Web Semântica e Ontologias
Camila Brito e João Santanna
Introdução
 No início:

Programadores → compartilhar informações → Páginas na
internet
 Depois:

Ferramentas → Usuários comuns → compartilhar
informações → Páginas na internet
 Grande parte das páginas contém tipicamente
informação direcionada para leitores humanos e não
para serem processadas por programas
Introdução
 Web Sintática

Computadores apenas apresentam a informação

Seres humanos a interpretam

Conteúdo semântico é codificado de maneira acessível
apenas para seres humanos
 Maiores problemas dos mecanismos de busca atuais

Grande número de páginas encontradas, porém com
pouca precisão

Resultados são muito sensíveis ao vocabulário (e até à
ordem das palavras!)
Motivação
 Organizar informação na Internet
 Categorizar a informação de maneira padronizada,
facilitando o seu acesso
Metadados
 Metadados são dados sobre dados, informações sobre um
documento: data , autor , idioma, etc.
 International Federation of Library Association (IFLA) : O termo se
refere a qualquer informação utilizada para a identificação,
descrição e localização de recursos.
 W3C : informações para a web que podem ser compreendidas
por máquinas.
 Existem vários formatos de metadados aplicados nas mais diversas
áreas , os formatos que mais influenciaram no desenvolvimento da
web semântica são : Dublin Core , Framework de Warwick e o RDF.
Metadados
 Dublin Core:
 Outubro de 1994 – Conferencia sobre tecnologias web –
cidade de Dublin , Ohio , EUA.
 Proposta de um padrão para um mecanismo de semântica
para recursos web ( proposta de um grupo em um workshop do
evento).
 Uso em áreas multidisciplinares
 Rapidamente se tornou um padrão de metadados ,
atualmente é um padrão ANSI ( Z39.85) e norma ISO (1536 –
2003).
Metadados
 Dublin Core:
Campo
semântica
Assunto
O Tópico do trabalho
Título
Nome do objeto
Criador
Autores
Descrição
Descrição do conteúdo do objeto
Editor
Agente ou agencia responsável pela disponibilização do
objeto
Data
Data da publicação
Tipo
Gênero do objeto, se ficção , dicionário , etc.
Formato
Manifestação física do objeto: PDF, JPG, GIF , DOC ,
escultura , Pintura a óleo , etc.
Características do XML
 XML é flexível
 Meta linguagem
 Usuários definem suas próprias marcações (tags)
 Separação nítida entre conteúdo, estrutura e layout
 stylesheets (XSL) p/ converter em HTML
 Estrutura documentos sob forma de árvore
 Estrutura pode refletir algum significado
 APIs p/ parsers XML (DOM, SAX)
 Um documento XML pode conter uma descrição opcional de sua gramática
(DTD)
XML
 Descreve conteúdo
<bibliografia>
<livro> <titulo> Principles of Distributed Database Systems </ titulo>
<autor> Ozsu </autor> <autor> Valduriez </autor>
<editor> Prentice Hall </ editor >
<ano> 1999 </ ano >
</ livro >
< livro > < titulo > Data on the Web </ titulo >
<autor> Abiteboul </autor> <autor> Buneman </autor>
<autor> Vianu </autor>
< editor > Morgan Kaufmann </ editor >
<ano> 1999 </ ano >
</livro>
XML não é suficiente
 Vantagem do uso do XML: reutilização do parser e validação do documento;
porém,
 Diferentes possibilidades de expressar um mesmo domínio de discurso,
podendo acarretar em ambiguidade de interpretação
Livro
autor
título
preço
< livro lang= “Ingles”> idioma
< livro lang= “Ingles” preco= “US$ 60.00”
titulo= “Principles of Distributed Database
Systems”
autor=“Ozsu Valduriez”></livro>
<preco= “US$ 70.00”>
<titulo>Principles of Distributed …</titulo>
</ livro >
Web Semântica - Motivação
 O conceito de modelo de rede semântica já existe desde os anos 60
em artigos de Allan M. Collins, M. Ross Quillian e Elizabeth F. Loftus como
maneira para representar semanticamente o conhecimento
estruturado
 Isso permite estender a rede de páginas lidas apenas por humanos a
partir da inserção de metadados que podem ser lidos por máquinas
para prover informações sobre páginas, como elas estão relacionadas
e permitindo que agentes automatizados acessem a web de maneira
mais inteligente e realizam tarefas em benefício dos usuários
 Muitos falam que a idéia surgiu em 2001, com a publicação do artigo
“The Semantic Web: a new form of Web contant that is meaningful to
computers will unleash a revolution of new possibilities” na Scientific
American, mas na verdade em 16 de Maio/ 2000 - Tim Berners-Lee e
Ralph Swick fazem a apresentação da Web Semântica para a
comunidade em uma conferência em Amsterdam
O que é Web Semântica
 Exstensão da Web atual, na qual à informação é dado significado bem definido,
permitindo de melhor maneira que computadores e pessoas trabalhem em
cooperação
 Permite novas funcionalidades para as máquinas tornarem possivel melhor processar
e “entender” os dados que atualmente eles apenas mostram na tela
 Deve ser tão descentralizada quanto possível
 Esquecer o ideal de total consistência de todas as interconexões
 Permitirá que as máquinas COMPREENDAM documentos semanticos e dados, não
fala e escrita humana
 Ontologias – O computador não “entende” realmente nada dessa informação, mas
agora pode manipular os termos de maneira mais eficaz de maneiras que são úteis e
significativas para o usuário humano
web Sintática x web Semântica
A Visão da Web Semântica pela W3C
O que é Ontologia
 “...É uma especificação formal e explícita de uma
conceitualização compartilhada” [Gruber]
 “... A definição dos termos utilizados na descrição e na
representação de uma área do conhecimento” [W3C]
 “... Pode assumir vários formatos, mas necessariamente
deve incluir um vocabulário de termos e alguma
especificação de seu significado. Esta deve abranger
definições e uma indicação de como os conceitos
estão inter-relacionados, o que resulta na estruturação
do domínio e nas restrições de possíveis interpretações
de seus temos” [Uschold e Jasper]
O que é Ontologia
 Segundo o W3C, uma ontologia deve prover descrições
para:

