RELAÇÕES E CONCEITOS EM ONTOLOGIAS: contribuições das teorias de Farradane e Dahlberg 1

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1 RELAÇÕES E CONCEITOS EM ONTOLOGIAS: contribuições das teorias de Farradane e Dahlberg 1 RELATIONS AND CONCEPTS IN ONTOLOGIES: Farradane and Dahlberg s theories Julia Aparecida Gonçalves (PPGCI/UFMG; CEFET-RP) Renato Rocha Souza (PPGCI/UFMG) Resumo: Pretende analisar o processo de construção conceitual das ontologias com foco especial na construção de relacionamentos. Entende que as ontologias, enquanto instrumento para a Organização do Conhecimento são formadas essencialmente de conceitos e de relações entre esses conceitos. O propósito do trabalho é lançar luz sob os métodos existentes para análise conceitual para o desenvolvimento de ontologias, a partir das contribuições teóricas de Dahlberg e Farradane. Palavras-chave: Relações semânticas. Ontologias. Teoria do Conceito. Triângulo do significado. Indexação relacional. Abstract: This paper intends to analyze de conceptual ontology engineering with special focus on the relationships building. It understands that ontologies, given their nature as knowledge organization tools, are built essentially from concepts and the relationships among these concepts. The research goals are to shed light upon the existing methodologies of conceptual analysis for ontology engineering, using the contributions from Dahlberg and Farradane. Keywords: Semantic relations. Ontologies. Concept Theory. Meaning Triangle. Relational Indexing. 1 Resumo de pôster apresentado ao GT-02 -Representação e Organização do Conhecimento. 1

2 Introdução Este artigo é resultado parcial de pesquisa de mestrado que objetiva aprofundar os aspectos metodológicos para a representação em ontologias: etapa de explicitação do domínio. O objetivo da pesquisa é analisar os tipos de relações entre os conceitos, possíveis em ferramentas terminológicas para, ao final, auxiliar a construção de ontologias - por acreditar que os resultados desta análise podem contribuir para o seu desenvolvimento. Para a análise das relações, o levantamento ocorrerá na literatura da Ciência da Informação e não em ferramentas, propriamente. Adotou-se a visão na qual ontologias se enquadram como uma ferramenta para a Organização do Conhecimento - os KOS (Knowledge Organization System), apresentados em Soergel (2004) e Hjorland (2007b), sistemas cuja finalidade é a representação do conhecimento. O desenvolvimento de ontologias, em Ciência da Informação, surge da necessidade da representação da informação em meio digital, contexto que permeia a produção, a disseminação e a recuperação dos conteúdos na atualidade. Segundo Hjorland (2007b), Organização do Conhecimento (OC) é um campo de estudo interessado pela natureza e pela qualidade dos processos implicados na própria OC: a descrição de documentos; a indexação; a classificação; etc., que segundo o autor, são processos que se realizam por bibliotecários, especialistas em informação e também por algoritmos computacionais i (HJORLAND 2007b). Metodologia O objetivo do trabalho é contribuir metodologicamente para a análise conceitual no desenvolvimento de ontologias. O levantamento bibliográfico deu-se a partir de trabalhos principalmente sobre os conceitos (DAHLBERG, 1978 e SMITH, 2004) e em algumas das metodologias existentes para a modelagem de relações em ontologias. Para as possíveis relações entre os conceitos, explorou-se os trabalhos de Farradane (1980) e Smith et al., (2005). De forma menos acentuada, a literatura apontou para a teoria do Significado, de Ogden e Richards (1972) ii, em Sowa (2000) e Almeida (2006). Para a pesquisa, buscou-se na produção científica os trabalhos que tratam especificamente das relações semânticas em sistemas terminológicos seu uso e nomenclatura, de forma a sistematizá-las. A pesquisa destacou o questionamento de Smith (2004), quanto ao entendimento de conceitos em ontologias; a Teoria do Conceito, de Dahlberg e a pesquisa sobre relações de Farradane (1980). As duas últimas se mostraram relevantes para o aspecto conceitual-metodológico em ontologias. No entanto, não é propósito deste trabalho esgotar esta temática, tendo em vista que se trata de levantamentos preliminares. O conceito em Ciência da Informação É em Dahlberg (1978a) que o conceito de conceito foi seguramente definido. Com inúmeros trabalhos na área de OC, o seu trabalho apresenta o conceito como elemento para se refletir a própria teoria da OC, que é definida como a ciência que estrutura e arranja 2

