Protégé e Ontologias

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1 Protégé e Ontologias Tiago Semprebom Marcos Camada Igor Mendonça (UFSC) Universidade Federal de Santa Catarina Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas DAS Inteligência Artificial Aplicada ao Controle e Automação Industrial Florianópolis, 17 de Julho de / 26

2 Parte I: Sumário Parte 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. 2 / 26

3 Parte I: Sumário Parte II: Sumário Sumário Protégé Venda de Veículos 12 Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas 15 Agradecimentos 3 / 26

4 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Parte I Ontologias 4 / 26

5 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Introdução Ontologia (grego ontos+logoi = conhecimento do ser) é a parte da filosofia que trata da natureza do ser, da realidade, da existência dos entes e das questões metafísicas em geral. O termo ontologia é originário da filosofia. Ontologia é um ramo da filosofia que lida com a natureza e a organização do ser. Termo foi introduzido por Aristóteles. No contexto da pesquisa em ontologia, filósofos tentam responder as questões: O que é um ser? e quais são as características comuns de todos os seres? 5 / 26

6 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Introdução Termo foi recentemente adotado pelas comunidades de IA e gestão de conhecimento para se referir a conceitos e termos usados para descrever alguma área do conhecimento ou construir uma representação desse. Uma ontologia define um domínio, ou, mais formalmente, especifica uma conceitualização acerca dele (Gruber 1995). Organizada em hierarquias de conceitos (taxonomias). Pode-se considerar as ontologias como a materialização do nível do conhecimento (Clark 1999). 6 / 26

7 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Tipos de Ontologias Ont. de representação: definem as primitivas de representação (frames, axiomas, atributos) de forma declarativa. Ont. gerais: trazem abstrações de aspectos do mundo (tempo, processos, papéis, espaço, seres, coisas). Ont. genéricas de domínio: definem ramos de estudo de uma área, conceitos mais genéricos (direito básico). Ont. de domínio: tratam de um domínio mais específico de uma área genérica de conhecimento (direito tributário). Ont. de aplicação: solucionam um problema específico de um domínio (ex. identificar doenças do coração). 7 / 26

8 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Porque desenvolver ontologias? Compartilhar conhecimento e estruturas de informação entre pessoas e agentes de software Reutilização do conhecimento de um domínio Explicitar hipóteses Separar conhecimento de um domínio do conhecimento operacional Análise 8 / 26

9 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias 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 classes Restrições das Propriedades. Criação de instâncias. 9 / 26

10 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias 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. 10 / 26

11 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias 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). 11 / 26

12 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Ontologias Disponíveis Ontologias de Alto-Nível (SOWA, Guarino, IEEE Standard). Ontologias Linguísticas (CoreLex, EDR Eletronic Dictionary, GUM (Generalized Upper Model)). Ontologias para Empresas (Enterprise Ontology, TOVE (Toronto Virtual Enterprise)). Ontologias para Domínios Específicos (GALEN, UMLS (Unifield Medical Language System)). 12 / 26

13 Introdução Tipos de Ontologias Porque desenvolver ontologias? Como criar uma Ontologia? Utilização de Ontologias Ontologias para Uso ou para Modelar outras Ontologias. Repositórios de Ontologias Disponíveis na Internet Tabela: Ontologias Disponíveis Repositório Breve Descrição DAML 192 ontologias (URI, submissão, etc) 1 Ontolingua Server 50 ontologias escritas em Ontolingua 2 Universal Repository 50 ontologias para educadores / 26

14 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Parte II Ambiente Protégé / 26

15 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Desenvolvido pelo departamento de informática médica da Universidade de Stanford. Em seu projeto original, o Protégé era uma ferramenta de aquisição de conhecimento limitada a um sistema especialista para oncologia. Foi modernizado gradativamente para acompanhar a evolução da tecnologia de SBC (Sistemas Baseados em Conhecimento). A equipe do Protégé, que é desenvolvido em Java, optou por abrir seu código. 15 / 26

16 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos O Protégé é uma ferramenta que permite construir ontologias de domínio, personalizar formulários de entrada de dados, inserir e editar dados, possibilitando então, a criação de bases de conhecimento guiadas por uma ontologia. Sua interface gráfica provê acesso a barra de menus e barra de ferramentas, alem de apresentar cinco áreas de visualização (views) que funcionam como módulos de navegação e edição de classes, atributos, formulários, instâncias e pesquisas na base de conhecimento, propiciando a entrada de dados e a recuperação das informações. 16 / 26

17 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos 17 / 26

18 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos 18 / 26

19 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos A linguagem axiomática PAL (Protégé Axiomatic Language) A geração de arquivos de saída alteráveis. Atualmente podem ser criados classes e instâncias em CLIPS - a base de conhecimento é gerada nativamente para esse motor de inferência Uma excelente interface para entrada de conhecimento, incluindo um gerador automático de formulários. 19 / 26

20 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Descrição O domínio em que se aplica este caso de uso corresponde a consulta de veículos (carro ou moto). O sistema deve informar os veículos em que se enquadra na requisição do usuário. 20 / 26

21 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Modelo Ontológico 21 / 26

22 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos 22 / 26

23 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Modelo: Fat Boy Estado: Novo Cor: Azul UF: SC Marca: Harley-davidson Cilindradas: 1584 Marcha: 6 Quilometragem: 0 Refrigeração: ar Tamanho do Tanque: 18.9 Combustível: Gasolina Valor: R$ / 26

24 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Ontologia é uma maneira de formalizar conhecimento de um determinado domínio. Conhecimento utilizável em larga escala, reuzável aplicações. Problemas da organização ontologica da Internet. Conteúdo nem sempre é preciso e claro. Padrões ontológicos ainda em discussão. Amadurecimento da área. 24 / 26

25 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Referências Bilbiográficas Natalya F. Noy and Deborah L. McGuinness Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology. Stanford University, Stanford CA. Frederico Luiz G. de Freitas Ontologias e Web Semântica Universidade Católica de Santos - Santos - SP. Maurício B. Almeida and Marcelo P. Bax An Overview Ontologies: Survey About Definitions, types, applications, evaluation and building methods Universidade Federal de Minas Gerais - MG. 25 / 26

26 Venda de Veículos Exemplo de Cadastro na Ontologia Referências Bibliográficas Agradecimentos Obrigado! 26 / 26