DEFINIÇÃO DE UMA ONTOLOGIA APLICADA AO FUTEBOL Mário Joaquim Firmino Leite Faria D ISSERTAÇÃO M ESTRADO I NTEGRADO EM E NGENHARIA E LECTROTÉCNICA E DE C OMPUTADORES M AJOR A UTOMAÇÃO O RIENTADOR : P ROF. L UÍS P AULO R EIS C O -O RIENTADOR : E NG. P EDRO A BREU 17 DE J ULHO DE 2009

Estrutura da Apresentação 2

Representação de Ontologias 3

Conceitos Fundamentais 4  “Uma ontologia é uma especificação explícita de uma conceptualização”  Análise computacional de estruturas internas, algoritmos, inputs e outputs de sistemas implementados em teorias e termos conceptuais

Classical Languages Linguagens de Representação 5 Markup Languages

Linguagem OWL 6  Web Ontology Language  Recomendação formal da W3C em 2004  Suporta a inserção de regras na linguagem SWRL  Suporta a linguagem SQWRL para queries à ontologia.  Nova versão OWL 2, com novas funcionalidades candidata a recomendação em 2009.

Ferramentas de Desenvolvimento 7

Ferramenta Protégé 8

Ontologias e Conceitos do Futebol 9

Ontologias RANWEZ e SWAN  Proposta por Ranwez em  Anotação de informação presente em vídeos para a criação de sumários personalizados dos jogos.  Descrição de conceitos específicos do futebol.  Proposta por Möller em  Parte integrante do projecto SWAN (Semantic Web ANnotator).  Extracção de informação para a Web Semântica.  Descrição de conceitos do futebol. 10 RANWEZ Soccer OntologySWAN Soccer Ontology

Robot Soccer Ontology 11  Proposta por Stanton e Williams em  Descrição do domínio do futebol robótico para a competição RoboCup SONY 4-Legged League.

CLang 12  Linguagem disponível para treinar equipas no RoboCup Soccer Server.  Para diferentes grupos de investigação poderem trabalhar juntos.  Disponibilização de semânticas claras  Baseada em conceitos de Baixo-nível

COACH UNILANG 13  Desenvolvida por Reis e Lau em  Treino de equipas de futebol robótico na modalidade de simulação 2D.  Baseada em vários conceitos extraídos do futebol real.  Boa representação de conceitos de Alto-nível

Simuladores de Futebol  Utilizadores controlam as acções dos jogadores.  Características dos Jogadores  Formações das Equipas  Utilizadores desempenham o papel de treinador e gestor de uma equipa.  Estratégias e Ordens às Equipas 14 PES 2009FM 2009

Definição da Ontologia Aplicada ao Futebol 15

Áreas Conceptuais 16

Relações Conceptuais 17

Tipos de Dados 18

Representação de Objectos 19

Regiões do Campo 20

Representação de Condições 21  Para a representação de Acções  Baseadas em relações entre os objectos  Representação de momentos específicos do jogo

Representação de Acções 22  Perspectiva ofensiva  Baseadas em Condições  Dependentes do estado da bola PontapéRecepção Passe Longo Interceptado Drible

Situações de Jogo 23  Representação dos Estados do Jogo

Atributos dos Jogadores 24

Regiões de Equipa 25  Utilização das propriedades relacionadas com as equipas.  Regiões dinâmicas cuja proporção varia em tempo real.  Para a determinação das posições de campo dos jogadores e formações da equipas.

Posicionamentos e Formações 26

Tácticas das Equipas 27

Análise de Resultados 28

Consultas aos Objectos Jogadores 29

Consultas aos Objectos Equipas 30

Inquérito aos Especialistas de Domínio 31  Indivíduos ligados ao mundo do futebol  Verificação da qualidade dos conceitos definidos  Abordagem aos conceitos mais subjectivos e interessantes, para uma boa adesão dos inquiridos  Web site para questionários online e distribuição via E- mail.  Adesão: 80% visualizaram a página, desses, 60% iniciaram a resposta ao questionário, e desses, 60% responderam a todas as perguntas do inquérito.  Duração média de cerca de 30 minutos.

Análise de Conceitos 32  de tipos de acções dos jogadores  de tipos de atributos dos jogadores  de estratégias das equipas  de posicionamentos e formações

Conclusões e Trabalho Futuro 33

Conclusões 34  Efectuado um amplo estudo do estado da arte  Ontologias já existentes, apenas descrevem conceitos  Efectuado um estudo dos conceitos presentes em linguagens de futebol robótico e em simuladores  Criação de um modelo complexo do domínio a partir de informações não trabalhadas  Identificação de eventos e situações presentes no jogo, visando uma análise aos comportamentos dos jogadores e das equipas

Conclusões 35  Tecnologias da representação não permitem a completa representação de alguns conceitos  Conceitos referentes a Objectos, Regiões, Períodos, Jogadores, Equipas definidos de uma forma estável  Conceitos referentes a Eventos e Situações não foram devidamente testados  Questionário aos especialistas apenas visou alguns conceitos representados pela ontologia  Abordou-se conceitos não consensuais, para obtenção de diferentes pontos de vista.  Conceitos avaliados, bem definidos na sua generalidade.

Trabalho Futuro 36  Aplicação da Ontologia em Sistemas Baseados em Inteligência Artificial  Integração num Sistema de Análise e Simulação de Jogos de Futebol  Estruturação clara da Ontologia permite a integração futura de novos conceitos que sejam pretendidos.