Construção colaborativa de ontologias para domínios visuais utilizando fundamentação ontológica

Abstract

Ontologias são modelos conceituais explícitos do conhecimento compartilhado por um grupo de usuários focados em determinado domínio de interesse. Seu principal obje-tivo é facilitar a comunicação através da explicitação das relações semânticas entre con-ceitos da realidade. O problema conceitual de classificação dos entes do mundo é com-plexo, pois cada indivíduo possui a sua própria abstração da realidade. Quando o mode-lo é compartilhado, surgem mais divergências de idéias e conceitualizações. Os usuários podem dar diferentes nomes para o mesmo conceito (sinonímia) ou podem utilizar a mesma palavra para se referir a conceitos diferentes (falsa concordância). Dessa forma, a colaboração se tornou uma parte importante do processo de desenvolvimento de onto-logias, auxiliando na explicitação do conceito por trás do vocabulário e na evolução do vocabulário para seus novos significados. Uma ferramenta de software torna o processo de construção de ontologias mais efi-ciente e produtivo, facilitando a comunicação entre os usuários e o armazenamento do conhecimento envolvido no processo. O uso de uma ontologia de fundamentação tem papel importante na obtenção do consenso comum, pois reduz as possibilidades de in-terpretação sobre o domínio através da categorização semântica dos elementos da onto-logia. Ela tem o objetivo de estabelecer uma base para obter-se coerência nas negocia-ções de significado sobre um modelo conceitual, guiando a construção do modelo e aju-dando a estabelecer a classificação taxonômica e as relações entre os conceitos. Dessa forma, obtém-se uma redução de ambiguidade e um aumento da precisão e consistência do modelo. Além disso, existem domínios imagísticos onde a representação simbólica linguística nem sempre é suficiente para explicitar certos conhecimentos, ou seja, onde o conhecimento visual é crucial para capturar informação e dar suporte à resolução de problemas. Este trabalho apresenta um modelo baseado em metaontologias para permitir a espe-cificação e colaboração de ontologias. A proposta inclui um sistema Web para a cons-trução colaborativa de ontologias, baseado em metadados que fornecem construtos pre-cisos. Alguns construtos são utilizados para embasar as escolhas ontológicas através da expressividade semântica de uma ontologia de fundamentação, enquanto outros permi-tem a associação de imagens e ícones para permitir maior entendimento do domínio. A colaboração foca na importância da fundamentação ontológica e do suporte ao conhe-cimento visual.

Ontologies are explicit conceptual models of consensual knowledge of a community regarding some particular interest. The main goal of ontologies is improving the com-munication inside a group of people making use of the explicitation of semantic rela-tionships that express the meaning of concepts. The correct classification of the entities of the world is a complex conceptual problem, since each individual retain his/her own abstraction of reality. When people collaborate to build the same conceptual model, many different opinions and divergences arise. Even restricting the domain of problem, the vocabulary exchange and ontology construction can bring unexpected complexity. The users can give distinct names to the same concept (synonym) or use the same word referring distinct concepts (false agreement). Therefore, collaboration has become an important part of the process of ontology development, supporting the explicitation of the concepts behind the vocabulary and the vocabulary evolution to their new meanings. The support of a software tool improves the efficiency of the ontology building pro-cess, helping the communication and the structured knowledge capturing. By its side, the use of a foundational ontology has an important role in achieving the common sense by reducing the interpretation possibilities of the domain objects when restrics the se-mantic characterization of the ontology elements. It provides a framework to achieve coherence in the meaning negotiation during the collaboration process. In this way, the model to be built has reduced its ambiguity and increased the precision and consistence of the ontology representation. This is more important when we consider domains where the visual knowledge plays an important role in filling the semantic gaps of the concepts. In these imagistic domains, the symbolic representation through a language are not enough to express the knowledge content, so visual pattern recognition is crucial to capture information and support problem resolution. This work presents a metaontologias based model to allow ontology specification and collaboration. The approach includes a Web system for the collaborative ontology building based in a set of metadata that provides specialized constructs to create the domain ontology elements. Some constructs are applied to support the ontological choices supported by the semantic expressivity of the foundational ontology primitives. Other constructs allow the association of images and icons to allow higher domain un-derstanding. This work considers the collaboration as a supporting instrument for build-ing ontologies, taking in consideration the importance of the ontological foundation and visual knowledge support.