Classes (ou coisas) nos vários domínios de interesse

Relacionamentos entre essas classes

Propriedades ou atributos que elas classes devem possuir
 Conceitos são categorizados em classes baseadas em
características que eles têm em comum
Papel da Ontologia na Web
Semântica
 Web Semântica



É um esforço colaborativo liderado
pela W3C com a participação de
um grande número de
pesquisadores.
Disponibiliza uma ferramenta
comum que permite que dados
sejam compartilhados e reutilizados
ultrapassando os limites de
aplicativos, empresas e da
comunidade
uma web com toda sua
informação organizada de forma
que não somente seres humanos
possam entendê-la, mas
principalmente máquinas.
 Ontologia
 Categorização
 Garantir comunicação
livre de ambiguidades
 A ontologia na web
semântica fornece um
modelo comum, que
permite que agentes de
software e aplicações
possam trocar
informações de modo
significativo
O que não é


Web Semântica não é Inteligência
Artificial
Em vez de querer fazer o
computadores entenderem a
linguagem das pessoas, é pedido
que as pessoas façam um esforço
extra para ajudar os computadores
a entendê-las

A web semântica não depende de
inteligência superior

Se o objetivo da IA é construir um
agente de software que mostre
inteligência no nível humano (e
superior), o objetivo da web
semântica é auxiliar humanos a
realizarem tarefas diárias na rede
[Antoniou e Harmelen]

Ontologia não é taxonomia


Em taxonomia, a generalização é o
único tipo de relacionamento que
existe entre seus termos
Ontologia não é tesauro

No tesauro, os tipos de
relacionamentos entre seus termos
são finitos e bem definidos

Ontologia não reflete a maneira como os
seres humanos pensam nem classificam

Ontologias servem para estruturar e
compartilhar conhecimento, não para
representar inteligência
Quais os desafios, limitações,
vantagens e desvantagens?
 Web Semântica


