Apresentação Artigo Mestrado

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Fábio Vieira Orientadora: Profª Drª. Rosario Girardi PROMPT: Algorithm and Tool for Automated Ontology Merging and Alignment Natalya Fridman Noy and Mark A. Musen Recuperação e Filtragem de Informação

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O presente artigo escrito pela Natalya Noy e Mark Musen, visa demonstrar uma ferramenta de fusão e alinhamento de ontologia

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Page 1: Apresentação Artigo Mestrado

Fábio Vieira

Orientadora: Profª Drª. Rosario Girardi

PROMPT: Algorithm and Tool for Automated Ontology Merging and Alignment

Natalya Fridman Noy and Mark A. Musen

Recuperação e Filtragem de Informação

Page 2: Apresentação Artigo Mestrado

Roteiro

• Conceitos e motivação• Algoritmo de fusão de ontologia PROMPT

– Algoritmo incremental (PROMPT)– Algoritmo estatístico (Anchor-PROMPT)

• As ferramentas• Avaliação• Trabalhos futuros

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Page 3: Apresentação Artigo Mestrado

O que estavamos tentando descobrir

• O benefício que a ferramenta oferece–Benefício da produtividade–Melhoria da qualidade nos resultados da ontologia

–Satisfação do usuário• Precisão e recall de sugestões das

ferramentasFábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023 3

Page 4: Apresentação Artigo Mestrado

Perguntas que fizemos

• Quão boas são as sugestões e estratégias de resolução de conflitos do PROMPT?

• O PROMPT fornece algum benefício quando comparado a uma ferramenta de edição de ontologia genérica (Protégé-2000)?

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Ontologias

O = (C, H, I, R, P, A)– C = CC U CI é

– H = {tipo_de (c1,c2) | c1 CC c2 CC }

– I = {é_um (c1,c2) | c1 CI c2 CC }

– R = {relk (c1,c2,..., cn) | i, ci C}

– P = {propC (ck, tipo) | ck ∈ CC} {propI (ck, valor) | ck ∈ CI}

– A = {condiçãox conclusãoy (c1, c2,..., cn) | j, cj CC}

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Page 6: Apresentação Artigo Mestrado

Por que nós Precisamos de Ontologias

• Fornece um vocabulário compartilhado para diferentes aplicações em um domínio

• Permite interoperação entre aplicações utilizando fontes de dados diferentes do mesmo domínio

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Page 7: Apresentação Artigo Mestrado

Ontologias estão em toda Parte

• Ontologias têm sido utilizados em projetos acadêmicos por um longo tempo– Compartilhamento de conhecimento e

reutilização– Reutilização de métodos de resolução de

problemas

• Ontologias estão se tornando amplamente utilizada fora da academia– Categorização de sites Web (Yahoo!, por

exemplo)– Catálogos de produtos

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Page 8: Apresentação Artigo Mestrado

Necessidade de Fusão das Ontologias

• Existe uma sobreposição significativa em ontologias existentes– Yahoo! e DMOZ Open Directory– Catálogos de produtos para domínios similares

Page 9: Apresentação Artigo Mestrado

Necessidade de Fusão e Integração das Ontologias

• Workshop sobre "Ontologias e Compartilhamento de Informações" no IJCAI'2001–6 dos 18 trabalhos (1/3) abordaram a fusão e integração das ontologia 

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Page 10: Apresentação Artigo Mestrado

O que é fusão da Ontologia

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Page 11: Apresentação Artigo Mestrado

Abordagens Existentes

• Design e integração de ontolgia– Correspondência de termos (Stanford SKC, ISI)– Gráficos com base em análises (Stanford SKC)– Operadores de transformação (Ontomorph at

ISI)– Ferramentas de fusão (Chimaera at Stanford

KSL)

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Page 12: Apresentação Artigo Mestrado

Abordagens Existentes (II)

• Base de Dados– Desenvolver mediadores e providenciar

wrappers– Definir um modelo de dados comum e

mapeamentos– Definir regras de correspondências para

traduzir diretamente

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Page 13: Apresentação Artigo Mestrado

Roteiro

• Conceitos e motivação• Algoritmo de fusão de ontologia PROMPT

– Algoritmo incremental (PROMPT)– Algoritmo estatístico (Anchor-PROMPT)

• As ferramentas• Avaliação• Trabalhos futuros

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Page 14: Apresentação Artigo Mestrado

