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Dinâmica e evolução em ontologias por meio de revisão de protótipos

Processo: 13/01704-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 15 de julho de 2013 - 14 de setembro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação
Pesquisador responsável:Renata Wassermann
Beneficiário:Renata Wassermann
Pesquisador visitante: Eduardo Leopoldo Fermé
Inst. do pesquisador visitante: Universidade da Madeira (UMa), Portugal
Instituição-sede: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Inteligência artificial  Web semântica  Ontologia (ciência da computação)  Revisão de crenças  Cooperação técnica  Intercâmbio de pesquisadores 

Resumo

Uma ontologia em ciência da computação é uma especificação explícita, formal dos termos de um domínio de aplicação, juntamente com as relações entre estes termos. Uma ontologia fornece um vocabulário (estruturado) que é a base para a representação de conhecimento geral. As Ontologias têm encontrado inúmeras aplicações em Inteligência Artificial e Web semântica, bem como em áreas como engenharia de software, bioinformática e sistemas de base de dados. Recentemente, as pesquisas em ontologias em Inteligência Artificial têm se concentrado nas ontologias formalizadas através de Lógicas de Descrição (DL), que são fragmentos (decidíveis) da lógica de primeira ordem. Historicamente, uma ontologia em DL é dividida em duas componentes, a TBox, para expressar conceitos e suas inter-relações, e a ABox, que contém afirmações que sobre indivíduos e instâncias específicas. Mais recentemente, surgiu o estudo da dinâmica das ontologias. Uma ontologia tende a evoluir, tanto na sua informação de domínio que pode ser corrigida ou refinada, como em resposta a uma mudança no domínio subjacente. Em uma lógica de descrição, essa mudança pode vir de duas formas diferentes: o conhecimento de fundo, tradicionalmente armazenado no TBox, pode exigir modificações ou os dados específicos, tradicionalmente armazenados no ABox, podem ser modificados. Estas mudanças podem ser tratadas com técnicas de revisão de crenças, devidamente adequadas ao contexto. Entre as potenciais ferramentas que a priori parecem mais adequadas para a implementação de dinâmica de ontologias encontra-se o modelo de revisão de protótipos, desenvolvida conjuntamente pela Pesquisadora Responsável (Prof. Renata Wassermann) e pelo Pesquisador Visitante (Prof. Eduardo Fermé). O modelo de revisão de protótipos aplica a dinâmica de crenças à teoria de protótipos desenvolvida por Eleanor Rosch na década de 1970, com a ajuda de outros especialistas no campo da psicologia cognitiva. Em teoria, as pessoas categorizam itens e conceitos baseados em uma representação protótipo ou ideal da categoria. Por exemplo, o conceito de cão é muitas vezes caracterizado por pele, uma cauda e patas. Ao discutir ou pensar sobre cães, as pessoas pensam em clássicos, exemplos estereotipados como collies ou spaniels, porque estes representam o protótipo. Enquanto um lobo ou coiote pode atender também aos critérios deum cão, estes animais não são protótipo de um cão. Segundo a teoria do protótipo, certas características de uma categoria têm o mesmo estatuto e, assim, exemplos que apresentam todas ou a maioria dessas características se tornam o protótipo para essa categoria. Itens que não compartilham a maioria destas características podem ainda pertencer a essa categoria, mas não representam o protótipo. As relações nas ontologias podem ser pensadas como as características dos protótipos, enquanto os indivíduos podem pertencer ou não à classe dos protótipos, conforme as propriedades que possuam. Porém, estas classificações nunca são fixas e tanto as propriedades prototípicas como os indivíduos mudam de características: Assim, um meio de transporte prototípico do Século XIX provavelmente já não seja prototípico no Século XXI, assim como as propriedades prototípicas de um telefone celular mudaram nos últimos anos. Possuir um modelo formal para estas mudanças torna-se, então, crucial. Recentemente, Fermé e Wassermann retomaram o arcabouço proposto e elaboraram uma agenda de trabalho que será iniciada durante a visita. Esta inclui a definição de protótipos no framework TBox/Abox e definir: a) como se caracterizam os exemplares prototípicos de um domínio, b) como se gere a dinâmica do conceito de elemento prototípico quando novos elementos se incorporam ao domínio (sejam estes prototípicos ou não), quando elementos pré-existentes desaparecem, e como afeta a taxonomia a mudança de propriedades dos objetos prototípicos. (AU)