Introdu��o a Web Sem�ntica

A Web como conhecemos est� mudando. Atualmente, os principais meios de localizaç�o de informaç�o s�o os sistemas de busca. Mas, da forma como os conhecemos, os resultados de busca passam a n�o ter certa confiabilidade, ou seja, nem sempre encontramos aquilo que realmente desejamos.

Partindo deste princ�pio que surge a Web Sem�ntica, tendo como base que a Web pode nos trazer diversas informaç�es, onde tanto pessoas como computadores sejam capazes de entender esses dados. Neste paradigma, a Web passa a ser vista como um grande banco de dados.

Exemplificando: imagine-se em busca de um determinado produto. Com nossas atuais tecnologias, dever�amos acessar um sistema de e-commerce ou ainda um site de busca, localizar o produto e, atrav�s do sistema disponibilizado, realizar o c�lculo do frete e verificar os prazos de entrega, pois bem, esta n�o � a forma mais pr�tica de se realizar este procedimento. A Web Sem�ntica trata as informaç�es dispon�veis na Web como informaç�es mesmo, ou seja, com estes recursos se voc� procurasse o produto, teria em suas m�os n�o somente os locais dispon�veis, mas tamb�m o valor do frete e prazos de entrega de forma r�pida e �gil.

Desta forma a Web passa a ser encarada como uma grande base de dados. Com os atuais paradigmas, temos informaç�es das mais variadas, mas que est�o simplesmente inacess�veis e este � um dos fundamentos sugeridos por Tim Berners-Lee, um dos respons�veis pelo surgimento desta metodologia e/ou forma de a Web ser vista, onde a informaç�o deve ser livre e fora de controle, onde, por exemplo, um servidor sequer deveria armazenar informaç�es a cerca da navegaç�o de seu usu�rio sem que o interesse expresso nesse tipo de controle.

Podemos encarar a Web Sem�ntica, ou ainda Web 3.0, como sendo um assistente particular. A id�ia � que esta grande rede, ou ainda seu browser, auxilie o usu�rio em seus problemas. Por exemplo: uma pessoa navega constantemente e seu navegador recolhe essas informaç�es, ou seja, atrav�s de levantamento de dados o browser pode identificar as prefer�ncias e ainda as coisas das quais voc� n�o gosta. Em conseq��ncia imagine a situaç�o onde o utilizador do sistema pode fazer perguntas ao seu pr�prio computador, como por exemplo, ap�s uma coleta de dados satisfat�ria, o browser pode ser capaz de responder quest�es como �Onde vou almoçar hoje?�. Isto se torna poss�vel a partir do momento em que o navegador identifica as prefer�ncias do usu�rio e ainda as suas prefer�ncias.

Outro problema relacionado � o n�o entendimento da pesquisa por parte dos sistemas de busca atuais. Ou seja, quando realizamos uma busca, o sistema retorna as informaç�es n�o com base em um entendimento, mas sim com base em palavras chaves que podem ou n�o estarem relacionadas com o que desejamos. Por exemplo, ao digitarmos o termo �saturno� em um sistema de busca, ele nos retorna tanto informaç�es a cerca do planeta Saturno ou ainda sobre a montadora de carros Saturno.

Atrav�s deste novo paradigma podemos fazer com que a rede responda as nossas d�vidas. Podemos imaginar a seguinte situaç�o, onde voc� faz perguntas ao seu computador e atrav�s da Grande Rede pode-se obter a resposta. Um exemplo de pergunta que a Web Sem�ntica visa responder � �Gostaria de ir visitar a �frica, com custo abaixo de R$ 4.000� e com base nesta pergunta, a rede se encarrega de pesquisar e retornar somente as informaç�es relevantes.

Hist�rico

A id�ia de Web Sem�ntica surgiu em 2001, ap�s a publicaç�o de um artigo atrav�s da revista Scientific American denominado �Web Sem�ntica: um novo formato de conte�do para a Web que tem significado para computadores vai iniciar uma revoluç�o de novas possibilidades.�. Este artigo foi elaborado por Tim Berners-Lee, James Hendler e Ora Lassila.

Desta lista de autores o primeiro, Tim Berners-Lee, � atual presidente da W3C (World Wide Web Consortium), professor do MIT no Laborat�rio de Intelig�ncia Artificial e Ci�ncia da Computaç�o e � tido como um dos maiores g�nios ainda vivos. James Hendler trabalha com Intelig�ncia Artificial no Instituto Polit�cnico Rensselaer (Rensselaer Polytechnic Institute), nos Estados Unidos. Ora lassila � arquiteto e estrategista de technologia, trabalha atualmente na Nokia Services e � membro do Nokia's CEO Technology Council.

