Introdução às ontologias por Gisele Dziekaniak EDUTEC FURG 2009

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Palestra proferida pela professora Gisele Dziekaniak na XIV semana acadêmica de biblioteconomia da FURG, Rio Grande, RS em outubro de 2009.

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Introdução às ontologias por Gisele Dziekaniak EDUTEC FURG 2009

  1. 1. Introdução às ontologias Professora Gisele Dziekaniak Grupo Edutec – FURG/CNPq XIV Semana Acadêmica de Biblioteconomia da FURG – Rio Grande, out. 2009
  2. 2. Agenda <ul><li>Onde as ontologias atuam? </li></ul><ul><li>O que são? Para que servem? </li></ul><ul><li>Seus principais elementos </li></ul><ul><li>Tesauros e/ou ontologias </li></ul><ul><li>Por que ontologias na Biblioteconomia? </li></ul><ul><li>Algumas conclusões... </li></ul>
  3. 3. “ Nós estamos nos afogando em informações e com sede de conhecimento” (Naisbitt, 2000)
  4. 4. Documentos <ul><li>Até o século XV: manuscrito </li></ul><ul><li> </li></ul><ul><li> Até século XX: impresso </li></ul><ul><li>Século XXI: digital </li></ul>
  5. 6. Conhecimento e semântica <ul><li>Qual a diferença entre conhecimento e semântica? </li></ul><ul><ul><li>Semântica é o resultado da aplicação do conhecimento pelo dado. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se damos significado ao dado (signo) – informação </li></ul></ul><ul><ul><li>Semântica = conhecimento contextualizado! </li></ul></ul><ul><ul><li>Estamos na Idade Semântica! </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Baseado nos comentários da palestra de Joost Breuker (Leibniz Institute) no II Seminário de Pesquisa em Ontologias no Brasil (Rio de Janeiro, 2009) </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  6. 7. Web atual = SINTÁTICA <ul><li>Os computadores não conseguem interpretar as informações porque faltam informações sobre as páginas! </li></ul><ul><li>O processo de interpretação [ainda] é feito pelos usuários </li></ul><ul><li>(LÓSCIO, 2007) </li></ul>
  7. 8. Layout HTML (exemplo) Fonte: MARCONDES (2006)
  8. 9. Indexação das páginas HTML pelos motores de busca <ul><ul><ul><li><HTML> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li><HEAD> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li><TITLE> Exemplo de HTML simples </TITLE> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li></HEAD> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li><BODY> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li><H1> Este é o primeiro nível de cabeçalho </H1> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bem-vindo ao mundo do HTML. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Este é o primeiro parágrafo.<P> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>E este é o segundo .<P> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li></BODY> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li></HTML> </li></ul></ul></ul><ul><li>Fonte: MARCONDES (2006) </li></ul>
  9. 10. Conteúdo Indexado <ul><li>A seguinte lista de palavras chaves seria obtida por um robô que desprezasse as marcações e considerasse somente as palavras, desconsiderando as palavras não significativas: </li></ul><ul><li>ao </li></ul><ul><li>bem-vindo </li></ul><ul><li>cabeçalho </li></ul><ul><li>de </li></ul><ul><li>do </li></ul><ul><li>este </li></ul><ul><li>é </li></ul><ul><li>Exemplo </li></ul><ul><li>primeiro </li></ul><ul><li>o </li></ul><ul><li>Fonte: Adaptado de MARCONDES (2006) </li></ul><ul><li>As tags em HTML especificam detalhes apenas de apresentação! </li></ul>Representação condizente? Está se falando sobre cabeçalho , parágrafo, primeiro ou sobre um exemplo de página em HTML?
