ontologia e taxonomia

XXIV Congresso Brasileiro de Biblioteconomia, Documentação e Ciência da Informação

Sistemas de Informação, Multiculturalidade e Inclusão Social Maceió, Alagoas, 07 a 10 de Agosto de 2011

Temática 1: Informação, Conteúdos e Conhecimento na Sociedade da Informação

Ontologias e Taxonomias

convergências e divergências

Luciane Paula Vital [email protected]

Universidade Federal de Pernambuco

RESUMO O presente artigo trata de dois processos de representação do conhecimento, taxonomia e ontologia. Tem como objetivo realizar uma distinção entre os dois processos, já que, muitas vezes, são utilizados de forma equivocada, demonstrando a falta de clareza conceitual. Caracteriza-se como uma pesquisa exploratória e utiliza o método sintético-analítico, baseado na teoria do conceito. Na análise dos conceitos foi possível verificar que as taxonomias classificam e ordenam, enquanto as ontologias descrevem e representam. As taxonomias trabalham no sentido de organizar a informação, já as ontologias buscam estabelecer relações semânticas entre conceitos, em forma de redes conceituais. Os dois processos de representação do conhecimento são complementares e aperfeiçoam o processo de representação e recuperação da informação.

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PALAVRAS-CHAVE: Ontologia. Representação do Conhecimento. Representação da Informação. Taxonomia.

1 Introdução

Os processos de representação da informação e do conhecimento são considerados

fundamentais como meio de fornecer acesso aos recursos de informação, em todos os

suportes. Proporcionam a criação de uma estrutura conceitual e a descrição de objetos

informacionais para a recuperação. O desenvolvimento de modelos e metodologias de

representação da informação e do conhecimento implica em maior qualidade na recuperação

da informação.

Partindo da análise realizada por Café e Brascher (2008) no sentido de esclarecer e evidenciar

as diferenças nas conceituações referentes à representação da informação e do conhecimento,

abordaremos as definições desses processos. Para as autoras,



A organização da informação é, portanto, um processo que envolve a descrição física e de conteúdo dos objetos informacionais. O produto desse processo descritivo é a representação da informação, entendida como um conjunto de elementos descritivos que representam os atributos de um objeto informacional específico.

E complementam dizendo que, no contexto da organização e representação da informação o

objeto é o registro da informação, estando portanto, no mundo fisico. Já a organização do

conhecimento, segundo Café e Brascher (2008) se aplica a unidades do pensamento

(conceitos) e “[...] visa a construção de modelos de mundo que se constituem em abstrações

da realidade” e apresenta como produto desse processo a representação do conhecimento que

“[...]é fruto de um processo de análise de domínio e procura refletir uma visão consensual

sobre a realidade que se pretende representar.” Sendo assim, a representação do conhecimento

consiste, aplicada a domínios específicos, na determinação dos conceitos que o compõem e os

relacionamentos semânticos existentes entre eles, visando a representação da informação, isto

é, representar objetos informacionais individuais. Segundo Woods (1975 apud WELTY,

1996), modelos de representação do conhecimento seriam aplicados na representação

inequívoca de alguma interpretação de uma sentença (lógica), com um método para ‘tradução’

da linguagem natural para a de representação. Os modelos de representação do conhecimento

fornecem subsídios ao processo de organização da informação, permitindo consistência,

principalmente no processo de análise de assunto.

Nesse sentido, as ontologias e taxonomias são modelos de representação do conhecimento

com escopo conceitual próprio, que se relacionam em uma linha muito tênue, sendo por vezes

confundidos e abordados de forma equivocada na literatura. Este trabalho faz parte dos

estudos desenvolvidos pela linha de pesquisa Organização do Conhecimento e as Tecnologias

de Informação, no Departamento de Ciência da Informação da Universidade Federal de

Pernambuco, e está em desenvolvimento, sendo aqui apresentados resultados preliminares. O

trabalho objetiva analisar os conceitos dos dois modelos de representação do conhecimento,

ontologia e taxonomia, no intuito de evidenciar suas diferenças e semelhanças. Para isso,

apóia-se na metodologia desenvolvida por Moreira (2003), baseada na Teoria do conceito

desenvolvido por Dahlberg (1978) para analisar as definições extraídas da literatura.