A Web Sem�ntica tem como um de seus principais objetivos tornar a Web mais acess�vel em n�vel de informaç�es. Esta id�ia surge para facilitar a vida dos usu�rios, ou seja, em princ�pio n�o deve haver mudanças a n�vel visual nas p�ginas, mas sim na forma como o conte�do est� organizado e apresentado em termos de c�digo.

Em outras palavras, a web Sem�ntica � uma forma de os computadores entenderem o que desejamos. Com este ponto de vista, o problema passou (e passa) a ser criar uma tecnologia capaz de fazer com que, tanto homens quanto computadores, entendam o que se deseja e o principal, o significado das palavras e termos.

Segundo James Hendler, um dos criadores deste paradigma, no in�cio de sua utilizaç�o, a Web Sem�ntica ser� restrita a ilhas a �ilhas de conhecimento� onde um determinado problema em uma pequena porç�o de usu�rios ir�o se beneficiar de suas facilidades.

Implementaç�es

Mesmo em uma fase inicial, j� existem diversos serviços que contemplam Web Sem�ntica ou que ainda trazem recursos para os desenvolvedores e/ou usu�rios destes serviços.

Para a implantaç�o de sistemas sem�nticos, da forma como atualmente est� sendo feito, podemos ter dois tipos de abordagem: Bottom Up e Top Down. Na primeira abordagem deve-se inserir Tags nos textos e dados. Isso faria com que fosse necess�rio um grande esforço para que as informaç�es dispon�veis fossem adaptadas a este novo conceito. A abordagem Top Down tamb�m necessita de um grande esforço, pois, nesse conceito, faz-se necess�rio processar os dados j� existentes e ainda criar as conex�es e estabelecer o significado entre eles.

Exemplos de recursos que utilizam Web Sem�ntica

Hakia.com � Visto como um dos principais concorrentes ao Google faz a analise do termo pesquisado antes de efetivamente efetuar a pesquisa.
TripIt.com � Sistema que permite ao usu�rio gerenciar e planejar suas viajens, interligando os mais diversos conte�dos como, por exemplo, criar suas viagens e interligar as informaç�es com os serviços do Flickr, Google Calendar e Wikip�dia.
Swotti.com � Sistema de busca sem�ntico que visa facilitar ao usu�rio localizar seus produtos, com o diferencial de localizar avaliaç�es do produto em sites e blogs.
Siri.com � Aplicativo dispon�vel para o aparelho celular Iphone da Apple que tem por finalidade de interagir e se adaptar ao usu�rio de uma forma diferente, onde o aplicativo tenta se adaptar e aprender com as aç�es realizadas.

Muitos outros serviços est�o em desenvolvimento ou em fase de testes, mas algo a ser salientado � que a Web Sem�ntica n�o possui uma forma definitiva de utilizaç�o, mas, podemos ter em mente que a sua finalidade � tornar as redes e resultados mais inteligentes.

Alguns recursos podem facilitar esse tipo de implantaç�o. Atualmente a internet disp�e de recursos novos e interessantes que s�o os widgets e mashups. Widgets s�o pequenos aplicativos que se utilizam de API�s de serviços e podem ser inclu�dos em sites e facilitar a vida dos internautas. Um mashup � a uni�o de dois ou mais aplicativos, ou seja, quando se combinam esses recursos passamos a ter um mashup. Este �ltimo � visto como sendo um forte mecanismo de apoio a web sem�ntica

Implementando Web Sem�ntica

A implementaç�o de recursos sem�nticos ainda n�o obedece a uma estrutura definida. Como n�o se sabe o que o futuro reserva ainda n�o se sabe qual ser� a abordagem utilizada para Web Sem�ntica, visto que, alguns especialistas cogitam uma adaptaç�o de recursos existentes, como por exemplo, utilizaç�o de Tags em documentos HTML, em contra partida, outros especialistas alegam a necessita de de uma nova tecnologia que começaria do b�sico, mas � importante saber que uma abordagem definitiva ainda n�o foi definida.

Tecnologias e Definiç�es

Muitas tecnologias t�m tido um diferencial consider�vel neste in�cio de mudança. Como j� vimos, algumas j� existem, no caso, mashups e c�digos HTML, algumas outras definiç�es e tecnologias s�o pouco conhecidas, como veremos nos pr�ximos t�picos.