  10. 11. Web desejada: Web semântica <ul><li>Grande número de pequenas ontologias interligadas </li></ul><ul><li>Objetivo: dar significado ao conteúdo web </li></ul><ul><li>Atribuir relevância aos resultados de buscas </li></ul>Fonte da imagem: W3C Brasil
  11. 12. Lógica <ul><li>Explicações são necessárias para a comunicação entre ontologias e agentes </li></ul><ul><li>Pode ser usada para descobrir conhecimento ontológico que não está explícito </li></ul><ul><li>Ex: Todos professores são funcionários da universidade </li></ul><ul><li>Se Lucia é uma professora então Lucia é funcionária da universidade </li></ul><ul><li>Adaptado de Lóscio (2007) </li></ul>
  12. 13. Alguns absursos lógicos  <ul><li>Deus é amor. O amor é cego. Steve Wonder é cego. Logo, Steve Wonder é Deus. </li></ul><ul><li>Mas só Deus é perfeito. Portanto, eu sou Deus. Se Steve Wonder é Deus, eu sou Steve Wonder!! Meu Deus, eu sou cego! </li></ul>
  13. 14. Lógica! Fonte: http://www.blogdomau.com.br/2009/03/voce-ja-estudou-logica-o-que-e.html
  14. 15. Representação do Exercício político Domínios Conhecimento Consenso Continuidade Especialistas do Visão de mundo domínio Evolução Tipologia ONTOLOGIA Relações entre Hierarquias (Classes, subclasses, instâncias) conceitos Estruturas lógicas e Linguagens programação axiomas Editores de ontologia Principais autores Metodologias Principais projetos Vocabulário controlado Linguagem documentária
  15. 16. Ontologias: Conceitos... <ul><li>“ é um conjunto de termos ordenados hierarquicamente para descrever um domínio que pode ser usado como esqueleto para uma base de conhecimentos”. </li></ul><ul><li>(Gómez-Pérez, 1999) </li></ul>
  16. 17. Conceito de ontologia <ul><li>“ Especificação formal e explícita de uma </li></ul><ul><li>conceitualização compartilhada” </li></ul><ul><li> (Gruber, 1993) </li></ul>Modelo abstrato fenômenos do mundo (conceitos) Legível por máquina Conceitos e restrições públicos Consenso do domínio
  17. 18. Em outras palavras: <ul><li>A Ontologia permite representar um conjunto de conceitos e os relacionamentos entre eles, formando uma rede de conceitos </li></ul>
  18. 19. ... Ontologias: Conceitos... <ul><li>O objetivo da ontologia vem a ser a busca por &quot;melhorias nos processos de recuperação da informação.&quot; </li></ul><ul><ul><li>(Almeida  e Bax, 2003) </li></ul></ul><ul><ul><li>Permite compartilhar entendimento comum por pessoas e também por agentes de software </li></ul></ul><ul><ul><li>Uma vez que elas definem os termos utilizados para representar e descrever uma área do conhecimento e fazem uso de INFERÊNCIAS </li></ul></ul>
  19. 20. Inferências em Ontologias <ul><li>Uma inferência é uma dedução! </li></ul><ul><li>Ex: Todo gato come peixe </li></ul><ul><li>Mimi é um gato </li></ul><ul><li>Logo, a ontologia vai inferir que Mimi come peixe! </li></ul><ul><li>Motor de inferência – Classificador (Pellet, FacT) </li></ul><ul><li>Faz a identificação automática de todas as classes que atendem às restrições impostas </li></ul><ul><ul><li>Cuidado! Eles têm vida própria!! </li></ul></ul>
  20. 21. Contexto das ontologias <ul><li>A Web Semântica será formada por &quot;ilhas de conhecimento&quot;, ou seja, nichos de conhecimento específicos para alguma aplicação mas que, através de interoperabilidade entre ontologias poderão interagir. (James Hendler) </li></ul><ul><li>Ontologias serão usadas para definição de </li></ul><ul><li>vocabulários comuns para os </li></ul><ul><li>agentes </li></ul>
  21. 22. As ilhas: fragmentação do conhecimento <ul><li>Especialização: desdobramento da evolução do conhecimento </li></ul><ul><li>Terminologia: vocabulário próprio em cada domínio do conhecimento </li></ul><ul><li>Confinamento dos especialistas em seu mundo </li></ul><ul><li>Atuação isolada e conhecimento não compartilhado </li></ul>Adaptado de: JUNITI YAMAOKA, E. In:Seminário TGS, PPGEGC, UFSC - 2009