2 Ontologia e Taxonomia: Breve Contextualização

A palavra ontologia deriva do grego onto (ser) + logia (estudo). Ciência que estuda o ser,

como tal. As primeiras definições de ontologia surgiram na Filosofia, com forma generalista

no século XVII, e estavam ligadas à metafísica, designando ‘aquilo que existe’.

Na organização e representação do conhecimento, conceito da Ciência da Informação, o

sentido é diferente. A partir de uma determinada área de domínio, a ontologia se propõe a

classificar as coisas em categorias, na perspectiva do sujeito e da linguagem do domínio.

Partindo da definição de Gruber (1996, p.1) onde “Uma ontologia é uma especificação

explícita de uma conceitualização”, Guarino e Giaretta (1995 apud ALMEIDA e BAX, 2003)

explicam que,

[...] um ponto inicial nesse esforço de tornar claro o termo será uma análise da interpretação adotada por Gruber. O principal problema com tal interpretação é que ela é baseada na noção conceitualização, a qual não corresponde à nossa intuição. [...] Uma conceitualização é um grupo de relações extensionais descrevendo um ‘estado das coisas’ particular, enquanto a noção que temos em mente é uma relação intensional, nomeando algo como uma rede conceitual a qual se superpõe a vários possíveis ‘estados das coisas’.

Sob o aspecto intensional, Guarino (1998 apud ALMEIDA e BAX, 2003) afirma que “[....]

ontologia se refere a um artefato constituído por um vocabulário usado para descrever uma

certa realidade, mais um conjunto de fatos explícitos e aceitos que dizem respeito ao sentido

pretendido para as palavras do vocabulário.” Ou seja, uma ontologia é construída com base

nas relações intensionais, usadas involuntariamente pelo ser humano, formando assim redes

relacionais. Segundo Neches (1991 apud FEITOSA, 2005), “Uma ontologia define os termos

básicos e as relações, compreendendo o vocabulário de uma área de tópico, bem como as

regras para a combinação de termos e as relações para definir as extensões do vocabulário”.

Na área da Ciência da Computação apresenta a seguinte definição: “Uma ontologia é uma

especificação formal e explícita de uma conceitualização compartilhada” (BORST, 1997).

Nessa definição Almeida e Bax (2003) afirmam que, “formal” significa que a ontologia deve

ser legível por computadores; “especificação explícita” diz respeito ao tipo de conceitos

utilizados e suas restricoes, que devem estar explicitamente definidos; “compartilhado” quer

dizer conhecimento consensual, aceito por um grupo; e “conceitualização” diz respeito a um

modelo abstrato de algum fenômeno do mundo real e a identificacao de seus conceitos.



As ontologias são inerentes aos estudos de web semântica, pois buscam atribuir significado

aos termos através de suas relações, objetivando o processamento automatizado da

informação. Gruber (1996); Noy e Guinness (2001) citam como componentes básicos de uma

ontologia:

- classes (organizadas em uma taxonomia);

- relações (representam o tipo de interação entre os conceitos de um domínio);

- axiomas (usados para modelar sentenças sempre verdadeiras)

- instâncias (utilizadas para representar elementos específicos, ou seja, os próprios

dados).

As ontologias organizam o conhecimento na forma de uma teia de relações, assim como a

mente humana, em uma relação intensional. Essa forma de organização, corrobora a

afirmação de Almeida e Bax (2003, p.17) de que as ontologias “[...] permitem formas de

representação baseadas em lógica, o que possibilita o uso de mecanismos de inferência para

criar novo conhecimento a partir do existente”.

E assim, constitui-se em alvo de estudos da Web semântica, onde se discute formas de

otimizar o processo de recuperação da informação construindo categorias em linguagens que

tenham sentido para o computador, dotando-a de significado (RAMALHO, VIDOTTI,

FUJITA, 2005); nesse contexto as ontologias são definidas, de acordo com o W3C, como

sistemas que criam uma taxonomia de classe, subclasse e relações entre elas. Pelo fato das

taxonomias serem citadas no processo de desenvolvimento de uma ontologia, surge um

problema, conforme afirmação de Gruber (1992), de que as ontologias são, frequentemente,

equiparadas com estruturas taxonômicas de classes.

