Prof. Fred Freitas CIn - UFPE Ontologias Prof. Fred Freitas CIn - UFPE Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Objetivo: Situar o contexto em que surgiram as ontologias e a Web semântica Dentro da Informática A controvérsia declarativo-procedimental Porque as ontologias ganharam foco com a Web Web Semântica Dentro de Inteligência Artificial Simbólica Histórico do paradigma declarativo Formalismos de representação de conhecimento Motivações de reuso e compartilhamento de conhecimento Integração de conhecimento escrito em formalismos de representação diferentes Para alunos de graduacao Dificuldades dos alunos em entender o q é daml owl, ontologias Visao sistemica Mais ontos e menos web semantica Visao minha Desde 97 Visao historica ajuda a ter visao critica! Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Objetivo: Estudar as questões mais técnicas relativas a Ontologias Tipos, exemplos e benefícios de Ontologias Ferramentas para as ontologias e a Web semântica Ontolingua, Protégé, OntoEdit e ODE Engenharia de Ontologias Aplicações de Ontologias PACT e MASTER-Web Tópicos Abertos de Pesquisa Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br O que é uma ontologia? Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Ontologias Corpo de conhecimento declarativo sobre um dado domínio, assunto ou área de conhecimento Na prática, hierarquias de conceitos (classes) com suas relações, restrições, axiomas e terminologia associada Termo às vezes mal-empregado. Ontologias não são: Simples hierarquias Conjuntos de conceitos associados a palavras-chave Esquemas de bancos de dados Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Relacionamentos na Ontologia Ciência Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Axiomas Axiomas são sentenças sempre válidas no domínio Servem para inferência e restrições complexas Ex: Todo empregado tem um ID único: (forall ?person1 (forall ?person2 (=> (and (own-slot-not-null ID ?person1) (own-slot-not-null ID ?person2)) (=> (not (= ?person1 ?person2)) (not (= (ID ?person1) (ID ?person2)))))) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Usos de ontologias Realizar inferência Servir como vocabulário compartilhado numa comunicação entre agentes inteligentes Codificar conhecimento interoperável entre linguagens (F-logic, Prolog, Jess) entre formalismos de representação de conhecimento (frames, redes semânticas, lógica de descrições) Definir páginas da Web semântica Como qqr conhecimento declarativo Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Contexto das Ontologias em Informática Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Controvérsia Declarativo-Procedimental Abordagem procedimental Descreve o funcionamento de processos passo-a-passo Código compilado, mais rápido, simples, controlável e popular Metáfora do “como” Abordagem declarativa Descreve um domínio com suas entidades e características, através de “fatos” declarativos que não estão dentro dos programas Motores de inferência deduzem novos fatos a partir dos existentes Metáfora do “o quê” Controversia nos anos 70 e 80e ntre eles a solução do problema ou a ação a ser tomada Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Nova conjuntura para a controvérsia: a Internet Grande volume de informações desestruturadas HTTP e HTML asseguram apenas navegação e apresentação Solução procedimental: Engenhos de busca Análise apenas em nível léxico Falta de precisão e muitos resultados irrelevantes, Principais ausências Falta de contexto Falta de semântica na definição das páginas Sistemas procedimentais ganharam , mas... Tratam infos apenas com algoritmos estatisticos Um programa comum só pode fornecer respostas às situações as quais ele foi concebido! Um sistema de IA pode: Incorporar novos conhecimentos (aprender) sem alterar seu funcionamento; Pode raciocinar na ausência de algumas informações; Estatistica é util mas é precisó definir contextos As palavras dos textos podem ganhar mais semântica, se interpretadas de acordo com o contexto (agregar valor) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Soluções possíveis para o tratamento de informação na Web Dotar os sistemas de inteligência Agentes inteligentes Manipulação cooperativa de informação [Oates et al 94]: distribuição, cooperação e comunicação sobre a semântica das páginas Restrição de domínios Dotar a Internet de inteligência: a Web Semântica Linguagens e padrões para definir páginas com uma semântica clara e definida formalmente Os agentes poderão raciocinar e “conversar” no contexto desta semântica => Ontologias desempenham um papel fundamental em ambas as soluções! Solucoes procediemntais são