3 sistematicamente unidades do conhecimento (os conceitos) de acordo com os elementos de conhecimento (características) comuns (DAHLBERG, 2006)vi. Para esta autora, em sua Teoria do Conceito (TC), o conceito é formado por três elementos: o referente (aquilo que se pretende conceituar), as características (soma dos enunciados verdadeiros sobre o referente) e a forma verbal formando o triângulo do conceito, em que, para cada conceito, um conjunto particular de enunciados.. Deste modo, o conceito passa de um artefato mental; abstrato, para instrumentar e ser manipulado para a construção de vocabulários e tesauros. Ainda de acordo com Dahlberg (segundo Hjorland, 2007a), o conceito é a unidade do conhecimento, mas unidade não deve ser compreendida literalmente, sob o risco de uma visão empiricista dos conceitos, mas concorda ao associar uma teoria de conceitos à OC. Hjorland bem recorda que, por compreender um enorme campo de disciplinas, a aplicação da TC deve resultar em análises ampliadas dos conceitos. O conceito em ontologias O conceito em ontologia compõe desde as classes - mais gerais, até às instâncias os próprios dados da ontologia. Mesmo as relações (propriedades e atributos das classes) são basicamente conceitos que caracterizam e completam o sistema terminológico da ontologia. A atualidade da Teoria do Conceito vem ao encontro do questionamento de Smith vii (2004), ao contestar a afirmação que o objeto ontologia é constituído de conceitos - hipótese que teria as suas raízes na Representação de Conhecimento, enquanto disciplina. Segundo ele, o termo "conceito não seria precisamente definido, comprometendo o seu papel dentro das ontologias. Os conceitos estariam igualmente sujeitos a uma variedade de interpretações parte-se dos conceitos como produtos da cognição humana viii. O entendimento de conceito por Dahlberg em suas formas (conceitos individuais; gerais e especiais) associada a outras teorias, pode inclusive auxiliar na distinção das características que unificam nosso entendimento sobre um dado conceito em uma rede maior de conceitos na formação de um domínio. De fato, metodologias, como a de Almeida (2006), partem do princípio de iniciar uma nova ontologia com relações genéricas para, a partir daí, especificar as relações. Diferente do Triângulo do significado, de Ogden e Richards (1972), onde o conceito é um dos vértices do triângulo e o seu significado pode assumir várias possibilidades, a tríade proposta por Dahlberg apresenta o conceito como a soma dos enunciados verdadeiros e essenciais sobre um referente e o termo/léxico é a forma comunicável e representável do conceito. Sowa (2000) apresenta uma forma de associação entre os vértices do triângulo de forma a gerar, vários níveis de representação, passíveis de processamento semântico pelo computador (FIG. 01). Sobre isto, pode-se explorar mais os trabalhos de Sowa (2000), Almeida 2006 e Ogden e Richards (1972). A semiótica parece auxiliar em estudos desta natureza, mas não foi abordada até o atual estágio desta pesquisa. 3

4 Figura 01 Associação de vértices do triângulo do significado Fonte: Sowa (2000, p. 193). Tratamento às relações em ontologias Guarino (1995, p. 12) trata as relações como estruturantes as relações taxonômicas, que contribuem para a estruturação do domínio - e não estruturantes, as relações não-taxonômicas, que não oferecem informação estrutural, mas informação adicional aos objetos já identificados. Smith et al. (2005) salientam a dificuldade em se enumerar todas as relações, o que implica na aceitação que algumas relações são primitivas e independentes de um domínio. Enumeram três tipos de relações binárias: a relação classe-classe (a relação é um ), a relação instância-classe ( é instância de ) e a relação instância-instância (por exemplo, a relação é parte de ). Para a modelagem conceitual ix de um domínio, preocupam-se em identificar a natureza dos conceitos envolvidos na relação, de acordo com a sua materialidade e temporalidade. Smith et al (2005) distinguem duas situações, que envolvem alteração de uma determinada entidade, em um intervalo de tempo ou não: as entidades contínuas (continuant entities) e ocorrentes (occurrent entities). Sobre o assunto, consultar Smith e Grenon [2004?] x Guarino e Welty (2002) atentam para a necessidade de desenvolver uma metodologia geral para modelagem da parte conceitual em ontologias, independente do domínio para determinar a estrutura taxonômica da ontologia e as propriedades mais importantes, para se representar um domínio. Tratamento às relações em Ciência da Informação - Indexação relacional Antes de apresentar a indexação relacional, de Farradane, faz-se necessário esclarecer que o conceito de indexação, em CI, é o processo de atribuir - enumerar conceitos que sintetizem e representem o conteúdo de um documento, de acordo com as políticas e especialidade (domínio do assunto) a representar em um sistema de recuperação da informação. Farradane se preocupou em explicitar as relações entre os conceitos para que o significado pretendido no momento da indexação, não se perdesse no momento da recuperação da informação era próprio para o processamento por máquinas. A indexação relacional expressaria as relações com base em mecanismos de pensamento (o que identifica uma relação entre dois conceitos é a existência de algum significado entre eles na mente), convertido diretamente em uma notação de indexação. Para ele, os conceitos podem se diferenciar caso a caso, mas a estrutura de relações possíveis é 4

