Prot´eg´e

Nenhuma outra metodologia reflete com tanta afinidade as mudanc¸as de paradigmas ocorridas na Engenharia do Conhecimento como o Prot´eg´e. De fato, o Prot´eg´e evoluiu de uma simples ferra- menta de AC at´e uma metodologia completa para desenvolvimento e pequisa em SBC’s. Seguindo as diretrizes estabelecidas pelo OPAL, seu objetivo era minimizar o papel do engenheiro de conhe- cimento na construc¸˜ao da base de conhecimento. Ainda derivado do OPAL, adv´em a concepc¸˜ao de acelerar o processo por interm´edio da adequac¸˜ao da metodologia a aspectos espec´ıficos do dom´ınio. O Prot´eg´e em sua vers˜ao atual, ´e uma suite de ferramentas para a criac¸˜ao de ontologias de dom´ınio e gerac¸˜ao de ferramentas de AC, como o pr´oprio OPAL por exemplo, para aplicac¸ ˜oes particulares.

As principais caracter´ısticas do Prot´eg´e foram sendo incorporadas com o tempo, e portanto, a an´alise destas caracter´ısticas corresponde a uma an´alise hist´orica do desenvolvimento da ferramenta.

2.5. Metodologias para desenvolvimento de SBC’s 47

Em sua primeira vers˜ao, o Prot´eg´e j´a previa uma clara distinc¸˜ao entre classes de usu´arios, e seus respectivos pap´eis. O engenheiro de conhecimento ´e respons´avel por prover os conceitos estruturais do dom´ınio e construir uma ferramenta de AC espec´ıfica. Ao especialista cabe a tarefa de utilizar esta ferramenta para a construc¸˜ao e edic¸˜ao das bases de conhecimento. O usu´ario final interage com o SBC para o suporte de decis˜ao. A metodologia geral assume que o conhecimento ´e adquirido em est´agios, e a informac¸˜ao adquirida em cada est´agio deve ser utilizada como meta-conhecimento para os est´agios subseq¨uentes. Deste modo, o Prot´eg´e-I aproxima o especialista da construc¸˜ao da base de conhecimento, diminuindo a probabilidade de ru´ıdos semˆanticos quanto ao conhecimento adquirido. Em contrapartida, o Prot´eg´e-I falhava nos aspectos de reutilizac¸˜ao de componentes bem como na generalizac¸ ˜ao de sua aplicac¸˜ao. As hip´oteses desta primeira vers˜ao ainda limitavam sua aplicac¸˜ao a dom´ınios m´edicos.

Com o Prot´eg´e-II veio a concepc¸˜ao de m´etodos de resoluc¸˜ao de problemas reutiliz´aveis. Permite- se, assim, a construc¸˜ao de mecanismos de inferˆencia como um componente inteiramente a parte, de- senvolvido independentemente da base de conhecimento. O benef´ıcio da separac¸˜ao entre os m´etodos de resoluc¸˜ao de problemas e as bases de conhecimento ´e que os primeiros s˜ao relativamente mais est´aveis. Empiricamente j´a ´e poss´ıvel constatar que o conhecimento do dom´ınio necessita de cons- tante atualizac¸˜ao e requer substanciais modificac¸ ˜oes. Uma vez definido o m´etodo de resoluc¸˜ao de problemas, este pode ser reutilizado com diferentes bases de conhecimento.

Um outro benef´ıcio desta reutilizac¸˜ao est´a na possibilidade de decomposic¸ ˜ao dos m´etodos. Os sub-m´etodos podem ser compostos, por sua vez, por sub-tarefas, at´e que se alcance os m´etodos primitivos, denominados dentro do Prot´eg´e de mecanismos. Permite-se, desta forma, a configurac¸˜ao de m´etodos gen´ericos para tarefas espec´ıficas, selecionando os sub-m´etodos apropriados ao problema. O suporte destas novas caracter´ısticas ´e dado pela introduc¸˜ao da noc¸˜ao de ontologia, um mo- delo formal para o compartilhamento de discurso (Guarino e Giaretti, 1995). O Prot´eg´e considera ontologias de dom´ınio como a base para a gerac¸˜ao de ferramentas de AC, que tamb´em ´e utilizada para as necessidades de representac¸ ˜ao de conhecimento e comunicac¸˜ao.

Dentro do Prot´eg´e, ontologias utilizam um formalismo baseado em quadros. Sua linguagem, portanto, baseia-se nos conceitos padr˜oes de quadros como classes, instˆancias, slots e facetas, al´em de permitir heranc¸a entre classes.