  22. 23. Componentes ontologias <ul><li>Classes (organizadas em uma taxonomia) </li></ul><ul><li>relações (representam o tipo de interação entre os conceitos de um domínio) </li></ul><ul><li>axiomas (usados para modelar sentenças sempre verdadeiras) </li></ul><ul><li>instâncias (utilizadas para representar elementos específicos, ou seja, os próprios dados) (Gruber, 1996; Noy & Guinness, 2001). </li></ul>
  23. 24. Etapas construção Etapas construção de uma Ontologia Definição classes Arrumação classes em hierarquia taxonômica Definição propriedades e atributos Atribuição valores das propriedades nas instâncias 1º 2º 3º 4º
  24. 25. Princípios Ontologia Clareza Legibilidade Coerência Extensibilidade Codificação Legibilidade Coerência
  25. 26. Superclasse THING Subclasse x Subclasse y Subclasse z Instância x1 Instância x2 Instância x3 Instância y1 Instância y2 Instância z1 Instância z2 Instância z3 Modelo ontologia
  26. 27. Meio_transporte Meio_transporte aquático Meio_transporteterrestre Meio_transporteaéreo barco navio carro ônibus avião balão Barco_do_João Barco_do_Paulo Boing 737 BoingLegacy
  27. 28. Determinação Domínio e Escopo : Perguntas de competência <ul><li>Domínio que se deseja cobrir com a ontologia? </li></ul><ul><li>Qual o propósito de sua utilização? </li></ul><ul><li>Quem vai utilizar e manter a ontologia? </li></ul><ul><li>Usam terminologia, axiomas do domínio e definições </li></ul><ul><li>São as questões que a ontologia se propõe a responder </li></ul>
  28. 29. <ul><li>Ferramenta desktop – Universidade Stanford </li></ul><ul><li>Possui milhares de usuários (± 119 mil) </li></ul><ul><li>É flexível (interface gráfica), open source </li></ul><ul><li>Integra componentes (pluggins) Jambalaya, OntoViz,... </li></ul><ul><li>RDF, XML, OIL, OWL, topic maps , </li></ul>
  29. 30. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  30. 31. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  31. 32. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  32. 33. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  33. 34. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  34. 35. Ontologia no Protégé DZIEKANIAK, G. Ontologia sobre componentes de ontologia, 2009.
  35. 36. Ontologias são tipos de tesauros? <ul><li>Ontologias são hierarquias e também relações! </li></ul><ul><li>...Então ontologias são tesauros??? </li></ul><ul><li>Não... </li></ul><ul><li>...em um tesauro os tipos de relacionamentos são finitos...e não é permitido criar novos tipos de relações! </li></ul><ul><li>...em uma ontologia sim! </li></ul>
  36. 37. Por que usamos ontologias? <ul><li>Visa atender o propósito de compartilhar entendimentos a fim de permitir o reuso e disseminação do conhecimento </li></ul>
  37. 38. Tesauros e/ou ontologias? <ul><li>ONTOLOGIAS </li></ul><ul><li>Relações: gênero-espécie, parte-todo, equivalência, associação, lugar-região, material-objeto, causa-efeito, localização, membro-conjunto, fase-processo, disjunção, restrição valor </li></ul><ul><li>Objetivos: classificação do conhecimento, reuso de informações, fornecer vocabulário a um dado domínio e recuperar </li></ul><ul><li>TESAUROS </li></ul><ul><li>Relações: gênero-espécie, parte-todo, equivalência, associação </li></ul><ul><li>Objetivos: refinar buscas e fornecer consistência na indexação; localizar a informação desejada em um dado acervo </li></ul>
  38. 39. Considerações... <ul><li>Não basta saber criar ontologias... </li></ul><ul><ul><li>Compreender domínio do conhecimento </li></ul></ul><ul><ul><li>Colaboração especialistas, consensualidade </li></ul></ul><ul><ul><li>Organismo vivo! (isso lembra alguma coisa?) </li></ul></ul><ul><ul><li>Metodologia definida, visibilidade e uso </li></ul></ul><ul><ul><li>Aceitar que não há como voltar atrás, é preciso entendê-las como uma realidade na CI </li></ul></ul><ul><ul><li>Apesar de terem semelhanças com os tesauros elas não são tipos de tesauros! </li></ul></ul>
  39. 40. Ontologias e Biblioteconomia <ul><li>Bibliotecários detém a base teórica para o desenvolvimento e entendimento de taxonomias e classificações </li></ul><ul><li>Facilitar a recuperação da informação em bases de dados </li></ul><ul><li>Busca em linguagem natural </li></ul><ul><li>Resultados mais relevantes porque há controle terminológico e inferências </li></ul>