Ontologia

Pode ser definido, em Ci�ncia da Computaç�o, como sendo um modelo de dados, que visa representar um conjunto de conceitos em um determinado dom�nio e como estes conceitos se relacionam. Ontologias s�o amplamente utilizadas em tecnologias de intelig�ncia artificial como uma das formas de representar conhecimento sobre o mundo ou alguma parte deste.

Como se pode ver, Ontologias t�m por finalidade se referir a conceitos e termos que descrevem alguma �rea do conhecimento. Essa descriç�o � feita utilizando-se dos seguintes elementos:

Indiv�duos: os objetos em sua vis�o b�sica;
Classes: conjuntos, coleç�es ou ainda os tipos de indiv�duos;
Atributos: podem ser entendidos como sendo os as propriedades dos indiv�duos;
Relacionamentos: � a forma como os indiv�duos se relacionam.

Ontologia e Intelig�ncia Artificial

Para que possamos recuperar de forma correta uma informaç�o, podemos lançar m�o dos conceitos de revocaç�o e precis�o. A revocaç�o � a capacidade de um sistema de localizar o m�ximo poss�vel de registros com base em uma consulta, como por exemplo, se efetuarmos uma busca atrav�s de um sistema operacional, a revocaç�o seria o m�ximo de arquivos que esta busca efetuada atrav�s sistema operacional pode nos trazer. Em paralelo temos a precis�o, que nada mais � que a capacidade de esta busca retornar assuntos que realmente importam e tem relev�ncia.

Atrav�s das id�ias expostas, pode-se perceber que a precis�o n�o � t�o simples. Isto se deve ao fato de ela ter a necessidade de trazer os itens de acordo com o que realmente � buscado, ou seja, � necess�rio que o sistema possua certo grau de intelig�ncia, em conseq��ncia adentramos a �rea de intelig�ncia artificial.

Em termos de Web Sem�ntica, podemos ter a interligaç�o das p�ginas utilizando ontologias. Estes elementos definem o significado exato do conte�do da p�gina, e ainda passa a ser poss�vel uma conex�o l�gica entre um ou mais termos.

O principal problema das ontologias passa a ser a sua criaç�o automatizada. Em uma p�gina que possui o termo �manga rosa�, por exemplo, passa a ser complicado determinar em qual contexto isso se aplicado, ou seja, se faz refer�ncia a roupa ou a fruta. Atualmente podem-se criar as ontologias manualmente, isso garante uma precis�o bastante grande, pois independe de sistemas informatizados, que, atualmente, n�o s�o muito precisos.

Para auxiliar nesta tarefa est�o surgindo tecnologias, como no caso o Processamento Probabil�stico da Linguagem. Esta tecnologia faz a analise de documentos e cria estat�sticas sobre os assuntos contidos no mesmo e aprende atrav�s de exemplos como classificar um documento. A partir desta analise ele sugere uma �rea de conhecimento para o assunto em quest�o, por exemplo, se num mesmo documento constam as palavras manga, solo e plantaç�o, passa a se tornar de baixa probabilidade que o termo "manga" faça refer�ncia a roupas e, portanto, faz mais sentido se encaixar em um contexto de fruta.

Outra �rea que t�m despertado interesse � a abordagem probabil�stica para processamento de linguagem natural. Esta �rea tem atingido grande percentual de confiabilidade, Koller e Sahami em suas pesquisas conseguiram atingir o grau de 98,6% de precis�o em sistemas de classificaç�o de documentos.

RDF (Resource Description Framework)

� uma linguagem para representar informaç�es na internet. � uma tecnologia aprovada pela W3C e se utiliza de arquivos RDF que nada mais s�o que arquivos de dados, ou metadata, tendo como um dos principais objetivos criarem um modelo simples para armazenamento de informaç�es. Em outras palavras � um Padr�o da W3C para representar conhecimento, onde este pode ser decomposto em partes pequenas mas com um certo n�vel de relacionamento entre essas partes.

Os arquivos RDF s�o compostos por tr�s elementos b�sicos:

Recurso: Qualquer coisa que pode conter um URI, ou seja, � o campo que especifica o endereço ou cadeia de caracteres que identifica um recurso na internet;
Propriedade: Armazena um recurso que possua um nome e possa ser utilizado como uma propriedade;
Indicaç�o: Consiste na uni�o de um recurso, uma propriedade e um valor.