A palavra taxonomia vem do grego taxis=ordem e onoma=nombre e derivou-se de um dos

ramos da Biologia que trata da classificação lógica e científica dos seres vivos, fruto do

trabalho do médico e botânico sueco Carolus Linnaeus (ou Karl von Linné). Porém, apesar

das taxonomias serem derivadas da Biologia, nos ambientes digitais seu aparecimento e uso,

segundo autores como Edols (2001), Adams (2000) e Plosker (2005) está relacionado com as

formas automatizadas de organização da informação, tornando-se alvo de estudos da Ciência

da Informação e áreas correlatas.

Para Martinez; et al. (2004, p.106) “A taxonomia, em um sentido amplo, é a criação da

estrutura (ordem) e dos rótulos (nomes) que ajudam a localizar a informação relevante. Em



um sentido mais específico, é o ordenamento e rotulação de metadados, que permite organizar

sistematicamente a informação primária”. É interessante notar que a estrutura mais citada na

literatura para a taxonomia é a hierárquica, sendo uma forma de caracterizá-la, a divisão em

classes e subclasses, utilizada na construção de ontologias. A taxonomia organiza a

informação da mais genérica a mais específica, utilizando-se, principalmente, da relação

hierárquica ou relação de gênero-espécie entre os termos. Esse tipo de relação é definida por

Dahlberg (1978, p.104) como sendo aquela que aparece “[...]entre dois conceitos que têm

idênticas características, sendo, porém, que uma em relação a outra apresenta uma

característica adicional, de modo que surge entre eles uma hierarquia”. Porém, Campos e

Gomes (2008) apontam a existência de diversidade nas relações taxonômicas “Ao contrário

do princípio dicotômico adotado na concepção de taxonomia original, pode-se, atualmente,

construir taxonomias policotômicas, ou seja, onde um elemento é associado a tantas classes, e

subclasses quantas necessárias, dentro de um domínio especializado ou tarefa.” Essa

característica também foi evidenciada em um trabalho desenvolvido por nós, onde a relação

hierárquica, no desenvolvimento de taxonomias em organizações, nem sempre é desejável.

(VITAL, 2010).

Na construção de taxonomias, alguns critérios devem ser observados:

- Comunicabilidade: termos utilizados devem transparecer os conceitos carregados de acordo com a linguagem utilizada pelos usuários do sistema. Ex. Cloreto de sódio (utilizado para especialistas) e sal (utilizado para leigos). - Utilidade: apresentar somente os termos necessários. Ex. Frutas, sem especificar cada uma como maça, pêra. - Estimulação: uso de termos que induzem o usuário a continuar a navegação pelo sistema. - Compatibilidade: contem somente estruturas de campo que se está ordenando e que façam parte das atividades ou funções da organização. (TERRA et al., 2005, p.3)

Podemos perceber que os critérios de construção enfatizam o uso e a significação da

taxonomia para domínios específicos, assim como as ontologias. A formação de taxonomias

se beneficia da marcação dos documentos. A marcação é um passo importante, não só para

garantir que mecanismos de busca encontrarão os documentos mais facilmente e os

organizarão em classes, como também para a disseminação dos documentos com base em



regras de personalização. O conceito de metadados, ou dados que descrevem dados, base das

linguagens de marcação como HTML e XML, é central para a evolução da Internet.

Os metadados provêm os contextos de significados necessários à informação e tornam os

documentos mais facilmente localizáveis por mecanismos de busca, auxiliando-os a resolver

diversas ambigüidades das línguas naturais que trazem ruídos ao processo de busca. A W3C1

define metadado como sendo “informações localizadas na Web, inteligíveis por um

computador”. Segundo Terra et al. (2005, p.4), facilitam “[...] a localização dos documentos

pelos mecanismos de busca independentemente de alguma informação prévia da localização

física”. Até mesmo porque, quando tratamos de ambientes Web, a definição de localização

física não cabe, o local onde o documento está armazenado não interfere na sua localização. O

que, de fato, precisa estar bem estruturado são as linguagens de marcação, os ‘caminhos’ que

conduzem até a informação, como por exemplo, autoria, assunto, área do conhecimento, entre

outros. E é através dos metadados, da descrição da informação que as taxonomias são

estruturadas, criando as classificações e a ordenação.

A taxonomia, como qualquer outra forma de representação do conhecimento, precisa

acompanhar a natureza dinâmica e as variações lingüísticas que ocorrem no fluxo de

informações do ambiente em que foi desenvolvida, e, conseqüentemente, estar em constante

avaliação.

