With the need to handle large amounts of data on the web, and treat this data as significant knowledge, the Web of Data has migrated to a new paradigm, the Semantic Web. Ontologies composes the core of the semantic web, and to develop it is necessary to use tools called ontologies editors. This article presents a comparative analysis of these tools, focused on providing functionality based on OWL constructors, inserting in this study the web-collaborative editor of ontologies: Tainacan Ontology. Resumo. Com a necessidade de lidar com grandes quantidades de dados na web, e tratar estes dados como conhecimento expressivo, a Web de Dados tem migrado para um novo paradigma, a Web Semaˆntica. As ontologias formam o nu´cleo da semaˆntica na web, e para desenvolve-las e´ necessa´ria a utilizac¸ a˜o de ferramentas denominadas editores de ontologias. Este artigo apresenta uma ana´lise comparativa dessas ferramentas, como foco na disponibilizac¸ a˜o de funcionalidades baseadas nos construtores OWL, inserindo neste estudo o editor de ontologias web-colaborativo: Tainacan Ontology.
A Web Ontology Language1 (OWL) e´ uma linguagem projetada para representar
o conhecimento e a semaˆntica sobre coisas, grupos de coisas e as relac¸o˜es entre elas,
sendo o padra˜o da Web Semaˆntica para o desenvolvimento de ontologias, recomendado
pela W3C. Baseada em lo´gica computacional, o conhecimento OWL pode ser explorado
por software, por exemplo, para verificar a consisteˆncia do conhecimento representado ou
para raciocinar novos conhecimentos impl´ıcitos [Welty and
A linguagem OWL proveˆ um conjunto de classes, propriedades, indiv´ıduos e
axiomas que sa˜o a base para a construc¸a˜o de ontologias que, por sua vez, sa˜o o modelo
para disponibilizac¸ a˜o de informac¸o˜es na Web Semaˆntica [
Este trabalho apresenta brevemente o Tainacan Ontology, um editor de ontologia criado pelo grupo de pesquisa do L3P/MediaLab2 da Universidade Federal de Goia´s (UFG), cuja proposta e´ facilitar o processo de criac¸a˜o de ontologias por usua´rios que na˜o possuem conhecimento te´cnico aprofundado; e realiza uma ana´lise comparativa do editor apresentado com as ferramentas para edic¸a˜o de ontologias mais comumente utilizadas nesta a´rea. A ana´lise comparativa teve como foco a disponibilizac¸ a˜o de interface gra´fica para utilizac¸a˜o dos recursos e construtores da linguagem OWL, e a maneira como estes sa˜o oferecidos para o usua´rio.
O trabalho esta´ estruturado como se segue: a Sec¸ a˜o 2 realiza uma breve descric¸ a˜o dos editores de ontologias inclu´ıdos na comparac¸a˜o realizada e apresenta o Tainacan Ontology; a Sec¸a˜o 3 apresenta a ana´lise comparativa dos editores em relac¸ a˜o aos construtores OWL; e a Sec¸a˜o 4 sintetiza e conclui este trabalho.
Esta sec¸a˜o apresenta os editores de ontologia analisados neste trabalho. 2.1. Prote´ge´ O Prote´ge´ 3 e´ um editor de ontologias open-source e framework para desenvolvimento de sistemas inteligentes. E´ desenvolvido e mantido pelo Stanford Center for Biomedical Informatics Research (BMIR). A ferramenta Prote´ge´ e´ disponibilizada em duas verso˜es, sendo estas respectivamente destinadas para as plataformas desktop e web.
A versa˜o Prote´ge´ para desktop apoia a criac¸a˜o e edic¸a˜o de uma ou mais ontologias em um u´nico espac¸o de trabalho atrave´s de uma interface de usua´rio personaliza´vel. Ferramentas de visualizac¸ a˜o, integradas por meio de plug-ins, permitem a navegac¸a˜o interativa nas relac¸o˜es da ontologia. Tambe´m oferece ferramenta para verificac¸a˜o de inconsisteˆncias, fusa˜o de ontologias, consulta de dados via linguagem SPARQL e racioc´ınio utilizando ma´quinas de infereˆncias.
Ja´ a versa˜o para web, chamada de WebProte´ge´, oferece como principais caracter´ısticas que na˜o esta˜o presentes na versa˜o desktop: ferramentas colaborativas, tais como compartilhamento e permisso˜es, notas e discusso˜es, e e-mails de notificac¸a˜o; acompanhamento de reviso˜es e histo´rico de alterac¸ o˜es; interface web customiza´vel; e mu´ltiplos formatos para upload e download de ontologias.