PROMPT

• Nossa abordagem é:– Automação parcial– Algoritmos baseados em

• Conceitos de representação de estrutura• Relações entre conceitos• Ações dos usuários

• Nossa abordagem não é:– Automação completa– Algoritmo para correspondência de nomes

de conceito

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Modelo de Conhecimento

• Um modelo de conhecimento genérico - OKBC (Open Knowledge-Base Connectivity Protocol)– Classes

• Coleções de objetos com propriedades semelhantes• Organizadas em subclasses - uma hierarquia de

superclasses– Instâncias

• É um ser único de uma classe– Slots

• São as relações entre indivíduos ou as propriedades– Facetas

• Restrições sobre os valores slot (cardinalidade, min, max)

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Page 16: Apresentação Artigo Mestrado

Faça sugestões iniciais

Selecione a próxima operação

Realize atualizações automáticas

Encontre conflitos

Dê sugestões

O Algoritmo PROMPT

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Page 17: Apresentação Artigo Mestrado

Example: merge-classes

Fábio Vieira- UFMA

Agencyemployee

Agent

Customer

subclass of

agent for

Agent

Employee

Traveler

subclass of

has client

Agencyemployee

Agent

Employee

Customer Traveler

subclass of subclass of

agent for has client

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Page 18: Apresentação Artigo Mestrado

Analisando Propriedades Globais de Localização

• Propriedades globais– Classes que têm os mesmos conjuntos de slots– Classes que se referem ao mesmo conjunto de

classes– Slots que estão ligados à mesma classe

• Contexto local– Análise incremental– Considerar apenas os conceitos que foram

afetados pela última operação

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Page 19: Apresentação Artigo Mestrado

O Conjunto de Operações do PROMPT

• Extensão das operações do OKBC com as operaçõs de fusões das ontologias– Fusão de classes– Fusão de slots– Fusão de instâncias– Cópia de uma classe

• Profunda ou superficial• Com ou sem subclasses• Com ou sem instâncias

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Page 20: Apresentação Artigo Mestrado

Depois que um Usuário Realiza uma Operação

• Para cada operação– Executa a operação– Considera possíveis conflitos

•Identifica conflitos•Propõe soluções

– Analiza o contexto local– Cria novas sugestões – Reforça ou menciona sugestões

existentes

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Page 21: Apresentação Artigo Mestrado

Conflitos

• Conflitos identificados no PROMPT– Conflitos de nomes– Redudância em uma hierarquia de

classes– Valores de slots com restrições que

violam a herança de classes

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Page 22: Apresentação Artigo Mestrado

Agent Agent

Agent

Exemplo: merge-classes

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Page 23: Apresentação Artigo Mestrado

Operação para: fusão de classes

• Verificar os slots de uma classe• Modelos de slots• Subclasses e superclasses• Conflitos• Sugestões

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Page 24: Apresentação Artigo Mestrado

Agent Agent

Agent

agent for

Modelo de Slots

Cópia de modelo de slots que não existe na fusão da ontologia

Fábio Vieira- UFMA

agent for

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Page 25: Apresentação Artigo Mestrado

Agent Agent

Agent

has client

clientclient

Modelo de Slots

Anexar os slots que já foram mapeados

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Page 26: Apresentação Artigo Mestrado

Employee

Subclasses e Superclasses

Se uma superclasse (subclass) existe, reestabeleça as ligações

Fábio Vieira- UFMA

Agent Agent

Agent

Agencyemployee

superclass

superclass

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Page 27: Apresentação Artigo Mestrado

Agentclient

has client

Sugestões Adicionais: Fusão de Slots

Se os nomes dos slots numa fusão de classes são similares, ele sugere uma fusão de slots

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Page 28: Apresentação Artigo Mestrado

Agent

Sugestões Adicionais: Fusão de Classes

Se o conjunto de classes referenciadas pela classe fundida é o mesmo que o conjunto de classes referenciada por outra classe, sugere-se uma fusão

Fábio Vieira- UFMA

ReservationClient

hasclients

handlesreservations

Agency employee

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Page 29: Apresentação Artigo Mestrado

Employee Agencyemployee

Agent

Sugestões Adicionais: Fusão de Classes

Se os nomes das superclasses (subclasses) são similares a classe fundida, sugere-se a fusão das classes

