TIPOS DE ONTOLOGIAS

Inúmeros são os direcionamentos de estudos e pesquisas para as ontologias, nestes últimos anos, sendo que cada área científica procura aperfeiçoar o novo recurso – ontologia – para atender suas necessidades, o que leva a obter-se uma propulsão maior de significados e tipologias, de forma alguma incorretas, mas cabendo a verificação e adequação no momento da elaboração de uma ontologia para a área de atuação.

Uschold e Gruninger (1996) apresentam, quanto à classificação de ontologias, a seguinte tipologia: ontologia de domínio, ontologia de tarefas e ontologia de representação.

Guarino (1997) propõe outra classificação: ontologia genérica, ontologia de domínio, ontologia de tarefa e ontologia de aplicação. Complementa, também quanto a formalidade, como: altamente informal, estruturada informal, semiformal e rigorosamente formal.

Para Guarino (1998, p. 9) o assunto ontologia está em fase de desenvolvimento, de consolidação e apresenta mais uma classificação para as ontologias, baseando-se no grau de generalidade:

a) Ontologias de alto nível: são as que descrevem conceitos gerais, do tipo espaço, tempo, material, objeto, evento, ação, e outros, que são independentes de um problema ou domínio particular;

b) Ontologias de domínio e ontologias de tarefas: são as que descrevem, respectivamente, um vocabulário relacionado a um domínio amplo do conhecimento, como a medicina ou automóveis; ou descrevem uma tarefa específica, como o diagnóstico ou vendas;

c) Ontologias de aplicação: descrevem conceitos dependendo do domínio e de tarefas particulares. Estes conceitos correspondem a papéis desempenhados por entidades do domínio, quando na realização de certas tarefas.

Uschold e Gruninger (1996) comentado por Almeida (2003) discutem que as ontologias atendem ao grau de formalidade e significado quanto ao vocabulário criado, sendo: altamente informais - expressas em linguagem natural; semi-informais – expressas em linguagem natural, de forma restrita; semi-formais - expressas em linguagem artificial, definida formalmente; e rigorosamente formal - definida com semântica formal, teoremas e provas.

Acompanhando a evolução de conceitos e de estudos, na medida em que os projetos de construção de ontologias são desenvolvidos e consolidados, Jasper e Uschold (1999) apresentam outra classificação

para ontologias, mais especificamente na área de sistemas computacionais: ontologia de autoria neutra – o aplicativo é escrito em uma linguagem e depois convertido para uso em diversos sistemas; ontologia de especificação – para desenvolver softwares; ontologia de acesso comum à informação – disponibiliza a informação inteligível e reutilizada.

Almeida (2003, p. 166) compara estudos de vários autores e complementa que as ontologias “podem ser classificadas de acordo com o grau de formalidade de seu vocabulário, com a estrutura e o assunto da conceitualização, com sua função e com a sua aplicação”.

Almeida e Bax (2003), Almeida (2006) apresentam estudos e levantamentos bibliográficos sobre ontologias e sua evolução, citando autores, como Gruber (1996), Uschold e Gruninger (1996) e Guarino (1998), demonstrando que as ontologias não apresentam uma mesma estrutura, elas mostram características que atendem uma demanda específica de determinada área do conhecimento. Desta forma, segundo os estudos, algumas ontologias apresentam características e componentes básicos comuns quanto às funções, ao grau de formalismo de seu vocabulário, à aplicação, à estrutura e ao conteúdo:

a) Quanto à função: ontologias de domínio; ontologias de tarefas e ontologias gerais;

b) Quanto ao grau de formalismo: ontologias altamente informais; ontologias semi-informais; ontologias semi-formais e ontologia rigorosamente formal;

c) Quanto à aplicação: ontologia de autoria neutra; ontologias como especificação e ontologia de acesso comum à informação;

d) Quanto ao conteúdo: ontologias terminológicas; ontologias de informação; ontologias de modelagem do conhecimento; ontologias de aplicação; ontologias de domínio; ontologias genéricas e ontologias de representação.

Complementando a questão de definições, Oliveira e Almeida (2011, p. 170), apresentam um estudo discutindo as ontologias de referência e que “existem variações do termo com significado similar: ontologias de base, ontologias fundamentais, dentre outras”.

