Um método de expansão de ontologias baseado em questões de competência com rastreabilidade automática

Abstract

Questões de competência possuem um papel importante no ciclo de desenvolvimento de ontologias. Elas são amplamente usadas para definir requisitos de ontologias, entretanto a maioria das metodologias de desenvolvimento não especifica como a checagem dos requisitos deve ser feita ou apenas sugere que as questões sejam verificadas manualmente. Assim, faltam ferramentas que suportem checagem automática, inclusive utilizando raciocinadores, que podem agilizar o desenvolvimento e melhorar a qualidade das ontologias produzidas. Além disso, a rastreabilidade de requisitos raramente é explorada, mesmo essa atividade sendo estudada e utilizada por anos na engenharia de software. Nesse trabalho são introduzidos um método iterativo para expansão de ontologias usando questões de competência e uma ferramenta que implementa o método. Várias inovações são apresentadas: um componente que traduz questões de competência em linguagem natural para lógica de descrição para efetuar checagem automática usando raciocinadores; um gerador de questões de competência para guiar engenheiros durante o desenvolvimento; um componente que escreve código OWL de acordo com perguntas e respostas; um rastreador que monitora as relações entre requisitos e código e vice-versa; e um método que integra todos os pontos anteriores, criando uma maneira iterativa de expandir ontologias através de perguntas e respostas semelhante a um diálogo controlado. Para avaliar o método proposto e sua implementação foram executados testes com a ontologia SNOMED CT para analisar o comportamento dos componentes criados. Também foram realizados dois estudos de caso para avaliar o uso da ferramenta por usuários. Os testes mostraram a capacidade do método em checar e adicionar conhecimento a uma ontologia. Foi possível criar perguntas para checar todos os axiomas escolhidos da SNOMED CT e a implementação conseguiu sugerir perguntas para adicionar conhecimento à ontologia em 69,1% dos casos. Os estudos de caso levantaram os pontos fortes e fracos da implementação, mostrando o potencial da implementação em melhorar o desenvolvimento de ontologias, pois a interação através de linguagem natural é simples tanto para checagem quanto para adição de axiomas, mesmo para usuários leigos, e a rastreabilidade de requisitos grava e apresenta informações importantes para o engenheiro de ontologias.