Análise do problema

2. Análise do problema • Observações • Necessidade de automatizar o processo de interoperabilidade • Diferentes comunidades de informação • Diferentes conceptualizações de domínios parcialmente sobrepostos • Interoperabilidade baseada em dados ou informação Problema É pouca e pobre a interoperabilidade automática entre diferentes comunidades de informação

3. Objectivos Investigação dum processo semi-automático de mapeamento de ontologias que facilite a interoperabilidade baseada em conhecimento entre entidades heterogéneas. Desenvolvimento de ferramentas que permitam avaliar a viabilidade e utilidade das ideias resultantes da investigação realizada, nomeadamente no contexto da Web Semântica.

4. Requisitos identificados • Áreas analisadas • Sistemas de informação • Web semântica • Organizações virtuais e Negócios electrónicos • Gestão do conhecimento • Requisitos • Identificação, especificação e representação de relações entre conceptualizações • Transformação da informação das comunidades de acordo com as relações anteriores • Negociação das relações anteriores entre comunidades de informação • Manutenção das relações anteriores • Integração (mas minimização da participação do) ser humano no processo • Adopção de tecnologia do âmbito da web semântica

5. Ontologia • “ontologia é uma especificação explícita duma conceptualização ” (Gruber, 1993) • “ontologia é uma especificação explícita e formal duma conceptualização partilhada” (Studer et al., 1998) • Ontologia vs. Esquema de base de dados • Ontologia descreve um domínio de conhecimento segundo uma perspectiva

6. Modelo de Ontologia

7. Modelo de Base de Conhecimento

8. Um processo em duas fases: A nível Intencional Especificação de relações semânticas entre Entidades da ontologia de origem (i.e. conceitos, relações, atributos), e Entidades da ontologia de destino A nível Extensional Executar as relações semânticas especificadas, Transformando instâncias da ontologia de origem em Instâncias da ontologia de destino Mapeamento de Ontologias

9. Ou seja…

10. MAFRA – MApping FRAmework Conhecim. & Restrições do Domínio Conhecim. & RestriçõesdoDomínio Evolução Negociação Interface gráfica Interface gráfica Pós-processamento Execução Execução Especificação Especificação Medição de Semelhanças Medição de Semelhanças „Lift“ & Normalização

11. Conceptualização • Tipos de heterogeneidade • Sintáctica • Modelo • Semântica • Dimensões identificadas das relações semânticas: • Tipos de entidades • Transformação • Cardinalidade • Restrições • Estrutura

12. Representação – Semantic Bridging Ontology (SBO)

13. Representação - Semantic Bridging Ontology (SBO) • SBO é uma ontologia acerca do processo de mapeamento entre ontologias • SBO é uma meta-ontologia • Instanciação de SBO é um mapeamento entre ontologias • Trata-se de: • Taxonomia de relações semânticas (pontes semânticas) • Relações entre pontes semânticas • Caracterização semântica das pontes semânticas e das suas relações • Mecanismos de transformação • Mecanismos de controlo do fluxo de transformação • Mecanismos de manipulação das entidades das ontologias • Caracterização semântica das relações entre pontes semânticas e entidades • Implementada completamente em código Java • Implementada parcialmente em RDFS e DAML+OIL

14. Execução • Processo em duas fases • Vantagens: • Inexistência de ordem de execução entre pontes semânticas • Especificação e compreensão simples do mapeamento • Execução determinística

15. Execução – Transformation Information Table (TI2)

16. Execução – Especificação extensional

17. Serviços Multi-dimensionais • Observações • Capacidade de transformação virtualmente incompleta • Papel central dos serviços de transformação • Especificação • Negociação • Evolução • Proposta • Serviços competentes em diversas fases do processo (multi-dimensionais) • Serviços independentes das fases do processo de mapeamento • Serviços auto-caracterizados • Serviços automaticamente interligáveis com o resto do sistema

18. Arquitectura de sistema

19. Matching Clustering Semantic Bridging matchers serviços serviços SBO MOMIS like CopyInstance CopyInstance Resnik like Split Split Type matcher CopyAttribute CopyAttribute Hyponymic CopyRelation CopyRelation Matcher Y Currency Converter Currency Converter Processo automático de especificação

