As compreensões de ontologia na perspectiva multidisciplinar

Na literatura científica, não há um consenso quanto à definição de ontologia, por isso serão apresentadas algumas definições para ajudar na compreensão das especificações daquilo que as disciplinas científicas, quando tomadas isoladamente, entendem por ontologia.

Para ^{Khazraee e Lin (2011)}, o termo ontologia, desenvolvido por Aristóteles e conhecido na Filosofia como sinônimo de metafísica, pode significar: 1) “uma disciplina da filosofia”, caso em que sempre se grafa o primeiro “o” em maiúsculo; e 2) “um artefato”.

Para ^{Sowa (2000)}, o termo ontologia deriva de dois termos gregos “ontos” e “logos”, significando “entidade” e “palavra”, respectivamente; e foram os filósofos Jacob Lorhard e Rudolf Göckel os primeiros a empregar o termo Ontologia no início do século XVII.

Segundo ^{Smith (2004, 22)}, o “primeiro uso do termo ontologia na literatura da Ciência da Computação e da Informação ocorreu já em 1967, em um trabalho sobre os fundamentos da modelagem de dados”, em uma discussão bastante pragmática feita por ^{Mealy (1967)} a respeito de “a questão é ontologia, a questão é sobre o que existe”, em que ele distingue o mundo real das ideias na mente das pessoas sobre o mundo. Assim, por essa perspectiva, a ontologia discorre sobre a representação das entidades reais por meio de fragmentos de uma teoria do mundo real e apresenta o processamento de dados como o processamento das representações desses fragmentos. Dito de outra forma, a ontologia estuda aquilo que existe (^{Quine e Gibson, 2004}). No contexto da BCI, aceita-se que o termo foi citado pela primeira vez na área por ^{Vickery (1997)}.

As ontologias são utilizadas na CC desde os anos de 1980 (^{Khazraee e Lin, 2011}). A definição mais difundida atualmente por essa comunidade foi elaborada por ^{Gruber (1993)} e ^{Studer, Benjamins e Fensel (1998)} afirma que uma ontologia é uma conceitualização explícita, formal e compartilhada. ^{Guarino (1998)} refuta uma parte dessa definição, argumentando que uma ontologia depende de um vocabulário, enquanto que uma conceitualização independe da linguagem utilizada na representação para traduzir em conceitos a percepção humana sobre uma realidade (^{Franca 2009}).

Para a CC, tanto na web semântica quanto no paradigma simbolista da Inteligência Artificial, as ontologias devem ser processáveis por máquinas (^{Berners-Lee 1998}), fazendo da formalidade uma característica imprescindível, uma vez que ferramentas computacionais se baseiam em lógica formal. Com isso, os algoritmos foram elevados à categoria de mediadores, porque mediam o acesso ao conhecimento por meio de ontologias, que, devido aos seus milhares de conceitos (por exemplo, o Agrontology tem 39 600 conceitos), são difíceis de ser manuseadas diretamente pelas pessoas.

Os instrumentos da OC, como tesauros e ontologias, são artefatos, pois se define um artefato como sendo um objeto físico ou virtual construído por método científico para uma finalidade declarada na visão de um campo científico (^{Vaishnavi e Kuechler 2008}). A BCI elabora artefatos compreensíveis para as pessoas com foco na qualidade do conteúdo, enquanto a CC tem foco centrado na estrutura e nas regras formais na elaboração de artefatos compreensíveis às máquinas. Essa diferença pode ser observada no fragmento de um artefato apresentado na, em que uma informação (agricultura sustentável) precisa de mais de dez estruturas (tags) adicionais para ser processável por computadores.