feitas para info estruturada Mundo real IA j´tinha aprendido a licao de restringir dominios (anos 70) Autonomia robustez Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Contexto das Ontologias em Inteligência Artificial Simbólica Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Sistemas Baseados em Conhecimento Criar sistemas diretamente a partir do conhecimento Separação entre o conhecimento e o processo dedutivo ou inferência Conhecimento sobre o domínio e sobre processos são dados (fatos), que podem ficar fora do programa A concepção passa por 3 especificações consecutivas: O nível de conhecimento ou epistemológico O nível lógico O nível de implementação Programa = motor de inferencia Conheciemnto = dados Vantagens: flexibilidade, legibilidade, fidelidade semântica, engajamento ontológico, extensibilidade,abstração das compilações, e capacidade de inferência Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Formalismos de Representação de Conhecimento Prover teorias - fundamentadas em lógica matemática - e sistemas para expressar e manipular conhecimento declarativo de forma tratável e eficiente computacionalmente Um formalismo deve prover: Acesso aos fatos (conhecimento) Mecanismo de inferência (ou estratégia de resolução) Estratégias de controle e escalonamento da inferência Taxonomia minha, pode ser discutida, existem outras Antes e ateh hoje pesquisadores se orientam a predicados, mas com ontologias estao mais ligados a dominios Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Tipos de formalismos em relação ao foco Formalismos orientados a predicados: regras de produção (vide aula prática) e programação em lógica Pioneiros Foco no processo, funcionamento Formalismos orientados a domínios: frames, redes semânticas, lógica de descrições Classes, relações e restrições Facilitam a estruturação de conhecimento sobre um domínio de aplicação Classes e relacoesdomínios Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Formalismos orientados a domínios Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Redes Semânticas Proposta por Quillian [68] a partir da modelagem da memória semântica humana Nós (objetos) conectados por arcos (relações binárias) Arcos típicos: é-um (is-a), é-parte Muito utilizadas em Processamento de Linguagem Natural Ontologias linguísticas (Ex: WordNet) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Redes Semânticas X: pessoa ( nome => id ( primeiro => string, último => Y: string ), Cônjuge => pessoa ( nome => id ( último => Y),Cônjuge => X)) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Exemplo de ontologias em redes semânticas faz Animal Comer Ako Ako tem Pássaro Mamífero Pêlos Ako Cão Is-a (instanciação) Fido Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Problemas de redes semânticas Muitos nós para representar pouca coisa Muita repetição de nós Não há distinção entre classes e objetos Não podemos falar sobre as relações Dizer por exemplo que é de 1:1 ou 1:n A não ser reificando-as ... ... Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Frames (Quadros) Base: modelos mentais de psicologia cognitiva usados na resolução de problemas [Bartlett 32] Esquemas: estruturas de conhecimento (estereótipos) armazenadas na memória duradoura, baseadas em experiências passadas, a serem adaptadas Proposta por M. Minsky [75] Precursores declarativos dos objetos procedimentais Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Animais Frames Vivo: V Voa: F Subconjunto Subconjunto [Figueira 98] Pássaros Mamíferos Pernas: 2 Pernas: 4 Voa: V Subconjunto Subconjunto Subconjunto Canários Gatos Humanos Cor: Amarelo Pernas: 2 Membro Membro Membro Piu-piu Frajola Fred Nome: Piu-piu Nome: Frajola Nome: Fred Amigo: Amigo: Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Expressividade dos Frames Classes Herança múltipla Instâncias Atributos (slots) Slots podem ser instâncias de outras classes (relações) Slots inversos: Ex: Slot Orientados da classe Professor é inverso do slot Orientador da classe Aluno Ao preencher um o outro é preenchido automaticamente Facetas Restrições sobre os slots Inferência por meio de herança e restrições Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Definindo classes e instâncias (defclass City "Cities are part of countries or states." (is-a Location) (multislot is-Part-Of (type INSTANCE) (allowed-classes Country State) (inverse-slot has-Parts) (cardinality 1 ?VARIABLE)) (single-slot name (type STRING) (cardinality 1 1))) ([Locations_00427] of City (is-Part-Of [WA]) (name "Washington")) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Facetas mais comuns em sistemas de Frames Valor default Valores