20. Implementação – MAFRA Toolkit

21. Aplicações • Projectos nacionais • Projectos internacionais

22. Experiências • Harmonise

23. Comparação • MAFRA Toolkit vs. OntoMerge

24. Conclusões (1) • MAFRA – MApping FRAmework • Sistematiza e organiza as fases do processo de mapeamento de ontologias • Propõe e representa um processo de mapeamento • Processo iterativo e interactivo • Funciona como uma ferramenta de classificação e caracterização e trabalhos relacionados • Semantic Bridging Ontology (SBO) • Conceptualização do problema de especificação de relações semânticas • Conceptualização simples e compacta • Completamente formalizada • Método declarativo da representação das relações semânticas • Possibilidade de múltiplas notações e sintaxes

25. Conclusões (2) • Processo de execução • Processo genérico baseado em cinco fases: interrogação-filtragem-transformação-filtragem-instanciação • Processo funcional suportado por serviços externos • Restrições de execução sobre ambas as bases de conhecimento • Formalização completa baseada em álgebra relacional • Especificação extensional • Arquitectura baseada em serviços multi-dimensionais • Serviço é promovido a Serviço Multi-dimensional • Serviços independentes das fases do processo de mapeamento • Serviços auto-descritivos e auto-caracterizáveis • Serviços dinamicamente interligáveis

26. Conclusões (3) • Processo automático de especificação de pontes semânticas • Caso de teste da arquitectura baseada em serviços multi-dimensionais • Serviços parameterizáveis • Matches são entidades genéricas e independentes do sistema • Adopta, segue e explora a caracterização semântica proposta na SBO • Gera um mapeamento válido • MAFRA Toolkit • Aplicações e Experiências • Diversas áreas de aplicação • Diversos projectos internacionais

27. Trabalho futuro • Combinação de serviços • Abstração da representação da especificação extensional • Processo automático de especificação • Melhoria da interface gráfica • Evolução • Negociação • Integração em sistemas de terceiros • Re-engenharia do MAFRA Toolkit • Standardização • Experiências

28. Publicações mais relevantes • “Multi-Dimensional Service-Oriented Ontology Mapping”; Nuno Silva e João Rocha; International Journal of Web Engineering and Technology; Inderscience Publishers; aceite para publicação. • “Proposal for the combination of ontology assemble and ontology mapping processes”; Nuno Silva, Jorge Santos e João Rocha; ICKEDS’2004; Porto, Portugal; Julho de 2004. • Semantic Web Complex Ontology Mapping; Nuno Silva e João Rocha; Web Intelligence and Agent Systems Journal; 1(3-4) 235-248; IOS Press; 2003. • “Ontology Mapping for Interoperability in Semantic Web”; Nuno Silva e João Rocha; ICWI'2003; Algarve, Portugal; Novembro de 2003. • “Service-Oriented Ontology Mapping System”; Nuno Silva e João Rocha; ISWC’2003 Workshop on Semantic Integration; Sanibel Island (FL), EUA; Outubro de 2003. • “E-Business Interoperability through Ontology Semantic Mapping”; Nuno Silva, João Rocha e José Cardoso; PRO-VE’2003; Lugano, Suiça; Outubro de 2003. • “Semantic Web Complex Ontology Mapping”; Nuno Silva e João Rocha; IEEE Web Intelligence 2003 conference; Halifax, Canada; Outubro de 2003. • “MAFRA – An Ontology MApping FRAmework for the Semantic Web”; Nuno Silva e João Rocha; 6th BIS; Colorado Springs (CO), EUA; Maio de 2003. • “MAFRA - A Mapping Framework for Distributed Ontologies”; A. Maedche, B. Motik, N. Silva, R. Volz; 13th EKAW, Madrid, Espanha, Setembro de 2002. • “MAFRA - A Mapping Framework for Distributed Ontologies in the Semantic Web”; A. Maedche, B. Motik, N. Silva, R. Volz; ECAI WS on Knowledge Transformation; Lyon, França, Julho de 2002. • “Merging Ontologies using a Bottom-up Lexical and Structural Approach”; Nuno Silva e João Rocha; 7th ISKO; Granada, Espanha; Julho de 2002.