O uso de ontologias explicita o conflito entre conhecimento estrutural sobre um dom´ınio e o conhecimento mais espec´ıfico, fornecido pelo especialista. O Prot´eg´e aborda o primeiro tipo por meio de classes, enquanto que o segundo tipo ´e abordado por instˆancias.

Ontologias podem ser usadas de diferentes maneiras, e o Prot´eg´e as abordas segundo trˆes clas- ses distintas: ontologias de dom´ınio, ontologias de m´etodo e ontologias de aplicac¸ ˜ao.

Uma ontologia de dom´ınio define uma conceitualizac¸ ˜ao compartilhada do dom´ınio. Junta- mente com os m´etodos de resoluc¸˜ao de problemas, s˜ao componentes reutiliz´aveis do SBC.

Uma ontologia de m´etodo especifica as entradas e sa´ıdas de cada m´etodo de resoluc¸˜ao de problemas, provendo sua funcionalidade. Estabelece, portanto, a relac¸˜ao entre a ontologia de dom´ınio e os m´etodos de resoluc¸˜ao de problemas, definindo o grau de reutilizac¸˜ao destes componentes.

J´a a ontologia de aplicac¸˜ao define conceitos que s˜ao espec´ıficos de uma aplicac¸˜ao particular, e portanto, n˜ao s˜ao pass´ıveis de reutilizac¸˜ao.

A associac¸˜ao entre as ontologias de m´etodo e aplicac¸˜ao s˜ao feitas por diferentes tipos de ma- peamentos, que podem ser:

• Mapeamento de Renomeac¸˜ao: usado para traduzir termos espec´ıficos do dom´ınio em termos espec´ıficos do m´etodo;

• Mapeamento de Filtragem: prove meios para que um subconjunto de instˆancias de dom´ınio correspondam a conceitos do m´etodo;

• Mapeamento de Classe: permite a instanciac¸˜ao de conceitos de m´etodos a partir dos conceitos da aplicac¸˜ao.

Um dos desafios no projeto do Prot´eg´e era permitir aspectos espec´ıficos de um dom´ınio na construc¸˜ao da base de conhecimento, como na utilizac¸˜ao do OPAL, sem no entanto, perder em ge- neralidade de aplicac¸˜ao. O objetivo ´e permitir a interac¸˜ao direta entre SBC e especialista para a construc¸˜ao da base de conhecimento, o que causa uma acelerac¸˜ao no desenvolvimento do sistema. Mesmo que paradoxal em um primeiro instante, esse requisito ´e poss´ıvel a partir do uso de ontologias distribu´ıdas na trˆes classes citadas acima.

Para que essa especializac¸ ˜ao sem perda de generalidade seja poss´ıvel, o Prot´eg´e disponibiliza uma estrat´egia de aquisic¸˜ao de conhecimento em meta-n´ıvel. Esta estrat´egia possibilita a gerac¸˜ao de ferramentas de AC espec´ıficas para o dom´ınio. A ontologia ´e base para a gerac¸˜ao desta ferra- menta. Este processo ´e poss´ıvel pela utilizac¸˜ao de trˆes sub-componentes do Prot´eg´e: o Maˆıtre, para a construc¸˜ao de ontologias, o Dash, para a manipulac¸˜ao do interface da ferramenta de AC, e o Meditor, que o especialista usa para construir e editar bases de conhecimento.

2.5. Metodologias para desenvolvimento de SBC’s 49

Com a ferramenta de AC pronta, o pr´oximo passo ´e a construc¸˜ao da base de conhecimento. Em s´ıntese, significa a instanciac¸˜ao das classes pr´e-definidas na ontologia de dom´ınio. O diferencial ´e que agora esta instanciac¸ ˜ao ´e feita pelo pr´oprio especialista, enquanto o papel do engenheiro de conhecimento est´a restrito `a construc¸˜ao da ontologia. A principal dificuldade neste modelo de desen- volvimento acontece quando h´a necessidade de se efetuar mudanc¸as nas ontologias. Estas mudanc¸as, depois de constru´ıdas as instˆancias, s˜ao complicadas de tratar, uma vez que a definic¸˜ao de classes afeta todas as instˆancias da base, al´em de afetar a pr´opria ferramenta de AC gerada.

A partir desta vers˜ao, as principais mudanc¸as no Prot´eg´e deram-se em sua interface, e em escala menos relevante, em sua metodologia.