permitidos (allowed-values) Domínio Ex: 1..100 Cardinalidade máxima e mínima Tipo: inteiro, string, booleano, float, símbolo, instância Classes permitidas (allowed-classes): válida apenas para slots do tipo instância Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Frames x Objetos procedimentais [Farquhar 97] Semelhança apenas aparente Frames modelam aspectos de um domínio real Objetos e suas classes visam modelar estruturas de dados e reusar código Às vezes frames e objetos se parecem Às vezes objetos violam o engajamento ontológico Class circulo {int x,y; int altura} Class elipse extends circulo {int largura} Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Frames x Objetos procedimentais (cont.) Também não é necessária em frames a inclusão de detalhes de implementação, como tamanho de strings, etc Frames não possuem métodos nem information hiding, desnecessária para a declaratividade Objetos não possuem facetas Frames têm sua parte procedimental Daemons: procedimentos executados quando um valor é lido, incluído ou modificado num slot Info hiding ou encapsulamento? O q eh encapsulamento? Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Regra e frames Frames e regras podem ser combinados CLIPS, para ganhar expressividade, inclui uma linguagem interna (COOL – “C” Object-Oriented Language) para definir e manipular frames Regras CLIPS referenciam estes frames (defrule x (object (is-a City) (is-Part-Of nil) (name ?a)) => (printout t “Specify a state for “ ?a crlf)) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Lógica de Descrições Também chamada de Lógica Terminológica [Brachman & Schmolze 85] Definição de conceitos por meio de descrições, fornecendo nativamente atributos bastante expressivos: Herança Múltipla (PRIMITIVE (AND CAR EXPENSIVE-THING) sports-car) Instâncias do conceito carro esporte (sports-car) herdam as descrições de CAR e EXPENSIVE-THING Papéis (FILLS thing-driven Corvette) Um Corvette desempenha o papel de algo dirigível Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Lógica de Descrições (cont.) Restrição de valores (ALL thing-driven CAR), Tudo que é dirigível dentro deste domínio é da classe CAR Restrição de limites (AT-LEAST 3 wheel) Descrevendo qualquer objeto relacionado a 3 outros objetos distintos que “desempenham o papel” de roda (wheel) Co-referência (SAME-AS (driver) (insurance-payer)) Todos os indivíduos que atuam como motoristas (driver) o papel de segurados (insurance-payer) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Análise: Problemas de SBCs Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Porque SBCs não se tornaram populares? Não muito usados por razoes técnicas “históricas” Programar procedimentalmente é mais fácil, rápido, simples e controlável Eficiência : funcionamento diretamente no código Fácil funcionamento : despreocupação com contextos O programador mantém o fluxo de controle Bala de canhao para matar uma formiga Vou abordar cada um despreocupação com contextos : Generalidade é mais trabalhoso Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Problema: Dificuldades de reuso Formalismos diferentes não facilitam o reuso Reuso é imperativo: BCs são a parte mais cara de um SBC Como ter reuso no nível de conhecimento? Como abstrair formalismos? Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Problemas de reuso: Interoperabilidade Necessidade de reuso em domínios com grande número de conceitos e relações (ex: medicina) Falta de interoperabilidade entre formalismos, mesmo entre os orientados a domínio Formalismo diferentes, porém certa similaridade expressiva Solução visando reuso em nível de conhecimento: Ontologias! passo importante de evolução na especificação de conhecimento Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Ontologias Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Motivações de Ontologias Permitir reuso entre formalismos de representação diferentes Servir como vocabulário compartilhado de comunicação entre agentes Unidade básica de representação: Frames (sem daemons) Define um domínio, visando maximizar o reuso destas definições Idealmente não deve refletir nenhum formalismo Materialização do nível de conhecimento Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Ontologias Termo oriundo da filosofia Ramo da filosofia que lida com a natureza e organização da realidade Categorias de Aristóteles: taxonomia para os objetos do mundo Kant, Peirce, Whitehead, Heidegger, Wittgenstein, ... Em informática e inteligência artificial, ganha um senso mais prático Organização de conhecimento manipulável ao criar a primeira forma de lógica, criou também as Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Definições