3 Análise das Definições pelo Processo Analítico-Sintético

A pesquisa se caracteriza, quanto aos objetivos, como exploratória, pois busca proporcionar

maior familiaridade com o problema, tentando torná-lo mais explícito ou objetivando

constituir hipóteses (GIL, 2002). E, segundo os procedimentos metodológicos, é documental.

A análise será realizada em artigos científicos que apresentem o conceito de taxonomia e

ontologia. Os documentos sobre ontologia foram recuperados, com a palavra-chave

ontologies, na Base de dados CiteSeer, que apresenta os artigos em ordem de citação, sendo

escolhidos para análise os dez mais citados. Já os documentos sobre taxonomia foram

recuperados na base de dados ISI – Web of Knowledge, com a palavra-chave taxonomies e na

área do conhecimento ‘Ciência da Informação’, também sendo escolhidos os 10 mais citados.

Porém, 80% dos artigos recuperados sobre taxonomia não apresentaram definições 1 World Wide Web Consortium. Disponivel em:< http://www.w3.org>.



provenientes de seus autores, sendo assim, a busca também foi realizada na base CiteSeer, e

também foram recuperados os 10 documentos mais citados. O material de análise foi

composto por 22 trabalhos, que passaram por uma pré-análise em uma abordagem

onomasiológica, ou seja, foram selecionados os artigos que apresentavam os elementos

significativos constitutivos do conceito, formulado pelo autor do trabalho. Sendo assim, o

corpus final foi de 6 conceitos acerca da taxonomia e 8 de ontologia, totalizando 15 conceitos.

Para a análise dos conceitos, buscando evidenciar as semelhanças e diferenças entre eles,

foram usadas as categorias desenvolvidas por Moreira (2003), que foram aplicadas na

comparação entre ontologia e tesauro, por julgarmos que as mesmas são condizentes aos

objetivos dessa pesquisa, a autora baseou-se na Teoria do conceito de Ingetraut Dahlberg.

Dahlberg (1978) define o conceito como sendo “a compilação de enunciados verdadeiros

sobre determinado objeto, fixada por um símbolo linguístico”, parte da análise (características

do conceito categorizadas) para a síntese (representação por um termo). Sendo assim, para a

análise do conceito é necessário extrair os enunciados verdadeiros sobre ele, suas

características e, a partir delas, elaborar categorias gerais. Como dito anteriormente, as

categorias utilizadas nesse trabalho foram desenvolvidas por Moreira (2003, p.72) e abrangem

a análise conceitual proposta:

- Objeto: agrupa os termos relacionados a objetos concretos mencionados nas definições; - Espaço de conhecimento: reune os termos relacionados com a delimitação do espaço de conhecimento; - Conteúdo semântico: agrupa os termos associados a elementos de significado; - Linguagem: reúne os termos relacionados com o tipo de linguagem; - Processos: agrupa os termos relacionados com os processos mencionados nas definições; - Atributo: reúne os termos associados a propriedades dos objetos que estão sendo definidos; - Sistematização: agrupa os termos relacionados com a organização e estruturação; - Agentes: agrupa termos relacionados a agentes.

Os conceitos foram analisados e extraídas de cada um suas características, destacando os

termos significativos. Os termos foram classificados de acordo com as categorias instituídas

por Moreira (2003) e assinalado em qual dos processos é citado. A tabela abaixo apresenta o



resultado da análise realizada nos conceitos de ontologia e taxonomia dentro de cada

categoria.

Tabela 1: Categorias e termos correspondentes

CATEGORIAS ONTOLOGIAS TAXONOMIA

OBJETO Documento X Informação X Base de conhecimento X Palavra X Entidade X Metadado X ESPAÇO DE CONHECIMENTO Assunto X Domínio X Discurso X CONTEÚDO SEMÂNTICO Conceito X X Conceituação X Conhecimento X Semântica X LINGUAGEM Termo X X Vocabulário controlado X X Vocabulário X X Vocabulário estruturado X PROCESSOS Classificação X Ordenação X Especificação X Representação X Descrição X ATRIBUTO Hierárquicas/Hierarquia X X Inferência X Associativas X Formal X Explícita X Restringe X Compartilhado X Especifica X SISTEMATIZAÇÃO Estrutura X X Relações X X Esquemas X Sistema X AGENTES Usuários X Agentes humanos X Agentes inteligentes X



A partir da análise das categorias apresentadas na Tabela 1 é possível realizar algumas

inferências:

- Objeto: Não há convergência entre os objetos mencionados nas definições das duas áreas;

- Espaço do conhecimento: Nenhum dos termos aparece concomitantemente nas duas áreas.