Fábio Vieira- UFMA

superclasssuperclass

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Page 30: Apresentação Artigo Mestrado

Resumo• Realizar a operação atual• Para os conceitos (classes, slots, e

instâncias) diretamente ligado à operações de argumentos– Realizar uma análise global para

novas sugestões– Realizar uma análise global para

novos conflitos

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Page 31: Apresentação Artigo Mestrado

Roteiro

• Conceitos e motivação• Algoritmo de fusão de ontologia PROMPT

– Algoritmo incremental (PROMPT)– Algoritmo estatístico (Anchor-PROMPT)

• As ferramentas• Avaliação• Trabalhos futuros

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Page 32: Apresentação Artigo Mestrado

Protégé-2000

• Um ambiente para– Desenvolvimento de Ontolgoia– Aquisição de Conhecimento

• Interface de manipulação• Extensibilidade

– Capacidade de conectar novos componentes

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Page 33: Apresentação Artigo Mestrado

Ontologias no Protégé-2000

33Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 34: Apresentação Artigo Mestrado

Ferramenta PROMPT baseado no Protégé

• Protégé-2000– Tem um modelo de conhecimento

compatível com OKBC– Permite a construção de extensões

através de um mecanismo de plugin•Pode funcionar como um servidor de base de conhecimento para os plugins

34Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 35: Apresentação Artigo Mestrado

The PROMPT tool

35Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 36: Apresentação Artigo Mestrado

Características da ferramenta PROMPT

• Definição de uma ontologia preferida• Mantém o foco do usuário• Fornece feedback para o usuário• Preserva as relações originais

– Relações superclasse-subclasse– Adição de slot– Valores facetas

• Ligação direta para manipular o editor da ontologia

• Operações de Logging

36Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 37: Apresentação Artigo Mestrado

Roteiro

• Conceitos e motivação• Algoritmo de fusão de ontologia PROMPT

– Algoritmo incremental (PROMPT)– Algoritmo estatístico (Anchor-PROMPT)

• As ferramentas• Avaliação• Trabalhos futuros

37Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 38: Apresentação Artigo Mestrado

Avaliação

• Sistemas baseado em conhecimento são raramente avaliados

• Podemos usar as abordagens de engenharia de software para avaliar empiricamente as ferramentas

• Precisamos desenvolver medições adicionais para base de conhecimento

38Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 39: Apresentação Artigo Mestrado

Fonte de ontologia para os experimentos

• Duas ontologias de resolução de problemas– Ontologia para linguagem unificada

para o desenvolvimento de métodos de resolução de problemas (UPML)

– Ontologia para linguagem de descrição de métodos (MDL)

39Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 40: Apresentação Artigo Mestrado

Experimento 1: Avaliar a qualidade das sugestões do

PROMPT’s• Métricas

– Precisão– Recall

• Método– Registro

automático– Relatório de

dados automático

Fábio Vieira- UFMA

40

Sugestões que a

ferramenta produziu

Operações que o

usuário realiza

Sugestão que o usuário

seguiu

12 de abril de 2023

Page 41: Apresentação Artigo Mestrado

Resultados: a qualidade das sugestões do PROMPT’s

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Fábio Vieira- UFMA

Sugestões que os usuários seguiram

Estratégias de resolução de conflitos que os usuários seguiram

Base de conhecimento gerada automaticamente

90% 75%

74%

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Page 42: Apresentação Artigo Mestrado

Trabalhos futuros

• Ampliar o conjunto de heurísticas que o PROMPT usa para guiar os especialistas

• Estender as técnicas para o alinhamento das ontologias

• Desenvolver protocolos e métricas para uma avaliação mais detalhada das ferramentas

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Fábio Vieira- UFMA12 de abril de 2023

Page 43: Apresentação Artigo Mestrado

http://protege.stanford.edu

http://www.isi.edu/info-agents/courses/iiweb/kushmerick-ijcai97.pdf

http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=prompt

%20algorithm&source=web&cd=1&ved=0CB0QFjAA&url=http%3A%2F%2Finfolab.stanford.edu

%2Finfoseminar.Archive%2FSpringY2001%2Fspeakers%2Fnfridmannoy%2Fslides.ppt&ei=UAy4TsW2MpPUgQfdgsSRBA&usg=AFQjCNG1PEtMGlr4ppxXBcFlDC11F04gHw

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Referências