Segundo Joshua Tauberer em seu artigo What is RDF, o termo sem�ntica na Web Sem�ntica n�o significa que os computadores realmente ser�o capazes de entender o significado das palavras e termos, mas que o conhecimento poder� ser mecanicamente manipulado por computadores, visando trazer maior facilidade aos humanos.

 
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:ex="http://www.example.org/">
    <rdf:Description rdf:about="http://www.example.org/vincent_donofrio">
        <ex:starred_in>
            <ex:tv_show rdf:about="http://www.example.org/law_and_order_ci"/>
        </ex:starred_in>      
    </rdf:Description>
    <rdf:Description rdf:about="http://www.example.org/the_thirteenth_floor">
        <ex:similar_plot_as rdf:resource="http://www.example.org/the_matrix"/>
    </rdf:Description>
</rdf:RDF>

Listagem 1. Exemplo de arquivo RDF apresentado por Tauberer em What is RDF

Esse exemplo diz que o ator Vincent Donofrio apareceu no programa de TV Law & Order: Criminal Intent. Tamb�m diz que o filme The Thirteenth Floor tem um enredo similar ao de The Matrix.

Segundo Joshua, um padr�o para representaç�o distribu�da de conhecimento, como por exemplo, o RDF, deve levar em consideraç�o alguns fatores:

O conhecimento � flex�vel: Nem todo conhecimento pode ser armazenado apenas em tabelas ou em estruturas hier�rquicas, e para isso existem recursos como, por exemplo, o uso de mapas conceituais;
� necess�rio que possam ser criadas relaç�es entre as informaç�es na Web Sem�ntica: Para que isso aconteça faz-se necess�rio que os nomes dos sujeitos e objetos passem a ser convencionados.
Ser�o necess�rios vocabul�rios espec�ficos para dom�nios espec�ficos: Alguns termos s� fazem sentido se utilizados em um determinado contexto, ou seja, de alguma forma ser� necess�rio que estes termos sejam explicados para que possam ser efetivamente utilizados.

Representaç�o Utilizando HTML

Uma das linguagens de tags mais utilizadas atualmente � a HTML. Praticamente quase todos os sites fazem uso desta linguagem. Mas, mesmo de forma b�sica e, por muitos, considerada antiga, ela pode nos trazer uma s�rie de informaç�es �teis a cerca de uma p�gina. Por exemplo, a tag H1, comumente � utilizada para textos ou termos que necessitam de um maior destaque, em conseq��ncia este � um trecho que pode ser considerado mais importante dentro de uma p�gina. A tag P, � utilizada para a construç�o de par�grafos e portanto nos diz que, se tiver uma tag H1 e em seguida uma tag P, pode ser que tenhamos um t�tulo e em seq��ncia sua definiç�o, claro que isso n�o � obrigat�rio, mas j� � um in�cio.

Este tipo de abordagem � bastante �til, pois trata de uma tecnologia j� existente que apenas precisa passar por uma padronizaç�o, e n�o h� a necessidade de simplesmente refazer tudo que j� existe e trazer novas tecnologias. Para isso, faz-se necess�rio alguns ajustes, vejamos um exemplo de HTML utiliz�vel do ponto de vista sem�ntico e um exemplo de HTML de dif�cil utilizaç�o.

HTML utiliz�vel


<html>
<head>
<title>Web Sem�ntica</title>
</head>
<body>
<h1>T�tulo da p�gina</h1>
<p>Texto descrevendo o t�tulo acima</p>
</body>
</html>

Listagem 2. Exemplo de c�digo �til do ponto de vista sem�ntico

O c�digo demonstrado na listagem 2 facilita a identificaç�o e localizaç�o dos termos como t�tulo e sua definiç�o, ou seja, atrav�s de um c�digo limpo e de tags simples e utilizaç�o de classes podemos ter a localizaç�o e identificaç�o de termos e seus significados.

HTML n�o utiliz�vel

 
<html>
<head><title>Web Sem�ntica</title></head>
<font size="14">T�tulo da p�gina</font>
<br><br>Texto descrevendo o t�tulo acima<br><br>
</html>

Listagem 3. Exemplo de c�digo n�o �til do ponto de vista sem�ntico

Atrav�s da listagem 3 podemos visualizar um c�digo sem muita padronizaç�o e de dif�cil identificaç�o de seus elementos, visto que a tag font pode ser utilizada no meio de textos e a tag br n�o traz grandes informaç�es sobre o motivo desta quebra de linha.