Figura 1 Fragmento em XML (eXtensible Markup Language) do artefato Thesaurus Agrícola Nacional (^{Thesagro 2017}).^*  

A diferença de foco faz com que as concepções de instrumentos da OC, sobretudo das ontologias, sejam multidisciplinares (^{Krishnan 2009}). No, estão arrolados alguns artefatos que diferentes disciplinas denominam de ontologia, como os modelos hierárquicos, os modelos de dados, os modelos de especificações de relações, os conjuntos de primitivas, os conjuntos de requisitos, os vocabulários controlados, os vocabulários comuns e as redes de afirmações. Cada um deles tem a finalidade de compartilhar o conhecimento específico na comunidade de pesquisadores da disciplina em que foi elaborado.

A especificação do que é uma ontologia depende da disciplina científica envolvida. Para ^{Zeng (2008)}, na BCI, uma ontologia é mais um Sistema de Organização do Conhecimento (SOC) com o propósito de adquirir, representar e organizar o conhecimento e que difere do tesauro apenas ao permitir explicitar as propriedades do objeto. Para a CC, uma ontologia deve atender a um nível exclusivo no modelo de camadas da web semântica (^{Berners-Lee, Hendler, e Lassila 2001}) para atribuir-lhe a capacidade de inferência automática. Essa mesma propriedade pode ser aplicada ao paradigma simbolista da Inteligência Artificial.

A inferência automática, utilizando ontologias, marca um ponto de bifurcação entre a CC e a BCI e, conforme será exposto na próxima seção, a CC estende a definição de ontologia, que acaba por incluir os SOCs listados por ^{Zeng (2008)} no Espectro das Ontologias.

A origem histórica do termo

Esta seção aborda as considerações teóricas, os resultados da análise dos dados e o contexto de uso do termo “Espectro das Ontologias”.

Para Gail ^{Hodge (2000, 3)}, “todos os tipos de esquemas para organizar a informação e promover a gestão do conhecimento” são SOCs. A autora acrescenta que o termo “Sistemas de Organização do Conhecimento” foi proposto pelo Networked Knowledge Organization Systems Working Group na Conferência ACM Digital Libraries de 1998, em Pittsburgh, Pensilvânia.

Segundo ^{McGuinness (2001, 5)}, numa conversa em preparação para um painel de ontologia, “esse espectro surgiu” para estudar a relação entre as “muitas formas de especificações que diferentes pessoas denominaram ontologias”. Na, pode ser vista uma adaptação traduzida por ^{Lima (2020)} dessa proposta do que seria uma “ontologia” na perspectiva da CC em 1999.

Traduzido e adaptado por ^{Lima, 2020} de ^{Welty et al. 1999}.

Figura 2 As concepções de ontologia pela Ciência da Computação em 1999 

Assim, formularam uma estrutura para organizar, quanto à expressividade, os recursos de representação do conhecimento que estão listados no. A estrutura de 1999 serviu de protótipo para a versão mais refinada e conhecida do Espectro das Ontologias publicada em 2001.

O significado da palavra “espectro” envolve a ideia de uma variação contínua. Ao passo que a formulação original de 1999 do “Espectro das Ontologias” comparava instrumentos, aproximando-se mais de uma variação discreta. Mas ^{McGuinness (2001)} adotou a expressividade (semântica formal) como a dimensão de variação, esta, sim, capaz de imbuir o verdadeiro conceito de variação crescente e contínua.

Apesar da publicação de ^{McGuinness (2001)} ser pública e acessível, ^{Obrst (2010, 30)} afirma que o termo Espectro das Ontologias foi “criado em 2002 por Obrst, Daconta e Smith” para orientar as empresas no processo de implementação de tecnologias semânticas. Ainda, segundo o autor, a finalidade era apresentar os modelos semânticos ordenados quanto à expressividade para facilitar as escolhas adequadas à complexidade do problema a resolver.

Quanto às dimensões de variações utilizadas no Espectro das Ontologias, considerando os 13 artigos científicos presentes no corpus da pesquisa, pode-se afirmar que o maior número de pesquisas utiliza a expressividade e a riqueza semântica. Outras dimensões de variação utilizadas são a semântica, a formalidade e a sintaxe. Essas abordagens estão arroladas no.