2 O Laborato´rio de Pol´ıticas Pu´blicas Participativas (L3P) https://l3p.fic.ufg.br/ e´ parte integrante do MediaLab/UFG.
3 Prote´ge´: http://protege.stanford.edu/
Figura 1. Tela de uma classe no editor de ontologias WebProte´ ge´
A ferramenta OntoWiki e´ uma wiki de dados semaˆnticos, permitindo a criac¸a˜o e edic¸ a˜o de ontologias atrave´s de uma interface web. De maneira geral, sua abordagem e´ centrada na apresentac¸a˜o da informac¸a˜o e tem como objetivo simplificar a apresentac¸ a˜o e aquisic¸a˜o de instaˆncias de dados de/para usua´rios. Isso e´ feito atrave´s da representac¸a˜o do conhecimento como “mapas de informac¸a˜o”: cada no´ no mapa de informac¸ a˜o e´ representado de maneira intuitiva para os usua´rios.
O OntoWiki possui mecanismos para facilitar edic¸a˜o de conteu´do atrave´s de uma interface de edic¸a˜o inline, manter registros de edic¸o˜es realizadas, reversa˜o de alterac¸o˜es e mecanismos que possibilitam a colaborac¸ a˜o de va´rios usua´rios. No que se refere a` parte colaborativa, essa ferramenta objetiva facilitar a correc¸a˜o de erros ao inve´s de impedir que estes ocorram.
A Figura 2 apresenta uma tela do editor de ontologias OntoWiki 5.
O Tainacan Ontology e´ um editor de ontologias baseado na plataforma Wordpress, cujo intuito e´ oferecer uma interface simples e intuitiva para que usua´rios na˜o especialistas em ontologias e sem conhecimentos aprofundados dos padro˜es da Web Semaˆntica possam 4 WebProte´ge´: http://webprotege.stanford.edu/ 5 OntoWiki: http://aksw.org/Projects/OntoWiki.html
Figura 2. Tela de uma classe no editor de ontologias OntoWiki criar suas pro´prias ontologias. Ale´m de ser uma ferramenta disponibilizada para web, tambe´m oferece colaborac¸a˜o entre usua´rios, permitindo votac¸o˜es de termos, comenta´rios e controle de alterac¸o˜es.
Muitos especialistas de dom´ınio, que possuem os conhecimentos necessa´rios para modelar uma determinada a´rea de conhecimento, muitas vezes na˜o possuem conhecimento aprofundado em questo˜es te´cnicas como a especificac¸a˜o OWL e demais padro˜es da Web Semaˆntica. Neste intuito, o Tainacan apoia o desenvolvimento colaborativo de ontologias, preocupando-se com as questo˜es de usabilidade e oferecendo uma interface baseada em Wordpress, de fa´cil compreensa˜o e utilizac¸a˜o.
A Figura 3 apresenta uma tela do editor de ontologias Tainacan Ontology 6.
A metodologia adotada para realizac¸a˜o da ana´lise comparativa foi composta pelos seguintes passos: i) instalac¸a˜o das verso˜es desktop do editor Prote´ge´ e criac¸a˜o de contas de usua´rios nos demais editores web: WebProte´ge´, OntoWiki e Tainacan Ontology; ii) estudo e documentac¸ a˜o das funcionalidades e construtores disponibilizados por cada editor; e iii) criac¸a˜o de ontologias de teste (replicadas em cada editor) para avaliac¸a˜o da utilizac¸a˜o dos construtores OWL.
Com base nos principais construtores disponibilizados pela OWL 7, a Tabela 1 apresenta uma ana´lise comparativa dos editores de ontologia. Cada ferramenta foi analisada e avaliada recebendo uma das poss´ıveis classificac¸o˜es:
Interface Gra´fica Web: o construtor e´ oferecido por meio de interface gra´fica interativa com o usua´rio via web (a ferramenta e´ web). 6 Tainacan Ontology: http://minc.gi.fic.ufg.br/snic/ 7 A especificac¸a˜o da OWL considerada nesta avaliac¸a˜o e´ a OWL 1.
Figura 3. Tela de uma classe no editor de ontologias Tainacan Ontology Interface Gr a´fica Desktop: o constutor e´ disponibilizado atrave´s de interface gra´fica em plataforma desktop.
