www.dfki.uni-kl.de/ruleml/#Engines

40 Limitações de RuleML - Base de regras não referencia um modelo de informação onde possa atuar: - RuleML deveria prover formas de incluir modelos de informação como DAML-OIL em sua base. Ex: um atributo da base. - Variáveis da base poderiam ser linkadas a modelos externos onde estas poderiam ser definidas. Ex: UML class.