ontologias e ontologias difusas -...
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ONTOLOGIAS E
ONTOLOGIAS DIFUSAS
Universidade Federal de São Carlos - UFSCarPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação – PPGCC
Departamento de Computação - DC
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SUMARIO
Introdução
Ontologias
OWL
Regras de Inferência
Ferramentas de Desenvolvimento de Ontologias
Ontologias Difusas
Referencias Bibliográficas
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INTRODUÇÃO
Heterogeneidade Semântica
Especificar are de conhecimento
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ONTOLOGIAS
Segundo Gruber (1993), uma ontologia é uma especifica-ção formal e explícita de uma conceitualizaçãocompartilhada.
“Conceitualização” refere-se a um modelo abstrato queespecifica uma hierarquia de conceitos relevantes paraalgum domínio de conhecimento.
“Explícita” significa que os conceitos usados e as restriçõesaplicadas a esses conceitos estão definidos explicitamente.
“Formal” refere-se ao fato de que a ontologia deve serprocessável por máquinas.
“Compartilhada” diz respeito a conhecimento consensual,aceito universalmente.
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ONTOLOGIAS
Uma ontologia é uma especificação
formal e explícita de uma conceitualização compartilhada.
Conceitos: Titulo, Duração, Data, Autor..
<palestra><titulo>Web Semântica</titulo><autor> Fernando Gauthier</autor>
</palestra>
Alguém não concorda que Palestra tem Título?
Palestra, Curso, Apresentações de Trabalhos..
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ONTOLOGIAS
Ontologias são utilizadas para promover a inter-operabilidade entre sistemas, ao representarem os dadoscompartilhados por diversas aplicações [Uschold &Grüninger 2004].
Os componentes das Ontologias são:
Classes,
Propriedades (atributos),
Relacionamentos,
Axiomas (inferência de conhecimento), e
Instâncias.
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ONTOLOGIAS
Classe
Axioma
Relacionamento
Instância
Propriedade
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ONTOLOGIAS
Segundo Guarino (1998) as ontologias podem serclassificadas como:
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ONTOLOGIAS
Os linguagens de representação mais conhecidos são:
RDF, RDF-Schema (2003), simples e flexível, permiteinterpretação semântica com utilização de conectivoslógicos.
OIL (2003), mecanismo de inferência,
DAML-OIL (2003), extensão XML e RDF,
XOL (2003), especifica taxonomias e relações binarias,
OML (2005), baseada em logica descritiva e grafosconceituais,
OWL (2005), entre outros.
RDF
OIL
DAML
DAML+OIL OWL
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
OWL é um linguagem para definir e criar instancias deontologias web. Esta baseado em XML, RDF e RDFSchema.
OWL é uma linguagem recomendada pelo consórcioWorld Wide Web Consortium (W3C), que conta comdiversas máquinas de inferência e ApplicationProgramming Interfaces (API) disponíveis para aimplementação de aplicações baseadas em ontologias.
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
Podem ser classificadas em três espécies, de acordo coma sub linguagem utilizada:
OWL Lite: é a sub linguagem sintaticamente mais simples.Destina-se a situações em que apenas são necessáriasrestrições e uma hierarquia de classe simples.
OWL DL: é mais expressiva que a OWL-Lite e baseia-se emlógica descritiva, um fragmento de Lógica de PrimeiraOrdem, passível portanto de raciocínio automático.
OWL Full: é a sub linguagem OWL mais expressiva.Destina-se a situações onde alta expressividade é maisimportante do garantir a decidabilidade ou completezada linguagem. Não é possível efetuar inferências emontologias OWL-Full.
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
Construções OWL Lite, DL e FULL:
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:Class: é utilizado para definir conceitos daontologia.
<owl: Class rdf: ID=“Pessoa”/>
<owl: Class rdf: ID=“Universidade”/>
rdfs:subClassOf: permite definir conceitosespecializados. Exemplo definir o conceito“estudante” como uma pessoa especial.
<owl: Class rdf: ID=“Estudante”/>
<rdfs: subClassOf rdf: resource”#Pessoa” / >
< / owl:Class rdf:ID>
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:DataTypeProperty: Toda propriedade definidaentre uma instância de uma classe, um literalexpresso em RDF e um tipo de dado do XSD é umainstância da classe owl:DataTypeProperty.
<owl: DatatypeProperty rdf: ID=“nome”>
<rdfs: domain rdf:resource=“#Pessoa” / >
<rdfs: range rdf:resource= “http: / /www.w3.org /2001 /XMLSchema#string” / >
< / owl:DatatypeProperty>
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:ObjectTypeProperty : toda propriedade definidaentre duas classes em um documento OWL é umainstância da classe owl:ObjectProperty.
