Arandu, um Chatbot para construção de ontologias guiado por uma ontologia de topo

Abstract

Com a grande quantidade de informações atualmente disponíveis na Web, representar conhecimento de maneira semântica e formal torna-se uma tarefa essencial para a comunicação entre sistemas. Ontologias fornecem uma maneira reutilizável de construírem bases de conhecimento. Ontologias permitem a construção de axiomas lógicos que são capazes de raciocinar e inferir novos fatos. No entanto, a construção de ontologias ainda é uma tarefa desafiadora, devido à necessidade de especialistas de domínio aprenderem uma linguagem formal, bem como reutilizar definições de ontologias de uso geral, conhecidas como ontologias de topo. O reuso de ontologias, principalmente as de topo, garante o uso de termos que são consenso entre a comunidade do domínio representado, além de dar maior qualidade e robustez a ontologia que está sendo criada. Porém, somente adicionar termos de outra ontologia não necessariamente garantirá coerência no modelo que foi expandido, fazer isso sem a validação de um especialista pode acarretar a inclusão de termos que não fazem sentido para o domínio representado. Este trabalho propõe uma metodologia para construção de ontologias por meio de um Chatbot, chamado de Arandu. Diferente de outras metodologias, Arandu guia o usuário no processo de construção de uma ontologia, sugere classes advindas de uma ontologia de topo, sugere quantificadores lógicos, raciocina novos fatos e informa inconsistências lógicas. Através de técnicas de Processamento de Linguagem Natural (PLN), Arandu converte sentenças informadas pelo usuário em linguagem natural para axiomas lógicos formalizados em linguagem OWL. Arandu permite que o especialista de domínio valide quais classes devem ser reutilizadas, eliminando ambiguidades ou incoerência de classes sugeridas. Reutilizar conhecimento de uma ontologia de topo não é uma tarefa trivial e não compõe técnicas de construção automática de ontologias a partir de textos, essa característica traz originalidade e se destaca como principal avanço científico desta tese. Os resultados obtidos com testes realizados com usuários, apontam que Arandu contribui para que especialistas de domínio, com pouco conhecimento técnico sobre ontologias, construa uma ontologia utilizando linguagem natural e reutilize conhecimento de uma ontologia de topo. Por meio do paradigma de pesquisa Design Science Research (DSR), validamos o artefato tecnológico desenvolvido e concluímos que Arandu converte sentenças informadas pelo usuário em linguagem natural para axiomas lógicos e sugere definições provenientes de uma ontologia de nível superior, o que permite a criação de ontologias em linguagem OWL por meio de diálogos, expandindo o modelo esperado.