5 limitada e não varia (FARRADANE, 1980, p. 268). São dois os mecanismos principais para interconectar os conceitos: a associação e a discriminação. A associação é formada na memória, com a repetição da experiência. Se a repetição não ocorre, quando era esperada, reconhece-se que sua ocorrência é ocasional (temporária). Apenas a título de enumeração, são as relações: concorrência; auto-atividade; associação; equivalência; dimensão, pertença, distinção, reação e causa. Considerações Finais Uma das principais contribuições apontada neste trabalho é a aplicabilidade da Teoria do Conceito, de Dahlberg, frente a limitação dos universals de Smith. Aplica-se também para o entendimento das relações de Farradane, que podem ser exploradas através do entendimento da relação enquanto um conceito. O método relacional de Farradane, no entanto, tem se mostrado de grande valia, conforme considerado em nossas primeiras pesquisas. Acredita-se que mesmo com a generalidade de algumas das relações propostas (Equivalência e Associação) ou mesmo a dificuldade de consenso quanto à aplicação dos operadores relacionais, o trabalho de Farradane melhor representa a dinâmica das relações, ao representar as relações como um processo, classificadas pelas facetas espaço e tempo. A busca de teorias que auxiliem a modelagem dos conceitos em ontologias passa necessariamente pelo estudo das formas de relações possíveis entre os conceitos. Referências ALMEIDA, M. B. Um modelo baseado em ontologias para representação da memória organizacional F. Tese (Doutorado em Ciência da Informação) Escola de ciência da informação, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, DIAS, E. W.; NAVES, M. M. L. Análise de assunto: teoria e prática. 1. ed. Brasília: Thesaurus Editora, p. DAHLBERG, I. Knowledge Organization Disponível em: Acesso em: 19 mar DAHLBERG, I. Teoria do conceito. Ciência da informação. Rio de Janeiro, v. 7, n. 2, p , jul./dez. 1978b. DAHLBERG, I. Knowledge organization: a new science? Knowledge organization, v. 33, n. 1, FARRADANE, J. Relational Indexing: part I. Journal of information science, n.1, p , 1980b. GUARINO, N.; WELTY, C. Evaluating ontological decisions with OntoClean. Communications of the ACM, v. 45, n. 2, Feb Disponível em: Acesso em: 14 jan HJORLAND, B. Discussion of Dahlberg's theory of concepts and knowledge organization. 2007a. Disponível em: Acesso em: 08 fev HJORLAND, B. Semantics and Knowledge organization. Annual Review of Information Science and Technology, v. 41, p , 2007b. 5

6 SMITH, B. Towards a reference terminology for talking about ontologies and related artifacts. [s.d.] Disponível em: Acesso em: 17 mai SMITH, B., et al. Relations in biomedical ontologies. Genome Biology, 6 (R46) SMITH, B. Beyond concepts: ontology as reality representation Disponível em: Acesso em: 05 mai SOERGEL, D. Reengineering Thesauri for New Applications: the AGROVOC Example Disponível em: Acesso em: 19 mar SOWA, J. F. Knowledge representation: logical, philosophical, and computational foundations. Pacific Grove: Brooks-Cole, p. i Não são explicitados os limites na realização destes processos. No entanto, defendemos que a tendência é de processos de organização do conhecimento assistidos por profissionais, com metodologias que relacionam aspectos manuais e automáticos, inclusive na modelagem de ontologias. ii OGDEN, C. K.; RICHARDS, I. A. O significado de significado: um estudo da influência da linguagem sobre o pensamento e sobre a ciência do simbolismo. Rio de Janeiro: Zahar, p. vi No original: "Knowledge Organization is the science of structuring and systematically arranging of knowledge units (concepts) according to their inherent knowledge elements (characteristics) and the application of concepts and classes of concepts ordered by this way for the assignment of the worth knowing contents of referents (objects/subjects) of all kinds" (DAHLBERG, 2006). vii Segundo Smith (2004), ontologia parece providenciar uma classificação definitiva e exaustiva de entidades em todas as esferas do ser. viii No original, the term concept is hereby rarely precisely defined, and the intended role of concepts within ontology is itself subject to a variety of conflicting (and sometimes intrinsically incoherent) interpretations. It seems, however, to be widely accepted that concepts are insome sense the products of human cognition (SMITH, 2004). ix Por modelagem conceitual, entendemos todos os processos intelectuais e metodologia necessários para a definição de um sistema de conceitos e relações para a formação de um sistema terminológico. x SMITH, B.; GRENON, P.. The cornucopia of formal-ontological relations. Dialectica, v. 58, n. 3, [2004?]. Disponível em: Acesso em: 20 mai