Sistemas tradicionais de
representação do conhecimento
tem sido tipicamente centralizados
requerendo que as pessoas
compartilhem exatramente a
mesma definição de conceitos
comuns como “veículo” ou
“parente”.
Em contraste, pesquisadores da
web semantica aceitam paradoxos
e perguntar sem resposta como
um preço a se pagar para
alcançar a versatilidade
 Ontologia
 Uma ontologia única ou
várias ontologias
espalhadas pelo
mundo?
 Desenvolvimento
anárquico e
descentralizado
Quais os desafios, limitações,
vantagens e desvantagens?
 Na parte de tecnologia os limites são:
 Os sites se adequarem a web semântica, reformular o código das páginas. Este é um
grande problema, imagine o número de sites que precisam ser praticamente refeitos
para se adequarem a “nova internet”? Os grandes portais teriam este interesse em
estarem aptos a esta tecnologia?
 Os buscadores: As buscas por informações dentro das páginas deverão ser mais
refinadas, assim como o resultado das buscas. Portanto, provavelmente mais
consumo de processamento seria necessário, estariam eles dispostos e aptos a ter
“hardware” e software suficiente?
 Em se tratando de negócios:
 O principal fator para o impedimento disto, é que empresas que são
criadas como guias de algum determinado ramo, ou de “N” determinados
ramos, seria praticamente descontinuado, pelo fato de que você ao invés
de precisar utilizar este serviço usaria os buscadores para encontrar a
informação. Portanto, este tipo de sites sairia prejudicado.
linguagens para representação de ontologias
RDF e RDF-Schema
SHOE
OIL
DAML
DAML + OIL
OWL
RDF – Resource Description Framework
 Modelo de metadados simples e expressivo:
 trata dados/metadados de forma uniforme
 Provê interoperabilidade na Web (XML)
 Meio de integração entre diferentes padrões de metadados
 Expressa vocabulários distintos com base em um modelo de dados e
sintaxe comuns (XML)
 Visa processamento por máquina
 Constituído de:
 Modelo RDF
 Sintaxe RDF
 http://www.w3.org/RDF
RDF – Estrutura básica
propriedade
Recurso
Valor
Representação de um documento em RDF
Documento
autor
http://jsantanna.blogspot.com/public/metadado.html
sujeito
predicado
Joao Santanna
Valor
RDF – Estrutura básica
<?xml version=“1.0”>
<rdf: RDF
xmlns:rdf= “http://www.w3c.org./1999/02/22/22-rdf-syntax-ns#”
xmlns:dc = “http://purl.org/dc/elements/1.1”>
<rdf: Description
about=
“http://jsantanna.blogspot.com/public/metadado.html”>
<dc: creator>Joao Santanna</dc: creator>
<dc: title>Tutorial sobre Metadados</dc: title>
<dc:subject> metadados</dc:subject>
</rdf: Description>
</rdf: RDF>
RDF – Estrutura básica
<?xml version=“1.0”> : versão do XML utilizada
<rdf: RDF : indica que o conteúdo do arquivo é RDF
xmlns:rdf= “http://www.w3c.... : Indica o namespace do RDF..
xmlns:dc = “http://purl.org/dc/elements/1.1”> : namespace criado pelo
autor
<rdf: Description about=
“http://jsantanna.blogspot.com/public/metadado.html”> : Descrição do
rescurso
<dc: creator>Joao Santanna</dc: creator> : propriedades do recurso
<dc: title>Tutorial sobre Metadados</dc: title>
<dc:subject> metadados</dc:subject>
</rdf: Description>
</rdf: RDF>
RDF – Estrutura básica
Sujeito (recurso)
Predicado (propriedade)
Objeto (valor)
http://jsantanna.blogspo
t.com/public/metadado
.html
http://purl.org/dc/elements/1.1/creator
Joao Santanna
http://jsantanna.blogspo
t.com/public/metadado
.html
http://purl.org/dc/elements/1.1/title
Tutorial sobre
Metadados
http://jsantanna.blogspo
t.com/public/metadado
.html
http://purl.org/dc/elements/1.1/subject
metadados
Documento
dc:creator
dc:title
http://jsantanna.blogspot.com/public/metadado.html
dc:subject
Joao Santana
Tutorial sobre
Metadados
Metadados
RDF & RDF Schema
 RDF fornece primitivas básica para a criação de ontologias simples,
incluindo relacionamentos de generalização para classes e
propriedades.
 No entanto RDF peca pela falta de expressividade.
 Não oferece conectivos lógicos para descrever negação ,
disjunção e conjunção, restringindo a sua capacidade de
comunicação.
 Proposta e criada em 2000, RDF-Schema surgiu como extensão do
RDF.
 Oferece primitivas de modelagem que permitem a construção de