<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasBankAccount">
<rdfs:domain>
<owl:Class>
<owl:unionOf rdf:parseType="Collection">
<owl:Class rdf:about="#Person"/>
<owl:Class rdf:about="#Corporation"/>
</owl:unionOf>
</owl:Class>
</rdfs:domain>
</owl:ObjectProperty>
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:FunctionalProperty: único valor.
<owl:ObjectProperty rdf:ID="husband">
<rdfs:domain rdf:resource="#Woman" />
<rdfs:range rdf:resource="#Man" />
</owl:ObjectProperty>
<owl:FunctionalProperty rdf:about="#husband" />
owl:InverseOf: relação inversa.
<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasChild">
<owl:inverseOf rdf:resource="#hasParent"/>
</owl:ObjectProperty>
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:TransitiveProperty:
<owl:TransitiveProperty rdf:ID="subRegionOf">
<rdfs:domain rdf:resource="#Region"/>
<rdfs:range rdf:resource="#Region"/>
</owl:TransitiveProperty>
Itália Toscana Chianti
SubRegionOf SubRegionOf
SubRegionOf
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ONTOLOGY WEB
LANGUAGE (OWL)
owl:SymetricProperty:
<owl:SymmetricProperty rdf:ID="friendOf">
<rdfs:domain rdf:resource="#Human"/>
<rdfs:range rdf:resource="#Human"/>
</owl:SymmetricProperty>
Humano Humano
friendOf
friendOf
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REGRAS E INFERÊNCIA
EM ONTOLOGIAS
Estendem o conjunto de axiomas presentes emontologias.
Os linguagens de representação de regras mais utilizadossão:
Rule Markup Language (RuleML).
Semantic Web Rule Language (SWRL).
Jena Rule Language.
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REGRAS E INFERÊNCIA
EM ONTOLOGIAS
Motores de inferência (Reasoners).
Os motores de inferência para OWL mais utilizados são:
Racer,
Pellet,
Jess,
Bossan,
Jena, entre outros.
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EDITORES DE
ONTOLOGIAS
Algumas ferramentas para o trabalho com Ontologiassão:
OilEd,
OntoEdit,
KAON,
OntoBuilder,
Protegé.
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PROTÉGÉ
Editor de código aberto que serve para construirontologias e é utilizado como um marco general paraconstruir conhecimento.
Trabalha com vários linguagens incluindo o OWL.
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PROTÉGÉ
Entorno Protégé
Classe principal, Thing.
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PROTÉGÉ
ObjectProperties no Protégé.
Ranges e Domains.
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PROTÉGÉ
Reasoner no Protégé.
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PROTÉGÉ
Classes definidas no Protégé. (inferência)
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PROTÉGÉ
OWLViz – Asserted View
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PROTÉGÉ
OWLViz – Infered View
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PROTÉGÉ
OWL/XML gerado
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
O formalismo conceitual suportado por as ontologias(crisp) no é suficiente para representar informaçãoimprecisa. Por exemplo, uma pesquisa sobre “um vinhomuito forte” ou “motocicleta rápida”, etc.
Para tentar resolver esses problemas, existemabordagens que baseados na teoria difusa dos conjuntosintroduzem valores difusos ao diferentes objetos erelações dentro das ontologias.
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Taxonomias Difusas: consideram conceitos relacionados porgeneralização/ especialização, em que um conceito pode sermais genérico ou mais específico que outro com umdeterminado grau de pertinência (u).
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Ontologias Contendo Classes e RelacionamentosDifusos: nesta abordagem, o conceito de classe foi redefinidopara classe difusa, correspondente ao conjunto difuso da teoriados conjuntos difusos, e o de relacionamento pararelacionamento difuso. Desta forma, uma instância x daontologia pode pertencer a uma classe A com um determinadograu de pertinência A(x) dentro do intervalo [0,1], assim comopode estar relacionada por R a outra instância y por umdeterminado grau R(x; y) que expressa a intensidade desserelacionamento.
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Ontologias Contendo Classes e RelacionamentosDifusos:
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Representação de uma Classe Difusa
Yaguinuma, (2007)
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Representação de uma instância de uma classe Difusa emRDF/XML:
Yaguinuma, (2007)
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Representação de um Relacionamento Difuso
Yaguinuma, (2007)
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Representação do Relacionamento Difuso em RDF/XML:
Yaguinuma, (2007)
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ONTOLOGIAS DIFUSAS
Aplicações das Ontologias Difusas:
Mineração de Regras,
Expansão de Consultas,
Aplicações Inteligentes, entre outros.
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REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
[Gruber, 1993]
[Guarino, 1998]
[OWL, 2004]