- Conteúdo Semântico: O termo conceito é utilizado nos dois contextos.

- Linguagem: Na categoria linguagem há compatibilidade entre três dos quatro termos,

levando em consideração que o termo que aparece somente nas ontologias, vocabulário

estruturado, é um termo próximo de vocabulário controlado e de vocabulário.

- Processos: Não há convergência entre os processos utilizados nas duas áreas;

- Atributo: Somente o termo Hierárquica/Hierarquia ocorre nas duas áreas.

- Sistematização: Os termos Estrutura e Relações ocorrem nas duas áreas;

- Agentes: Não há convergência entre os agentes das duas áreas.

A partir da classificação dos termos nas categorias previamente definidas, foi possível

verificar que as ontologias e as taxonomias possuem, das 8 (oito) categorias, 4 (quatro) que

convergem, sendo que em 2 (duas) categorias (Atributo e Conteúdo Semântico) apenas 1 (um)

termo aparece concomitantemente nas duas áreas. Esse fato sinaliza para uma distinção e até

certo ponto, um distanciamento no conceito de ontologia e taxonomia. Na categoria

‘Conteúdo Semântico’ o termo conceito é compartilhado, justificado pelo fato de que as

ontologias e taxonomias trabalham com termos (representações conceitos – signo) e suas

relações, evidenciado também, na categoria ‘Sistematização’, o uso do termo ‘Relações’ nos

dois contextos, propondo-se a serem mapas dos domínios que pretendem representar. Na

categoria Atributo, as duas áreas apresentam a Hierarquia como uma das formas de

organização dos termos, não excluindo outros relacionamentos semânticos. A categoria

‘Linguagem’ foi a que apresentou o maior número de ocorrências concomitantes: termos,

vocabulário e vocabulário controlado, evidenciando que é possível um intercâmbio entre as

duas áreas, já que utilizam linguagens semelhantes. Fato que já ocorre no processo de

construção das ontologias, que apresenta classes e subclasses baseadas nas relações

taxonômicas; o que pode ser uma das causas da falta de clareza na distinção entre estes

termos. Também sinaliza a preocupação na construção e compartilhamento de uma linguagem

em um domínio específico. Os termos Formal, Explícita, Sistema e Agentes Inteligentes,

evidenciam o uso das ontologias em contextos automatizados, assim como o termo



Semântica, objeto de estudo da Web Semântica. Na análise dos processos percebemos

claramente que as taxonomias classificam e ordenam, enquanto as ontologias descrevem e

representam. Enquanto as taxonomias buscam o desenvolvimento de categorias para facilitar

a inserção e recuperação da informação, as ontologias vão além, objetivando o

desenvolvimento de um ‘consenso lingüístico’ em áreas específicas.

3 Considerações Finais

A busca pelo desenvolvimento e aprimoramento de ferramentas e metodologias que

proporcionem uma recuperação eficaz ganha lugar de destaque no gerenciamento de

informações. Nesse sentido, a clareza conceitual é importante para que os processos sejam

desenvolvidos levando em consideração os objetivos a que se propõem.

A pesquisa pretende aprofundar alguns pontos da análise dos conceitos, mas já foi possível

inferir que ontologias e taxonomias, apesar de apresentarem convergências, são processos de

representação do conhecimento com objetivos diferentes. As taxonomias são eficientes no

processo de desenvolvimento das ontologias, instituindo classes e subclasses, com

relacionamentos hierárquicos e até mesmo associativos, corroborando no sentido de instituir

um mapa semântico de uma determinada área. Porém, não centra seu objetivo na busca de um

consenso lingüístico em áreas do conhecimento, ela pretende fazer sentido aos usuários do

ambiente no qual foi desenvolvida, e para isso, utiliza-se de grande flexibilidade em seu

desenvolvimento. Já as ontologias preocupam-se com a adequação da linguagem e seu

significado em áreas do conhecimento específicas, buscando representá-las.

Referências

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