hierarquias, classes, propriedades, subclasses e subpropriedades.
 RDF e RDF-Schema são as fundações da web semântica.
RDF & RDF Schema
 RDF-Schema = RDFS
 Ao longo dos últimos anos foram propostas algumas linguagens
para ontologias baseadas em extensões ao RDFS :
 SHOE
 Oil
 DAML
 DAML+Oil
 OWL
RDF Schema (RDFS)
 RDF define somente o modelo de dados
 É preciso definir um vocabulário – uma linguagem que permita
definir estrutura semântica!
 RDF schema são recursos Web (têm uri) e podem ser descritos
usando o modelo RDF
 RDFS permite definir propriedades de recursos (título, autor, etc.)
e relacionamentos entre essas propriedades
Primitivas básicas do RDFS
 Classes básicas
 Classe raiz rdfs:Resource
 MetaClass rdfs:Class
 Literais rdfs:Literal
 Properties (herda do RDF)
 rdfs:subclassOf – property
 ConstraintProperty
 rdfs:domain
 rdfs:range
 rdfs:label, rdfs:comment, etc.
 rdf:type (instância de)
Exemplo de aplicação usando o RDF Schema
<rdf:RDF
xmlns: rdf=“http:llwww.w3.orp,/1999/02/22-rdf-syntax-ns#”
xmlns: rdfs=“http://www.w3.org/2000/01/rdf -schema#”>
<rdf:Description ID=“Veiculo ”>
<rdf:type resource=“http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class”/>
<rdfs:subClassOf
-rdf-schema#Resource”/>
resource=“http://www.w3.org/TR/WD
</rdf:Description>
<rdf:Description ID=“VeículoDePassageiro”>
<rdf:type resource=“http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class”/>
<rdf:subClassOf resource=“#Veiculo”/>
</rdf:Description>
<rdf:Description ID=“ Caminhão”>
<rdf:type resource=“http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class”/>
<rdf:subClassOf resource=“#Veiculo”/>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
RDFS
 Interoperabilidade de recursos a nível:
 Sintático: um modo padrão para a representação e transporte
de metadados
 Estrutural: representação para modelo de dados distintos
especificando como os recursos estão organizados, os tipos e
os possíveis valores para cada tipo
 Semântico: compreensão rica de conteúdo
Linguagens de Ontologias para Web:
SHOE
 SHOE (Simple HTML Ontology Extensions)
 Projeto da Universidade de Mariland
 Definição de ontologias
 Provê definição de regras (cláusulas Horn)
 Fazer anotações em páginas html a partir de propriedades de uma
ou mais ontologias
 http://www.cs.umd.edu/projects/plus/SHOE/
 Pesquisadores do projeto migraram para DAML + OIL e OWL
Linguagens de Ontologias para Web:
OIL
 OIL (Ontology Inference Layer) .
 Criado por um consorcio da comunidade Européia através do
projeto On-to-Knowledge.
 Criada para permitir modelagem de ontologias na web, RDFS não
prove a semântica nem formalismo suficiente para permitir suporte
a mecanismos de inferência .
 A Semantica e o mecanismo de inferencia do Oil se baseiam em
lógica de descrição e sistemas baseados em frames e é compatível
com RDFS.
Linguagens de Ontologias para Web:
OIL
ontology-container
class-def motorista
subclass–of pessoa
title “Exemplo - Ontologia”
creator “Ana Maria Moura” elem. DC slot- constraint idade
value-type (min18)
subject “exemplo OIL”
conjs.
language “Português” ...
class-def homem
disjuntos
subclass–of pessoa
ontology-definitions
class-def mulher
class-def pessoa
classe
subclass–of pessoa, not homem
slot-def motorista
slot-def idade
propriedades de
slot-constraint tem-pai
Pessoa
slot-def tem-pai
has-value homem
inverse e-filho_de
max-cardinality 1
Linguagens de Ontologias para Web:
DAML
 DAML (DARPA Agent Markup Language)
 Iniciativa da agência DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency):
 linguagem universal de marcação p/ Web Semântica:
 rica p/ representar ontologias e dar suporte a agentes.
 desenvolver ferramentas gratuitas e disponibilizar conteúdo significativo
a ser manipulado por essas ferramentas.
 A linguagem DAML herdou muitos aspectod presentes em OIL e ambas as
linguagens apresentam funcionalidades similares.
 A Darpa mantém em seu site uma biblioteca pública de ontologias que
contém mais de 200 entradas (http://www.daml.org/ontologies/)
 DAML + OIL (embutidos em RDF/RDFS)
Linguagens de Ontologias para Web:
DAML + OIL
 Amplia número de propriedades aos axiomas:






intersection of
union of
disjointUnion of
same as
one of
.....
 RDF/RDFS
Ontology Web Language (OWL)
 Originada da DAML+OIL
 OWL faz uso de URIs para nomeação padrão recomendado pela W3C -10/03/04.
 Foi projetada de modo a atender as necessidades das aplicações para web
semântica , que podem ser resumidas em:
 Construção de ontologias.

Criar uma ontologia.

Explicitar conceitos fornecendo informações sobre os mesmos.

Explicitar propriedades fornecendo informações sobre as mesmas.
 Explicitar fatos sobre um determinado domínio.

Fornecer informações sobre indivíduos que fazem parte do domínio em questão.
 Racionalizar sobre ontologias e fatos.

Determinar as consequências do que foi construído e explicitado.
 De forma similar à DAML+OIL , a intenção da OWL é representar conceitos e seus
relacionamentos na forma de uma ontologia.
Elementos básicos de OWL
 Namespaces:
 Antes de declarar um conjunto de conceitos é preciso indicar que vocabulário se
está usando.
 Dessa forma é padrão para todas as ontologias incluir um conjunto dessas
indicações no formato XML namespaces.
 O namespaces são declarações que se localizam entre etiquetas do tipo rdf:RDF.
 Essas indicações permitem que os identificadores que estarão presentes na
ontologias sejam interpretados sem ambiguidades.
<rdf:RDF
xmlns = “http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#”
xmlns:vin = “http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#”
xml:base = “http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#”
xmlns:food = “http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/food#”
xmlns:owl = “http://www.w3.org/2002/07/owl#”
xmlns:rdf = “http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#”
xmlns:rdfs = “http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#”
xmlns:xsd = “http://www.w3.org/2001/XMLSchema#” >
Elementos básicos de OWL
 Cabeçalhos:
 Depois de definidos os namespaces é comum incluir uma coleção de sentenças
sobre a ontologia agrupadas sob a etiqueta owl:Ontology.
 Essas etiquetas são responsáveis por registrar comentários , pelo controle de
versão, e pela inclusão de conceitos e propriedades de outras ontologias.
<owl:Ontology rdf:about=“”>
<rdfs:comment> Este é um exemplo de comentario dentro de uma ontologia escrita em
Owl</rdfs:comment>
<owl:priorVersion rdf:resouce =“http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-guide-200311215/wine”/>
<owl:imports rdf:resource=“http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/food”/>
<rdfs:label> Ontologia dos vinhos</rdfs:label>
Elementos básicos de OWL
 Classes:
 Uma classe representa um conjunto ou coleção de indivíduos(objetos, pessoas,
coisas) que compartilham de um grupo de características que os distinguem dos
demais.
 Utilizamos classes em ontologias para descrever conceitos de um domínio, por
exemplo, móveis, animais, empregados, etc.
<owl:Class rdf:ID=“Moveis_de_Sala”/>
<owl:Class rdf:ID=“Animal_Selvagem”/>
<owl:Class rdf:ID=“Planta”/>
 Depois de criar a classe temos que explicitar todas as características que as
definem e seus relacionamento com outras classes
<owl:Class rdf:ID=“Lobo”/>
<rdf:subClassOf
rdf:resourse=“#Animal_Selvagem”/>
...
</owl:Class>
Elementos básicos de OWL
 Indivíduos:
 São instancias das classes e são relacionados a outros indivíduos( e classes)
através de propriedades.
<Lobo rdf:ID=“Sadam”/>
<owl:Thing rdf:ID=“Sadam”/>
<owl:Thing rdf:about=“#Sadam”>
<rdf:type rdf:resource=“#Lobo”/>
</owl:Thing>
Elementos básicos de OWL
 Propriedades:
 Servem para descrever fatos em geral.
 Podem se referir a todos os membros de uma classe , por exemplo, todos os
cachorros comem ração.
 Ou se referir a um individuo especifico , o cachorro Bidu nasceu em 2001.
 Propriedade em Owl são relacionamento binários.
 Existem 2 tipos de propriedades:
 Tipo Object – relacionamento entre duas classes
 Tipo datatype – telacionamento entre instancias de classes e literais expressos
em RDF e datatypes do XLM Schema.
<owl:ObjectProperty rdf=ID = “come_racao”>
<rdfs:domain rdf:resource=“#Cachorro”/>
<rdfs:range rdf:resource=“#Racao”/>
<owl:ObjectProperty>
<owl:DatatypeProperty rdf:ID=“anoNascimento”>
<rdfs:domain rdf:resource=“#SerVivo”/>
<rdfs:range rdf:resource=“&xsd;positiveInteger”/>
<owl:DatatypeProperty>
Elementos básicos de OWL
 Restrições:
 Em Owl propriedades são utilizadas para criar restrições
 Restrições são utilizadas para definir limites para indivíduos que pertencem a uma
classe.
 Restrições em OWL podem ser de três tipos:
 Restrições que utilizam quantificadores
 Restrições de cardinalidade
 Restrições do tipo hasValue ( “tem valor de”).
 Restrições podem se utilizar de dois tipos de quantificadores: o quantificador
existencial ( ) e o quantificador universal( ) .
 O quantificador existencial indica a existência de pelo menos um elemento , em
owl é representado pela expressão someValuesFrom.
 O quantificador existencial pode ser interpretado como Apenas e é representado
em owl pela expressão allValuesFrom.
Ontology Web Language (OWL)
 Exemplos de sintaxe OWL:
 http://www.w3.org/TR/owl-xmlsyntax/apd-example.html
Web Services - Definições
 “Um web service é um aplicativo de software que pode ser acessado
remotamente através de diferentes linguagens baseadas em XML. (...) O
que distingue o web service de um site é o tipo de interação fornecida” [
Stephen Potts & Mike Kopack]
 “Um web service é um sistema de software identificado através de uma
URI cujas interfaces públicas e interconexões são descritas em XML. Sua
definição é publicada de modo a poder ser ‘descoberta’ por outros
sistemas de software. Web Services podem interagir com outros sistemas
ou web services (...) utilizando mensagens baseadas no padrão XML (...)”
[Glossários do W3C]
Web Services
 Independente de:

Plataforma

Localidade

Linguagem
 Transparente para o cliente
 Permite a construção de novos serviços mais complexos
 Agregação de diversos web services independentes
 Reutilização de código → economia de custo de desenvolvimento
 Elementos básicos:

XML (XML Schema) – troca de mensagens

WSDL – “Interface” do web service: descrição do serviços, detalhes da comunicação