As dimensões listadas no são, conceitualmente, muito próximas entre si e são entendidas como avaliadoras da expressividade formal. Assim, todos os trabalhos de certa forma avaliam a mesma dimensão: a “formalidade”, que é a propriedade diretamente associada à capacidade de um instrumento facilitar a inferência automática muito necessária aos computadores.

As atribuições de autoria nas citações

Nos documentos coletados, encontram-se duas tendências quanto à atribuição de autoria do conceito de Espectro das Ontologias. ^{Daconta, Obrst e Smith (2003)} aparecem como autores em 41 publicações e, em 47 documentos, a autoria do termo é explicitamente atribuída a ^{McGuinness (2001)}.

Quando se trata dos artigos científicos analisados, dez utilizaram ^{Mc-Guinness (2001)} como fonte, em que oito a citaram explicitamente e dois a adaptaram sem citar a fonte. Menos da metade, apenas três, atribui exclusivamente a autoria a ^{Daconta, Obrst e Smith (2003)}. Ou seja, para 75% dessas pesquisas, ^{McGuinness (2001)} é a autora do termo.

Nas seções seguintes, serão apresentados maiores detalhes das duas principais referências utilizadas na literatura científica consultada.

O espectro das ontologias de ^{McGuinness (2001)}

O trabalho “Ontologies come of age” foi republicado 29 vezes como artigo científico e recebeu 711 citações até 2020. Esse Espectro das Ontologias foi publicado pela primeira vez em um capítulo do livro “The Semantic Web: Why, What, and How” (^{McGuinness, 2001}) e o esquema visual tem sido o mais citado, traduzido e adaptado.

Traduzido e adaptado por ^{Lima (2020)} de ^{McGuinness (2001)}.

Figura 3 O espectro das ontologias de ^{McGuinness (2001)} baseado na expressividade. 

No, estão sintetizadas e explicitadas as mudanças ocorridas na concepção do Espectro das Ontologias na visão da CC. Em 1999, eram os instrumentos em si os indicadores da capacidade de se obter inferência automática. Em 2001, são as características principais dos instrumentos, como identificadores, termos, termos mais restritos e relacionamentos, que desempenham essa função. Nessa perspectiva, a ontologia engloba todas as propriedades mais marcantes dos instrumentos da O

Nesse entendimento, Catálogos, Glossário, Tesauros e relações informais do tipo <é-uma> dificultam a obtenção de inferência automática, pois não possuem uma estrutura formalizada capaz de produzir uma interpretação inequívoca de seu relacionamento hierárquico (^{Kendall e McGuinness 2019}).

Na próxima seção, será apresentada outra perspectiva sobre o conceito de Espectro das Ontologias, produzida também no contexto da CC.

O espectro das ontologias de ^{Daconta, Obrst e Smith (2003)}

O Espectro das Ontologias de ^{Daconta, Obrst e Smith (2003)} se define como um “espaço geral de classificação” para distinguir as propriedades básicas dos instrumentos para facilitar a comparação da riqueza semântica. Os autores seguem a mesma linha de raciocínio de ^{McGuinness (2001)}. As ontologias denominadas de taxonomias e tesauros lidam com a ambiguidade e a polissemia. Ontologia como instrumento nem aparece na.

Traduzido e adaptado por ^{Lima (2020)} de ^{Daconta, Obrst e Smith (2003)}.

Figura 4 Espectro das ontologias baseado na riqueza semântica, que aumenta da esquerda para a direita do observador. 

Em síntese, o Espectro das Ontologias é um “framework” desenvolvido para comparar a riqueza semântica dos SOCs. As razões para o uso da expressão “Espectro das Ontologias” estão associadas ao fato de que o termo foi elaborado para o contexto de uso na CC.

A seguir serão apresentadas as considerações finais elaboradas a partir da análise da literatura científica coletada.