Nesta linha buscam-se definições de outros autores, como colocado por Guarino (2008) que renomeia a reference ontology para fundational ontology, referindo-se as teorias ontológicas cujo foco é precisar ou esclarecer as intensões de significados dos termos utilizados em áreas específicas. Da mesma forma, para Smith (2008) a reference ontology é uma teoria de um tipo de domínio de entidades

independentes, que objetiva aumentar a descrição ao grau máximo compatível com os propostos de um rigor formal e usabilidade computacional.

Para Fonseca (2007) os benefícios de uma ontologia de referência estão em uma estruturação que possibilita resolver os problemas de incompatibilidades terminológicas e indeterminações classificatórias.

Oliveira e Almeida (2011, p. 169-170) complementam que ontologias de referência podem ser

i) ontologias filosóficas, as quais buscam interpretar o mundo; ii) variações de ontologias filosóficas, as quais correspondem a adaptações com fins específicos; e iii) ontologias de alto nível, as quais contêm representações genéricas, passíveis de utilização em domínios diversos. Exemplos de ontologias filosóficas são a ontologia de Bunge e a ontologia de Chisholm. Um exemplo de variação de ontologia filosófica muito utilizado em SI é a Bunge-Wand-Weber (BWW).

Com estes estudos conclui-se que as ontologias de referência se especializam em um determinado contexto, servindo de interface entre os vários usuários, podendo ser utilizada em mais de um domínio, interagindo com outras ontologias.

Noy e McGuiness (2005) apresentam um manual para desenvolvimento de ontologias, facilitando o entendimento sobre o assunto. Ressalta-se a existência de outros manuais de passo a passo para o entendimento e desenvolvimento de ontologias como Horridge et al. (2005) e Sachs (2006), baseado no editor Protégé, que incorpora inúmeras definições, para facilitar o entendimento.

Os autores supracitados destacam informações gerais sobre ontologias como: a importância das perguntas, para as quais a ontologia desenvolvida deverá responder; acrescentam motivações para o desenvolvimento de ontologias, sendo o compartilhamento de um entendimento comum da estrutura da informação entre humanos e agentes inteligentes; permitem o reuso de domínio do conhecimento; tornam explícitos os pressupostos de um domínio; separam o conhecimento; e analisam o conhecimento sobre o domínio.

Portanto, é necessário um trabalho multidisciplinar de pesquisadores na construção de ontologias, requerendo aprofundamento de questões semânticas, axiomas, sinônimos de uma área específica, aprofundamento em linguística, em linguagens documentárias e de

recuperação de informações, além de domínio especialista da área a ser estudada.

Segundo Almeida (2006, p. 115), o “estudo do ciclo de vida da ontologia identifica um conjunto de estágios através dos quais o processo de desenvolvimento deve ser conduzido”. O autor ainda corrobora com as afirmações de Fernandez, Goméz-Perez e Juristo (1997) quando refere que os estágios, são: especificação, conceitualização, formalização, integração, implementação e manutenção, resumindo o processo de criação de ontologia nestes seis estágios, que na prática, em sido executados em várias áreas.

Moreira, Alvarenga e Oliveira (2004) comentam que as ontologias se assemelham com as classificações, com os tesauros e com as taxonomias, uma vez que tratam de vocabulário, conceito, hierarquias, classes e subclasses, modelo de relacionamento de entidades, portanto, construir ontologias requer trabalho multidisciplinar.

Ontologia é desenvolvida para aplicações específicas devido às particularidades de cada área, o que torna necessário um trabalho de estruturação básica. Assim, a análise dos termos reunidos devem levar em conta princípios genéricos, que são: uso de definições textuais em linguagem natural; de dicionários, tesauros, glossários, taxonomias e outras fontes de forma a assegurar a consistência dos termos; a indicação de relações com outros termos comuns; eliminar dubiedade na definição de termos e fornecimento de exemplos quando necessário; e o tratamento de casos específicos, que são: manipulação de termos ambíguos; uso de lista de termos sinônimos e homônimos (GRUBER, 1996; USCHOLD; GRUNINGER, 1996; GUARINO, 1998).

Para Denny (2002) a reusabilidade e a implementação de ontologias é um dos desafios que se deparam (qualquer usuário) ao colocar em prática, juntamente com métodos para integrar componentes da ontologia com os sistemas de informação e normas existentes.