UDDI – registro de web services

SOAP – protocolo XML
Web Services
Envelope
SOAP
Cabeçalho
SOAP
Corpo SOAP
Cabeçalhos
Dados da mensagem
Web Services
 Processo utilização de um web service
Web Services - críticas
 Não existe mediação de informações nem de
comportamento. A troca de mensagens pressupões que
ambas as partes estejam utilizando a mesma semântica
 Fornecer definições mais precisas para os conceitos
utilizados
 A qualidade dos serviços aumentaria bastante se
ontologias de domínio pudessem ser adicionadas
Web Services Semânticos
 Definição: “web services com uma descrição formal (semântica) que possibilita
melhor descoberta, seleção, composição, monitoramento e interoperabilidade”
[ Jorge Cardoso, Christoph Bussler, Amit Sheth e Dieter Fensel]
 Objetivo: Trazer a Internet ao seu máximo potencial
 Web Semântica facilita operações de busca, extração, representação,
interpretação e manutenção de dados
 Inclusão de descrições semânticas em web services sintáticos permitirá o melhor
anúncio e descobrimento de web services, além de fornecer uma solução mais
elaborada para a seleção, composição e a interoperabilidade de serviços
heterogêneos
 Técnicas de Web Semântica, ontologias em particular, será possível alavancar o
potencial dos web services
 OWL-S (DAML-S) Ontologia para web service – descrever propriedades e
aptidões sem ambiguidade e de maneira que máquinas possam interpretar para
facilitar a automação de tarefas
Web Services Semânticos
Dinâmico
Estático
Web Services
UDDI, WSDL,
SOAP
Web Services
Inteligentes
WWW
URI, HTML, HTTP
Web Semântica
RDF, RDF(S),
OWL
Web Services Semânticos
Recurso
apresenta
fornece
Serviço
é descrito por
apóia
Perfil de
Serviço
Modelo de
Serviço
Base
O que o serviço faz
Como o serviço
funciona
Como acessar o
serviço
•
•
•
•
Tipos de entrada
Tipos de saída
Precondições
Pós-condições
• Protocolo de
comunicação (HTTP,
RPC, ...)
Agentes + web semântica
Agentes de software na web
semântica
“Agentes de software terão um papel chave na construção da web
Semântica, os agentes serão os responsáveis por coordenar tarefas de
busca, comparação e negociação na rede, reduzindo enormemente
o esforço realizado pelos usuários. Uma distinção importante é que os
agentes na Web Semântica não vão agir de modo totalmente
autônomo. Eles vão realizar a parte “pesada” de investigação, porém
vão apresentar os resultados ao usuário , para que este tome suas
decisões” - Tim Berners-Lee.
Agentes de software na web
semântica
“Em vez de fazer tudo para os usuários , os agentes(de software) vão
achar maneiras possíveis de atender às suas necessidades, e então
oferecer as opções aos usuário” – James Hendler.
Agentes de software na web
semântica
 Na web semântica os agentes de software vão se comunicar
através de ontologias de domínio.
 Visão de James Hendler + Tim Berners-Lee : no futuro cada site,
organização e negócio na Internet vai possuir sua própria ontologia.
 Web do futuro será composta de uma enorme variedade de
pequenas ontologias, altamente contextualizada, desenvolvidas
localmente por engenheiros de software.
Agentes de software na web
semântica
 Este cenário terá grande impacto no desenvolvimento de agentes,
pois futuras implementações terão que levar em conta os seguintes
questionamentos:
 Como agentes de software determinam se conceitos compartilhados são
semanticamente equivalentes?
 Como agentes de software determinam se conceitos diferentes tem o mesmo
significado.
 Como agentes de software determinam se suas ontologias pertencem ao mesmo
domínio?
 O real gargalo está em fazer com que agentes com ontologias
diferentes possam se entender.
Alinhamento ontológico
 Os agentes devem passar por um processo de negociação de
modo a garantir que suas ontologias sejam semanticamente
compatíveis ( interoperabilidade semântica).
Ontologia de fast food
Ontologia de bebidas
Alinhamento ontológico
 O processo de alinhamento deverá garantir que não haverá inclusão
de bebidas alcoólicas na negociação entre as aplicações de domínio
assim como o mesmo vale para os sanduiches , só elementos na
intersecção entre ambas ontologias devem tomar parte na
negociação.
 No alinhamento de ontologias obtém-se como resultado duas
ontologias.
 Cada uma delas contém descrições que relacionam conceitos
equivalentes entre as duas ontologias ( mapeamento).
 Tal fato permite que ontologias alinhadas reutilizem informações uma
das outras.
 O alinhamento normalmente é realizado quanto as ontologias são de
domínios complementares, ou seja , domínios com algum tipo de
interseção.
Alinhamento ontológico
 O alinhamento é apenas uma das soluções para a
interoperabilidade.
 Ontologias preferenciais feitas por conjunto de especialistas
também tem sido usadas como mediadoras em processos de
negociação entre agentes com ontologias diferentes.
 Existem diversas outras abordagens para interoperabilidade
semântica.
Aplicações de web semântica
Cenário de aplicação idealizado- Tim Berners Lee
, James Hendler e Ora Lassila
 Lucy precisa marcar uma consulta médica com um ortopedista e
uma série de sessões de fisioterapia para sua mãe. Como ela vai ter
que levar sua mãe às consultas , é necessário que estas sejam
marcadas em um horário em que Lucy esteja livre, de preferencias
em um local perto da casa de sua mãe. Tanto o médico quanto os
fisioterapeutas devem ser qualificados e fazer parte do plano de
saúde da família. Lucy vai utilizar seu agente, que funciona na web
semântica, para achar a melhor solução.
The semantic web: a new form of web content that
is meaningful to computers will unleach a revolution
of new possibilities (Scientific American Magazine,
May 2001).
Cenário de aplicação idealizado- Tim Berners Lee
, James Hendler e Ora Lassila
 Lucy requisita a marcação da consulta ao agente:
1. O agente recupera o tratamento prescrito a mãe de Lucy do agente do médico
que está cuidando dela.
2. O agente faz uma busca em varias listas de provedores de serviços médicos.
3. O agente verifica aqueles que fazem parte do plano de saúde da mãe de Lucy, que
ficam dentro de um raio de dois quilômetros de sua casa e estão classificados como
bons profissionais em um serviço de classificação de profissionais da saúde.
4. O agente então tenta achar casamentos entre os horários disponíveis da agenda de
Lucy e os horários vagos dos profissionais( disponibilizados através de seus agentes ou
sites na web).
5. Ao final o agente pessoal avisa Lucy e Peter seu irmão sobre a consulta já marcada
da mãe.
Fuzzy agents for semantic web services discovery:
experiences in medical diagnostic systems
 Vincenzo Loia, Senior Member IEEE, Giuseppe Fenza and Sabrina Senatore Member
IEEE – IEEE Framework 2009
Fuzzy agents for semantic web services discovery:
experiences in medical diagnostic systems
 Vincenzo Loia, Senior Member IEEE, Giuseppe Fenza and Sabrina Senatore Member
IEEE – IEEE Framework 2009
Semantic Web Services Enabled Dynamic
Creation of Supply Chain
 Yan Yalan1, Zhang Jinlong1, Yan Mi2.
 1. School of Management, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China
 2 . School of Information Management, Wuhan University, Wuhan, China
 2006 International Conference on Service Systems and Service Management.
 An ideal supply chain should be created dynamically on the basis of specific
requirements coming from customers.
 In order to be ready for possible cooperation, each enterprise could publish its own
function modules as Web services.