de ontologia Ontologia: Especificação de uma conceitualização [Gruber 91] Hierarquia de conceitos (classes) com suas relações, restrições, axiomas e terminologia associada [Huhns & Singh 97] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Definições de ontologia (cont.) “Uma ontologia é uma especificação explícita e formal de uma conceitualização compartilhada” [Studer et al 98] Especificação explícita: definições declarativas de conceitos, instâncias, relações, restrições e axiomas Formal: declarativamente definida, sendo compreensível e manipulável para agentes e sistemas Conceitualização: modelo abstrato de uma área de conhecimento ou de um universo limitado de discurso Compartilhada: conhecimento consensual, seja uma terminologia comum da área modelada, ou acordada entre os desenvolvedores dos agentes que se comunicam Especifi= não tem info hiding Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Tipos de ontologias quanto ao grau de genericidade adaptado de [Gómez-Perez 99] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ontologias de Representação Definem as primitivas de representação - como frames, axiomas, atributos e outros – de forma declarativa Tenta abstrair os formalismos de representação Ex: Frame-Ontology da Ontolingua Classes: Relação, partição, argumento, axioma, etc Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Definição de partição na Frame-Ontology (defrelation Class-Partition (?set-of-classes) := (and (=> (and (Member@Hpkb%Kif-Sets ?c1 ?set-of-classes) (Member@Hpkb%Kif-Sets ?c2 ?set-of-classes) (not (= ?c1 ?c2))) (Disjoint@Hpkb%Kif-Sets ?c1 ?c2)) (=> (Member@Hpkb%Kif-Sets ?c ?set-of-classes) (Class@Okbc-Ontology ?c)) (Set@Hpkb%Kif-Sets ?set-of-classes))) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ontologias Gerais (ou de topo) Trazem definições abstratas necessárias para a compreensão de aspectos do mundo, como tempo, processos, papéis, espaço, seres, coisas, etc. [Sowa 99] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ontologias centrais ou genéricas de domínio (core ontologies) Definem os ramos de estudo de uma área e/ou conceitos mais genéricos e abstratos desta área Serve de base para a construção de ontologias de ramos mais específicos de um domínio Ex: a ontologia central de direito [Valente & Breuker 96] Conhecimentos meta-legal, definicional, causal, normativo, de responsabilidade, reativos, criativo, de agências legais, reação legal, comportamentos permitidos, etc Servirá para criar ontologias de direito tributário, de família e outras Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ontologias de domínio e de aplicação Ontologias de domínio tratam de um domínio mais específico de uma área genérica de conhecimento, como direito tributário, microbiologia, etc Ontologias de aplicação procuram solucionar um problema específico de um domínio Referenciam termos de uma ontologia de domínio Ex: Ontologia para identificar doenças do coração, a partir de uma ontologia de domínio de cardiologia Classificação quanto ao teor: ontologias de tarefas e de domínio Ontologias de tarefas descrevem tarefas de um domínio - como processos, planos, metas, escalonamentos, etc -, com uma visão mais funcional, embora declarativa, de um domínio. Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Benefícios e Ferramentas de Ontologias Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Benefícios das Ontologias Reuso massivo de conhecimento Incorporação de conhecimento é facilitada, inclusive de linguagem natural Facilidades de acesso a conhecimento Via browser Servidores Interoperabilidade entre formalismos Tradução Mapeamento Comunicação em nível de conhecimento Antes disso, o conhecimento não podia ser reusado ou compartilhado, organizando-se em bases de conhecimento monolíticas e isoladas, sem interfaces de acoplamento, e, portanto, sem interoperabilidade. Maior cooperação entre os grupos de pesquisa responsáveis por manter as ontologias, da mesma forma como mantêm o conhecimento da área um acontecimento sem paralelo na história da ciência da computação Isso representa para a história da informática o que, para a história humana, representou a criação de escolas, enciclopédias e bibliotecas. Enfim, o armazenamento de conhecimento, Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Knowledge Sharing Effort (KSE) O KSE produziu inicialmente quatro ferramentas : Ambiente de edição, manipulação e acesso de ontologias: Ontolingua Tradução: Linguagem KIF Comunicação entre agentes: Linguagem KQML Conectividade/ Interoperabilidade: OKBC Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Editor da Ontolingua [Fikes 98] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Tradução na Ontolingua Tradução intermediária para a interlingua KIF (Knowledge Interchange Format) No. de tradutores cai de (n-1)² para 2n KIF foi feita para ser usada com a Frame-Ontology Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Usos da Ontolingua Colaboradores remotos Escritores Leitores Servidor / Editor de Ontologias HTTP Editor Aplicações remotas NGFP NGFP Aplic. GUI Bibl Servidor DB Tradutores: LOOM,IDL,CLIPS... Aplicações stand-alone Transferência de arquivos (Batch) Aplic. KQML BC Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ontologias disponíveis na Ontolingua Normalmente mantidas por grupos de pesquisa Metadados de imagens de satélites Metadados para integração de bases de dados de genoma Catálogos de produtos Osciloscópios Robótica Semicondutores Modelagem de sólidos Matemática Engenharia Drogas Terminologia medica Padrão IEEE para interconexões entre ferramentas Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

KQML: Comunicação entre Agentes Cognitivos Introduziu o modelo de Comunicação em Nível de Conhecimento ou peer-to-peer Modelo baseado na Teoria dos Atos de Fala [Austin 62], que modela a comunicação humana Os atos de fala expressam as intenções dos agentes assertivos (informar) diretivos (pedir ou consultar) comissivos (prometer ou comprometer-se) proibitivos, declarativos (causar eventos para o próprio comunicador) expressivos (emoções) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

KQML (Knowledge Query and Manipulation Language) KQML dá suporte a agentes na identificação, conexão e troca de informação com outros agentes. Mensagens KQML não enxergam o conteúdo das mensagens que elas transportam É dividida em três camadas : camada de comunicação - parâmetros de baixo nível da comunicação (sender, recipient, id,etc) camada de conteúdo - mensagem camada de mensagem - detalhes de interações da comunicação ( ling. de conteúdo, ontologia , etc) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Exemplo de Comunicação em KQML (ask-all :sender CFP-Agent :receiver PPR-Agent :reply-with id1 :language JessTab :ontology Science :content (object (is-a Link) (URL ?u) (anchor ?a&:(occurs [call-for-papers] ?a)))) Ancora e´ o texto Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ex. de Comunicação em KQML (cont.) (tell :sender PPR-Agent :receiver CFP-Agent :in-reply-to id1 :reply-with id2 :language JessTab :ontology Science :content (object (is-a Link) (URL “http://lcn2002.cs.bonn.edu”) (anchor “ IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2002)”))) Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br O Protégé Ferramenta desktop criada pelo Depto. de Informática Médica da Univ. Stanford [Noy et al 2000] Milhares de usuários Flexibilidade: Editor de ontologias com interface gráfica Cria formulários para entrada de instâncias Integração de Componentes Ex: Componentes gráficos, como OntoViz, Jambalaya Plugin OKBC: acesso remoto à Ontolingua Modelo de conhecimento: classes primitivas (metaclasses) podem ser redefinidas CLIPS, Jess, F-Logic, Prolog, RDF, OIL, XML, Topic Maps várias reengenharias e reimplementações, e provendo ferramentas simples e configuráveis A complexidade de seu modelo de conhecimento, por exemplo, é escondida do usuário, Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Plugin OKBC acessando a Ontolingua Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Importando BCs via OKBC Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Ferramentas do KAON e da Ontoprise Desenvolvidas em Karlsruhe, Alemanha 1o. protótipo do que viria a ser a Web semântica, o Ontobroker [Benjamins et al 98] O KAON (the KArlsruhe ONtology and semantic web tool suite) engloba ferramentas para: edição de ontologias (OntoEdit) disponibilizar ontologias num servidor baseado em BDs criação de ontologias a partir de texto (Text-to-Onto) busca baseada em ontologias sobre bases de texto (SemanticMiner) anotação semi-automática de referências a ontologias em páginas para a Web agrupamento de textos baseados em ontologias Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Requisitos para ferramentas de ontologias facilidades de uso entendimento intuitivo da interface interface gráfica visibilidade gradativa conexão a repositórios portabilidade interoperabilidade organização dos arquivos gerados documentação de alterações suporte a trabalho cooperativo extensibilidade (capacidade de inclusão de componentes) ferramentas de apoio (característica útil quando se visualizam grandes ontologias) (Workshop of Evaluation Ontology Tools) [EON 2002] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Requisitos para formalismos e linguagens de representação Não apenas expressividade, como em [Corcho & Gómez-Perez 2000] Existência de um motor de inferência Acoplamento do motor a um editor de ontologias Traduzível: independência de uma linguagem ou formalismo específico Popularidade Ex: F-Logic O Ontosaurus [McGregor 90], por exemplo, manipula bases de conhecimento apenas na linguagem para lógica de descrições LOOM, o OilEd [OilEd 2003], apenas na linguagem para a Web semântica OIL [Horrocks et al 2000], e o WebOnto[Domingues 98], na linguagem proprietária OCML (Operational Conceptual Modeling Language, linguagem para modelagem conceitual operacional) [Motta 99]. Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Aplicações de Ontologias Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Ramos de aplicação Comércio eletrônico Gestão de conhecimento Workflow Tratamento inteligente de informação Web semântica Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

PACT (Palo Alto Collaboration Testbed ) [Cutovsky et al 93] Objetivo: resolução negociada de problemas de projeto de manipuladores robóticos entre sistemas já existentes de fábricas da HP e da Lockheed e de uma empresa de software primeiro teste prático de uso de ontologias como vocabulário de comunicação Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br PACT (cont.) Ontologias Matemática para engenharia - quantidades, unidades, dimensões, matrizes e funções Projeto e configurações - parâmetros, componentes, restrições (monitor :from consumer :to producer :ontology standard-units-and-dimensions :language KIF :content (= (q.magnitude (diameter shaft-a) inches) ?x)) A intenção ”monitor” pede para manter o agente remetente informado sobre mudanças no campo conteúdo, expresso em KIF. Assim, qualquer mudança no diâmetro do eixo da peça q será informada ao agente remetente. Note o uso de conceitos como magnitude, diâmetro e polegada, que é uma instância de medida Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Uma aplicação da Web semântica: ITTalks http://ittalks.org/ [Cost et al 2002] Sítio da Web que dá acesso a um BD de palestras, pessoas (professores, cientistas, convidados, etc) e lugares (salas, instituições Cada instância destas classes foi anotada semanticamente em DAML Ontologias: tópicos de pesquisa perfis pessoais calendários conversação ontologia da ACM (Association for Computer Machinery) Ontos distintas – porém relacionadas - Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br ITTalks (cont.) Os usuários se cadastram especificando que tópicos são de seu interesse Agentes do sistema notificam-nos quando alguma palestra que casa com o perfil de tópicos é incluída no BD A anotação de tópicos de pesquisa tanto em páginas quanto nos perfis de usuários é executada por um classificador baseado em aprendizado automático Com as páginas semanticamente anotadas, será fácil, no futuro, preparar um mediador para o acesso ao BD Classficador consulta os resumos das palestras e as páginas pessoais e currículos dos usuários Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

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Tópicos de pesquisa corrente Web semântica Padrões, princípios, linguagens, limitações Concepção de ontologias Engenharia de ontologias Paradoxo: tensão entre aplicação e extensibilidade Aspectos a serem abordados funcional, intencional, social, físico, etc Relações parte-todo Modularização de ontologias não há métodos sedimentados de validação, verificação, desenvolvimento Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Tópicos de pesquisa corrente (cont.) Aprendizado e ontologias Construção de ontologias a partir de texto (Text-to-Onto) Anotação semi-automática de páginas baseadas em ontologias Extração, agrupamento [Hotho et al 2001] e classificação de informação (mineração de textos) Integração inteligente de informação Diversidade de visões de ontologias sobre um mesmo domínio, que o abordam sobre perspectivas distintas Soluções: mapeamento e integração semântica através de contextos comuns [Wache & Stuckenschmidt 2001] Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br

Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br Conclusões Ontologias revigoraram o paradigma declarativo Materialização do nível de conhecimento Possibilitaram um modelo de comunicação expressivo e intencional para agentes cognitivos Área promissora, de pesquisa ativa Aplicável principalmente em: Gestão de Conhecimento Web semântica e-commerce: muitas soluções com comunicação baseadas em ontologias E-commerce: FIPA Prof. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br