Performances de la commande MPPT numérique 63

Nas seções anteriores do presente capítulo, discorreu-se brevemente sobre as metodologias para construção de ontologias, aspectos importantes nesse processo e critérios de avaliação do conteúdo ontológico. Nesta seção, aborda-se outro assunto de extrema importância para os resultados finais de um modelo ontológico: a representação da ontologia em uma linguagem formal. Cabe ressaltar que o propósito desta seção não é esgotar completamente o assunto e nem abordar toda a amplitude do tema, mas sim

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discorrer sobre as potencialidades e também as restrições das linguagens lógicas para a representação ontológica de um dado domínio, especificamente da lógica usada na linguagem OWL, a qual é usada na representação da teoria ontológica do sangue humano.

A Ontology Web Language (OWL) foi desenvolvida e padronizada pelo World Web Wide Consortium (W3C) como uma linguagem padrão para a representação e integração de ontologias no ambiente web. Segundo McGuinness e van Harmelen (2004), a OWL surgiu da necessidade de se criar uma linguagem formal para representação ontológica na web, a chamada Web Semântica, e extender os recursos de linguagem até então disponíveis para esta tarefa: o XML, o XML-Schema, o RDF e o RDF-Schema. Nesse sentido, a linguagem OWL adiciona mais vocabulário ou recursos para a descrição das classes e propriedades de uma ontologia, tais como: relacionamentos entre as classes, cardinalidade, tipos de propriedades, características de propriedades (por exemplo: simetria) e classes enumeradas.

McGuinness e van Harmelen (2004) destacam também que com o crescimento do uso da linguagem OWL por comunidades específicas de usuários e desenvolvedores, a OWL foi desmembrada em três versões diferentes de forma a atender os requisitos necessários de cada comunidade. Assim as três atuais sublinguagens da OWL são (MCGUINNES e VAN HARMELEN, 2004):

• OWL Lite: é a sublinguagem OWL de menor complexidade formal. Ela dá suporte aos usuários que necessitam apenas de uma hierarquia de classificação, como, por exemplo, uma taxonomia ou um tesauro, e restrições simples, como, por exemplo, restrições de cardinalidade cujos únicos valores possíves são 0 (zero) e 1 (um).

• OWL Description Login (OWL-DL): sublinguagem OWL que é equivalente à Lógica Descritiva. Ela dá suporte aos usuários que desejam expressividade lógica em suas construções, limitadas pelo poder de decidibilidade inerente à linguagem OWL. A OWL-DL inclui todas as construções da linguagem OWL, mas elas só podem ser usadas sob certas restrições, como, por exemplo, uma classe pode ser uma subclasse de duas ou mais classes, ou então, uma classe não pode ser instância de outra classe.

• OWL Full: é a sublinguagem OWL de maior complexidade formal, dedicada aos usuários que esperam o máximo de expressividade da linguagem e liberdade sintática das garantias computacionais de uma descrição RDF, na qual a OWL foi baseada. Assim, por exemplo, em OWL Full uma classe pode ser tratada

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simultaneamente como uma coleção de indivíduos (ou instâncias) e também como um indivíduo (ou instância) em si.

Dentre as versões citadas, o foco desta pesquisa é a sublinguagem OWL-DL, uma vez que tal versão da OWL é a mais usada na representação de ontologias biomédicas (SMITH et al., 2007) e, por isso, foi escolhida para representar a ontologia sobre o sangue humano. Além de tal linguagem, é importante ressaltar que, quando se fez necessário, foi também usada a lógica descritiva pura para representar parte do conteúdo da ontologia. Na prática, a OWL-DL é um subtipo da lógica descritiva e ambas são amplamente utilizadas na representação de ontologias e terminologias biomédicas.

De acordo com Schulz et al. (2009), desde o esforço pioneiro do projeto GALEN, nos anos 90, no uso em larga escala da lógica descritiva para a representação de domínios biomédicos, a maioria das ontologias e terminologias biomédicas atuais fazem uso de tal linguagem para representação do domínio. Um desses exemplos são as mais de 300.000 classes em lógica descritiva da terminologia clínica SNOMED-CT. Sobre a OWL- DL, Smith et al. (2007) afirma que seu uso como linguagem de representação das ontologias biomédicas do OBO vem aumentando consideravelmente nos últimos anos, tornando-se um padrão atual. Uma variedade de softwares editores de ontologia, tal como o Protégé, suportam o uso da OWL-DL, além de incluírem mecanismos de inferência para tal linguagem. Na presente pesquisa, utilizou-se o editor de ontologias Protégé 4.3 para a representação da teoria ontológica do sangue em OWL-DL.

Ainda sobre tais linguagens lógicas descritivas é importante destacar que uma de suas grandes vantagens em relação às outras linguagens é que as mesmas são bastante favoráveis às aplicações computacionais, porque são linguagens decidíveis, isto é, produzem algoritmos os quais retornam um resultado válido computacionalmente e, assim, podem ser interpretadas pelas máquinas. Por esse motivo, linguagens de lógica descritiva são muito usadas para a representação de quaisquer domínios, inclusive os biomédicos, sendo preferíveis em relação às linguagens lógicas de primeira ordem (FOL – First Order Logical). As linguagens lógicas de primeira ordem são mais expressivas que as da lógica descritiva, porém tem um poder bem menor de decidibilidade.