It is presumed that an agent manages customers’ demands.
 According to customers’ demands, this agent finds the appropriate manufacturer
that further finds the appropriate supplier and distributor on the basis of discovering
Web services so as to provide the needed product or service.
Semantic Web Services Enabled Dynamic
Creation of Supply Chain
 The discovery of Web services is only the first step followed by the processes of
invocation, composition and interoperation of Web services in the seamless
integration of supply chain.
 The semantic descriptions of Web services provided by OWL-S would facilitate the
automation of the above processes.
 OWL-S : ServiceProfile, ServiceModel and ServiceGrounding.
 ServiceProfile: provides the information needed for an agent to discover a service.
 The service profile: tells, “what the service does”, in a way that is suitable for a service-seeking
agent to determine whether the service meets its needs.
 The ServiceModel: tells a client how to use the service, by detailing the semantic content of
requests, the conditions under which particular outcomes will occur, and, where necessary,
the step by step processes leading to those outcomes.
Semantic Web Services Enabled Dynamic
Creation of Supply Chain
 OWL-S : ServiceProfile, ServiceModel and ServiceGrounding.
 The ServiceGrounding: specifies the details of how an agent can access a service. Typically,
the ServiceGrounding will specify a communication protocol, message formats, and other
service-specific details such as port numbers used in contacting the service.
 In addition, the ServiceGrounding must specify, for each semantic type of input or output
specified in the ServiceModel, an unambiguous way of exchanging data elements of that
type with the service.
Aplicações
 http://www.talis.com/ Talis é uma plataforma para criação de aplicações
semânticas na web. Os desenvolvedores podem criar, compartilhar e reutilizar
informações nessa plataforma, que tem como objetivo facilitar o
desenvolvimento das aplicações semânticas.
 http://www.trueknowledge.com/
 http://www.base.riken.jp/english/
 RIKEN has established the common infrastructure "RIKEN SciNeS" in order to
implement a large-scale release of data that complies with the international
standard of "Semantic Web format" by supplying cross-sectionally within RIKEN
the construction infrastructure systems for databases that have life science as
their primary focus. This is a research result of RIKEN's Bioinformatics and Systems
Engineering division (RIKEN BASE; Director, Tetsuro Toyoda).
Aplicações
 The Open Graph Protocol

Simplificação do RDFa

Coloca <meta> tags adicionais no <head> da página
<html prefix="og: http://ogp.me/ns#">
<head>
<title>The Rock (1996)</title>
<meta property="og:title" content="The Rock" />
<meta property="og:type" content="video.movie" />
<meta property="og:url" content="http://www.imdb.com/title/tt0117500/" />
<meta property="og:image" content="http://ia.mediaimdb.com/images/rock.jpg" />
...
</head>
...
</html>
Grupos
 Semantic Web Health Care and Life Sciences Interest
Group Charter
 Desenvolver, defender e oferecer suporte ao uso de
tecnologias de web semântica em cuidados com a
saúde, medicina translacional, pesquisas clínicas. Esses
domínios se beneficiarão com as aplicações inter e intradominio da Web Semantica pois eles dependem da
interoperabilidade da informação de vários assuntos.
Conferências/ Eventos