Usar os recursos de tecnologias de informação e comunicação disponíveis, estruturados e validados por instituições no universo da Web, respalda o desenvolvimento de ontologia, porque elas se caracterizam pelo reuso e pela possibilidade de interoperabilidade. 4.3 COMPONENTES E PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DA ONTOLOGIA

A construção de ontologia e o desenvolvimento de técnicas e roteiros tem sido objeto de estudos e pesquisas de especialistas de

diversas áreas, tendo sua ênfase inicial com Gruber (1996), Uschold; Gruninger (1996) e Guarino (1998), corroborado por Almeida (2003), que apresentaram como componentes básicos de uma ontologia: classes – que são organizadas em uma taxonomia; relações – que representam a interação entre os conceitos; axiomas - representam sentenças verdadeiras; e as instâncias - representam dados.

Outro estudo referenciado em várias áreas científicas, servindo de manual para a construção de ontologia é Noy e McGuiness (2005) em seu artigo intitulado Desarrollo de Ontologías-101: guía para crear tu primera ontología, em que descrevem um passo-a-passo para a elaboração de uma ontologia, sendo inicialmente frisada a importância da identificação das questões de competência que comportam as necessidades da área específica. Estas questões de competência é que norteiam a construção de uma ontologia, sendo a estruturação de classes e subclasses, em uma taxonomia hierárquica; a definição das propriedades e suas relações; dos atributos e valores permitidos em cada propriedade e suas facetas. As definições dos componentes atendem a necessidade de cada área, sendo comum a variação de importância entre os componentes.

Baseando-se em Noy e McGuiness (2005), Horridge et al. (2005) e Sachs (2006) os componentes de uma ontologia, de forma ampla, são definidos como:

a) Classes e subclasses: são identificados e descrevem os conceitos do domínio, formando uma estrutura hierárquica dependente, onde os conceitos são herdados automaticamente; b) Propriedades (ou atributos ou slots): são as características que

identificam e descrevem o conceito que forma cada classe ou subclasse, permitindo o relacionamento e a dependência entre as classes;

c) _{Relações: é a representação da interação entre os conceitos de} um domínio. O termo pode ser entendido como uma unidade básica – a designação do conceito;

d) Facetas (ou restrições): são as restrições que formam as propriedades de cada classe, descrevendo os vários tipos de valores atribuídos, podendo ser variados, entre eles a cardinalidade. Cabe destacar que o termo faceta tem conceito diferente para as áreas da Ciência da Informação e Biblioteconomia, que significa a fragmentação de um determinado assunto em partes subordinadas, que constituem todo o universo do conceito, a na Ciência da Computação e Informática significa uma restrição e/ou uma limitação;

e) Instâncias (individuals): são os elementos de uma ontologia, sendo a ocorrência de conceitos e suas relações, estabelecida na ontologia, em atenção a sua especificidade.

Sachs (2006) salienta que em termos práticos, desenvolver uma ontologia inclui definir classes; arranjar as classes em uma hierarquia de subclasses e superclasses; definir propriedades e descrever os valores permitidos para elas; preencher os valores com instâncias, ou seja, popular a ontologia, que pode ocorrer em nível de desenvolvimento de forma braçal ou programando a ontologia em um sistema automatizado.

Ao efetuar levantamentos sobre o que compõem uma ontologia, constata-se que se referem às cinco etapas citadas anteriormente, que tem como base o trabalho de Noy e McGuiness (2005), descritos de forma sintetizada por autores como Almeida (2003), Moreira, Alvarenga e Oliveira (2004), Almeida et al (2006), Rodríguez Barquín; Moreiro González e Pinto (2006), e em especial por Rautenberg; Todesco e Gauthier (2009, p.137-139) que apresentam uma proposta e uma ferramenta para o processo de desenvolvimento de uma ontologia, definindo cinco etapas distintas:

1. Especificação: nesta atividade tende-se a discernir a respeito dos custos do desenvolvimento da ontologia,

2. Conceitualização: é a atividade que visa descrever um modelo conceitual da ontologia a ser construída, de acordo com as especificações encontradas no estágio anterior,

3. Formalização: é a atividade que visa transformar o modelo conceitual em um modelo formal, passível de ser implementado computacionalmente,

4. Implementação: é uma atividade de menor interação com especialistas de domínio,

5. Avaliação: trata-se de uma atividade onde se retoma maior interação com especialistas de domínio e também com os usuários da ontologia, com a finalidade de avaliar a ontologia. Desta maneira, a construção de ontologia requer um planejamento, análise e levantamento na área que se pretende atuar porque é fundamental identificar as ações e projetos já existentes, aplicando uma das principais características da Web Semântica e das ontologias, a harmonização e a reutilização do que já existe.

4.4 LINGUAGENS PADRONIZADAS: UM DILEMA EM OPÇÕES