Entretanto, esse poder de decidibilidade das linguagens de lógica descritiva tem um custo alto para a representação do conhecimento de um dado domínio. Afim de assegurar a decidibilidade, linguagens descritivas como a OWL-DL utilizam expressões lógicas menos complexas, as quais possam interpretadas pelos mecanismos de inferência, diminuindo bastante seu poder expressividade. A consequência de tudo isso é que, de

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maneira geral, as linguagens de lógica descritiva impõem sérias limitações à representação do conhecimento de um dado domínio e, consequentemente, das ontologias.

Alguns autores da literatura da área (SCHULZ et al., 2009; SCHULZ e JANSEN, 2008; NEUHAUS e SMITH, 2007; BODENREIDER et al., 2004; CEUSTERS, ELKIN e SMITH, 2007) descrevem essas restrições impostas pelas linguagens de lógica descritiva à representação ontológica. Algumas dessas restrições são:

• Universais são entidades não representáveis em linguagens de lógica descritiva, embora sejam fundamentais na construção de uma ontologia. Tais linguagens representam as entidades de um dado domínio através de “classes”, “relações” e “instâncias”, normalmente, através da tripla “sujeito – predicado – objeto”. Por exemplo, Diabetes_Mellitus is_a Frequent_Disease; Blood_Plasma narrower_than Blood.

• Um problema comum das linguagens de lógica descritiva é limitar o domínio tratado a um domínio normal ou canônico, ou seja, um domínio fechado àquilo que está representado, não considerando exceções. Um exemplo desse problema é a expressão Hand has_part Thumb, a qual considera que todos seres humanos que possuem mão tem como parte os dedos, excluindo, porém, os seres humanos com alguma deficiência dessa parte do corpo, humanos em estado embrionário inicial ou humanos com alguma má formação das mãos. • Especificamente quanto à linguagem OWL-DL, suas propriedades de objetos (object properties) expressam relações binárias sem qualquer referência direta ao tempo, ou seja, índices temporais não são representáveis em OWL-DL, apesar dessa informação ser de extrema importância do ponto de vista ontológico. Uma célula sanguínea, por exemplo, ser formada de duas partes hoje, mas futuramente ser composta de três partes. Numa ontologia, a variação de tempo deve ser considerada.

• Outro problema refere-se à representação dos termos médicos que excede a expressividade lógica das linguagens descritivas. Expressões médicas que incluem a preposição “sem” (por exemplo: concussão cerebral sem perda de consciência) são difíceis de serem representadas nessas linguagens, devido à falta de construtores lógicos expressivos e à dificuldade de acordo unívoco sobre seu significado, já que envolve pressupostos tácitos relacionados ao tempo.

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Diante dessas restrições impostas pelas linguagens lógicas descritivas à representação ontológica surgem duas questões fundamentais que devem ser consideradas em qualquer pesquisa que envolva a construção de ontologias e sua implementação em linguagens lógicas:

- “Qual o tipo de informação ontológica é apropriado para a representação em linguagens de lógica descritiva?”

- “O que fazer e como representar as informações contidas na ontologia cuja representação não é adequada em linguagens de lógicas descritiva?”

Não existem respostas prontas e exatas para essas questões levantadas, porém algumas referências da literatura da área fornencem dicas e orientações do que de fato deve ser representado em uma ontologia implementada através de uma linguagem formal. Schulz et al. (2009) e Smith e Ceusters (2010), por exemplo, sugerem que apenas deve ser representado em linguagem lógica descritiva os tipos de informação ontológica que tal linguagem é capaz de representar, tais como: classes, relações entre as classes, instâncias, cardinalidade, tipos de propriedades das classes, características das propriedades, definições em linguagem natural das classes que possam originar definições formais, entre outros tipos suportados. Ainda segundo tais autores, os tipos de informação ontológica, cuja representação não é suportada pelas linguagens lógicas descritivas, como a OWL-DL, não devem ser desprezados e incluídos na ontologia em forma de anotações e comentários.

Seguindo a abordagem desses autores, que é geralmente bem aceita na área, a presente pesquisa representa em OWL-DL e na lógica descritiva pura apenas o tipo de informação ontológica do sangue humano apropriado para representação em tais linguagens. Já quanto ao tipo de informação ontológica que não pode ser adequadamente representado em linguagens de lógica descritiva, esse será representado na ontologia em forma de “anotações”, uma vez que esse tipo de conhecimento é também muito importante no contexto biomédico tratado.

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6 Metodologia

Nos capítulos anteriores (capítulos 2, 3, 4 e 5) apresentou-se o referencial teórico e empírico desta pesquisa. No presente capítulo, passa-se à descrição da metodologia de pesquisa adotada, incluindo os passos metodológicos executados para a consecução da presente pesquisa.

Para cumprir com os objetivos deste capítulo, optou-se por estruturá-lo nas seguintes seções: seção 6.1: apresenta-se a caracterização e o tipo de pesquisa realizada, com base na classificação proposta por referências da literatura; seção 6.2: apresenta-se a descrição geral da metodologia de pesquisa adotada, evidenciando os passos gerais que levaram à elaboração de uma metodologia própria para construção de ontologias por parte de cientistas da informação e sua aplicação prática no desenvolvimento da HEMONTO; e seção 6.3: descreve-se os passos realizados que permitiram a elaboração de uma metodologia própria para construção de ontologias em uma linguagem apropriada para cientistas da informação denominada de OntoForInfoScience.