Linguagem Simplificada: a ferramenta utiliza algum tipo de linguagem simplificada (ex.: OWL Manchester Syntax) para que o usua´rio utilize um construtor. Linguagem OWL: o construtor deve ser inserido manualmente via texto, na linguagem OWL.
N a˜o Suporta: ainda na˜o foi implementado ou na˜o se encontra no escopo da ferramenta.
Em relac¸a˜o ao Prote´ge´, foram avaliadas duas vers o˜es distintas da plataforma desktop (3.4.8 e 5.0.0), que marcam diferentes gerac¸ o˜es consolidadas da ferramenta, e tambe´m a sua versa˜o web, o WebProte´ge´. O OntoWiki e o Tainacan, ambos disponibilizados para web, foram avaliados quanto as suas verso˜ es mais recentes.
Constatou-se, como e´ demonstrado pela Tabela 1, que as verso˜ es desktop do Prote´ge´ oferecem grande parte dos construtores OWL via interface gra´fica. Pore´m, uma vez que esta ferramenta e´ instalada localmente, na˜o ha´ opc¸ o˜es de colaboratividade na criac¸ a˜o e edic¸a˜o das ontologias. O WebProte´ge´, no entanto, oferece estas opc¸ o˜es, permitindo o trabalho colaborativo e compartilhamento das ontologias, pore´m oferece um n u´mero reduzido de construtores via interface gra´fica.
A plataforma OntoWiki, por sua vez, tambe´m web e colaborativa, oferece poucos construtores, e sua interface de utilizac¸a˜o na˜o e´ ta˜o intuitiva, sendo necessa´rio um maior conhecimento te´cnico da ferramenta. Enquanto isso, o Tainacan Ontology se preocupa em disponibilizar praticamente a totalidade dos construtores via interface gra´fica, e tambe´m ferramentas voltadas para as quest o˜es colaborativas, com opc¸ o˜es e configurac¸o˜ es de personalizac¸a˜o mais completas que os demais editores.
Este artigo apresentou uma ana´lise comparativa entre os principais editores de ontologias citados pela literatura, propondo o editor Tainacan Ontology como poss´ıvel alternativa, uma vez que fornece interface web e colaborativa para a utilizac¸a˜o do conjunto de construtores da OWL. Destaca-se a importaˆncia de oferecer uma interface intuitiva e de fa´cil usabilidade para que usua´rios especialistas de dom´ınio, pore´m com pouco ou nenhum conhecimento te´cnico, possam gerar ontologias que representem com fidelidade as informac¸o˜es necessa´rias.
Como trabalhos futuros desta pesquisa destacam-se o desenvolvimento de novas ferramentas para o editor de ontologias Tainacan Ontology, tais como: i) funcionalidade de importac¸a˜o de ontologias ja´ existentes; e ii) uma interface para a etapa de pre´-definic¸a˜o de classes e propriedades, buscando facilitar ainda mais o processo de construc¸a˜o de ontologias. Os passos seguintes sera˜o a disponibilizac¸a˜o e divulgac¸a˜o do Tainacan Ontology a` comunidade e a continuac¸a˜o da ana´lise comparativa das ferramentas, abordando demais crite´rios e requisitos ale´m da disponibilizac¸a˜o dos construtores.
Tabela 1. Comparativo das funcionalidades oferecidas por editores de ontologias 1 – Prote´ge´ 3.x 2 – Prote´ge´ 4.0+ 3 – Web Prote´ge´
Construtores RDFS rdfs:domain B B A A A rdfs:range B B A A A rdfs:subPropertyOf B B A A A rdfs:subClassOf B B A E A Construtores OWL1 owl:Class B B A A A owl:ObjectProperty B B A E A owl:DatatypeProperty B B A E A owl:equivalentProperty B B D A A owl:inverseOf B B D E A owl:FuncionalProperty B B D E A owl:InverseFuncionalProperty B B D E A owl:TransitiveProperty B B D E A owl:SymmetricProperty B B D E A owl:allValuesFrom C B D E A owl:someValuesFrom C B D E A owl:hasValue C B D E A owl:maxCardinality C B D E A owl:minCardinality C B D E A owl:cardinality C B D E A owl:intersectionOf B D D E A owl:unionOf B D D E A owl:complementOf B D D E A owl:equivalentClass B B D E A owl:disjointWith B B D A A owl:sameAs B B D E A owl:differentFrom B B D E E owl:AllDifferent B D D E E