The 10th International Semantic Web Conference – Octorber 23-27, 2011 – Bonn, Germany

ISWC é o maior fórum internacional onde os últimos resultados de pesquisa e inovações
técnicas em todos os aspectos da Web Semântica sao apresentados

Novidades: novo grupo trabalhando na próxima geração do RDF (RDFa 1.1 e RDFa API)

Meta 2011 Conference - University House, ANU, 25-27 May, Canberra, Australia

The 2011 Semantic Technology Conference - San Francisco on June 5-9, 2011

SemTech 2011 – Maior conferência educacional envolvida com tecnologias semânticas

Semantic Web Challenge 2011

SWWS'11 - The 2011 International Conference on Semantic Web and Web Services
Temas de pesquisa
 Semantic Conversion for Dynamic Web Pages. FAROUK, M.; ISHIZUKA, M.
2011. ( uso do Concept Description Language (CDL) ).
 Service Discovery using Software Agents in Semantic Web. MALASHETTY,
R. S. 2010 ( Uso do OWL –S ).
 Intelligent Agents and P2P Semantic Web. ORGUN, M. A. 2007.
 A novel semantic Web service composition algorithm based on QoS
ontology . Wang, Hai Van et al . 2010.
 Research on Semantic Web Mining . Yong-gui, Wang, 2010.
 Usando Ontologias, Serviços Web Semânticos e Agentes Móveis no
Desenvolvimento Baseado em Componentes [2007]
Criticas a web semântica
 Vastness: The World Wide Web contains many billions of pages.
 The SNOMED CT medical terminology ontology alone contains 370,000 class
names
 Existing technology has not yet been able to eliminate all semantically
duplicated terms.
 Any automated reasoning system will have to deal with truly huge inputs.
 Vagueness: These are imprecise concepts like "young" or "tall".
 This arises from the vagueness of user queries, of concepts represented by
content providers, of matching query terms to provider terms and of trying to
combine different knowledge bases with overlapping but subtly different
concepts.

Fuzzy logic is the most common technique for dealing with vagueness.
Criticas a web semântica
 Uncertainty: These are precise concepts with uncertain values.
 For example, a patient might present a set of symptoms which correspond to a
number of different distinct diagnoses each with a different probability.
 Probabilistic reasoning techniques are generally employed to address
uncertainty.
 Inconsistency: These are logical contradictions which will inevitably arise
during the development of large ontologies, and when ontologies from
separate sources are combined.
 Deductive reasoning fails catastrophically when faced with inconsistency,
because "anything follows from a contradiction".
 Defeasible reasoning and paraconsistent reasoning are two techniques which
can be employed to deal with inconsistency.
Criticas a web semântica
 Deceit: This is when the producer of the information is intentionally misleading the
consumer of the information.
 Cryptography techniques are currently utilized to alleviate this threat.
 This list of challenges is illustrative rather than exhaustive, and it focuses
on the challenges to the "unifying logic" and "proof" layers of the
Semantic Web.
 (W3C) Incubator Group for Uncertainty Reasoning for the World Wide Web
(URW3-XG)
Debate
 Problemas do uso em larga escala de web semântica?
 O que seria da web semântica sem agentes ?
 Agentes da web semântica ou assistentes pessoais ?
 Consistências nas ontologias , até onde isso é necessário ?
 Qual o grau de inteligência necessária para um agente de web
semântica ?
 Para que serve a ontologia sem mecanismos de reasoning?
Bibliografia
Research on Semantic Web Mining. 2010 International Conference On Computer Design and
Applications(ICCDA2010). Anais... [S.l: s.n.]. , 2010
Web Semântica a Internet do Futuro. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. p. 190
FAROUK, M.; ISHIZUKA, M. Semantic Conversion for Dynamic Web Pages. 2011 IEEE/WIC/ACM
International Conferences on Web Intelligence and Intelligent Agent Technology, p. 285-288, ago 2011.
HENDLER, J. Agents and the Semantic Web. IEEE Intelligent Systems, v. 16, n. 2, p. 30-37, mar 2001.
LOIA, V.; FENZA, G. Fuzzy agents for semantic web services discovery: experiences in medical diagnostic
systems. IEEE Framework, n. Section III, 2009.
SHADBOLT, N. BERNERS-LEE, T.; HALL, W. The Semantic Web Revisited. IEEE Intelligent Systems, v. 21, n. 3,
p. 96-101, maio 2006.
YAHOO, R. M. Peer to Peer Rethinking the Semantic Web , Part 2. Language, n. February, 2006.
YALAN, Y. JINLONG, Z.; MI, Y. Semantic Web Services Enabled Dynamic Creation of Supply Chain. 2006
International Conference on Service Systems and Service Management, p. 1593-1597, out 2006.