  40. 41. Considerações sobre aplicações <ul><li>As ontologias auxiliam na representação do conhecimento </li></ul><ul><li>Para a IA o que existe é o que pode se representado! </li></ul><ul><li>Em Bruxelas usou-se ontologias para descobrir lavagem de $ </li></ul><ul><li>governo americano criou um centro de estudos em treinamento de ontologias pelas forças armadas: Berls Smith </li></ul>
  41. 42. Grupos de pesquisa <ul><li>NEMO - Guizzardi (UFES) </li></ul><ul><li>International Association for Ontology and its Application (IAOA) – Guarino (Itália) </li></ul><ul><li>W3C – Berners-Lee (escritório W3C Brasil) </li></ul><ul><li>GP Ontologia e Taxonomia – Maria Luiza Almeida Campos (UFF) </li></ul><ul><li>GP Banco de Dados Inteligentes – Mara Abel (UFRGS) </li></ul><ul><li>Grupo EDUTEC – Dziekaniak (FURG) </li></ul>
  42. 43. Referências <ul><li>ALMEIDA, M. ; BAX, M. Uma visão geral sobre ontologias... Ciência da Informação , Brasília, v. 32, n. 3, p. 7-20, set./dez. 2003. </li></ul><ul><li>BERNERS-LEE, T.;MILLER, E. The semantic web lifts off. ERCIM News , n. 5, out. 2002. Disponível em: http://www.ercim.org/publication/Ercim_News/enw51/berners-lee.html </li></ul><ul><li>BREITMAN, K. Web semântica: a internet do futuro. Rio de Janeiro: LTC, 2005. </li></ul><ul><li>DAVIES, J; FENSEL, D; HARMELEN, F. van. Towards the Semantic Web: Ontology driven knowledge management. John Wiley, West Sussex, 2003. </li></ul><ul><li>FALBO, R.; et al. Ontologias e ambientes de desenvolvimento de softwares semânticos. Disponível em: http://www.inf.ufes.br/~falbo/download/pub/2004-JIISIC-1.pdf Acesso em: 20 maio 2007. NASBITT, J. Megatrends, 2000. </li></ul><ul><li>GÓMEZ-PÉREZ, A ; Benjamins, R. (1999) Overview of Knowledge Sharing and Reuse Components: Ontologies and Problem solving Methods. Workshop on Ontologies and Problem-Solving Methods: Lessons Learned and Future Trends (IJCAI99). </li></ul><ul><li>GUARINO, N.; WELTY, C. Towards a methodology for ontology based model enginnering. France, 2000. Disponível em: http://citesser.ist.psu.edu/312206.html </li></ul>
  43. 44. Referências <ul><li>GÓMEZ-PÉREZ, A.; Manzano-Macho, D. (2003) A survey of ontology learning methods and techniques. Disponível em: http://ontoweb.aifb.unikarlsruhe.de/Members/ruben/Deliverable%201.5 (Outubro 2003). </li></ul><ul><li>GRUBER, T. What is an ontology? (2003)Disponível em: <http://wwwksl.stanford.edu/kst/what-is-an-ontology.html> </li></ul><ul><li>HORRIDGE M.;et. all. A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using The Protégé-OWL Plugin and CO-ODE Tools. Manchester University, England, 2004. Disponível em: http:// www.eci.ufmg.br/mba/onto_owl / (tradução em port.) </li></ul><ul><li>LOSCIO, B. F. Web Semântica. In: SBBD, 2007 Disponível em: http://www.slideshare.net/bernafarias/apresentacao-web-semnticas-sbbd-2007-presentation?src=related_normal&rel=164935 Acesso em: out. 2009. </li></ul><ul><li>NOY, N; MCGUINESS, D: Ontology Development 101: a guide to create your first ontology. Stanford University, USA, 2002. </li></ul><ul><li>RIBEIRO, A. L. Elementos da web semântica. Disponível em: http://adagenor.blogspot.com/2008/03/as-camadas-da-arquitetura-da-web.html </li></ul><ul><li>SOUSA, A. R. R. Exemplo de ontologia da Pós-graduação do CEFET-PI…Disponível em: http://www.slideshare.net/aislan/exemplo-de-ontologia-da-posgraduao-do-cefetpi Acesso em: out. 2009. </li></ul><ul><li>USCHOLD, M.; GRUNINGER, M. Ontologies: principles, methods and application. Knowledge Engineering Review, v. 11, 1996, p. 93-155. Disponível em: http://citesser.ist.psu.edu/uschold96ontologie.html </li></ul><ul><li>W3C SEMANTIC WEB ACTIVITY. In: Proceedings of the semantic web kick-off seminar . Finlândia, 2003. Disponível em: http://www.w3.org/2003/12/semweb-fin/w3csw </li></ul>
  44. 45. Obrigada! giseledziekaniak@yahoo.com.br Grupo pesquisa EDUTEC CNPq/FURG www.grupoedutecfurg.blogspot.com

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