Em comunidades de prática, a aprendizagem ocorre por meio da interação e colaboração constante de seus participantes, o caráter social destes ambientes é fundamental para a construção do conhecimento. Por este motivo, esta dissertação busca compreender a forma como os usuários interagem em comunidades de prática e propõe a estruturação destas informações em torno de um perfil dinâmico de usuário. A aplicação de perfis de usuário neste contexto permite entender o indivíduo, seus interesses e necessidades. A partir da representação dos participantes de comunidades de prática é possível desenvolver sistemas de aprendizagem inteligente, sistemas de recomendação, elementos de gamificação e sistemas de acesso e recuperação de informação personalizados. Estes mecanismos procuram estimular o engajamento dos participantes e promover a aprendizagem colaborativa. A representação das informações neste trabalho será apoiada pelo uso de tecnologias da web semântica e de ontologias para a formalização das relações em comunidades de prática. O desenvolvimento de softwares educacionais baseados na web semântica amplia a capacidade de implementação de novos mecanismos de aprendizagem, contribuindo para a análise das interações e a inferências sobre as informações dos usuários. O uso de ontologias permite a formalização das informações e torna possível a elaboração de uma rede de conhecimento que pode ser processada e consumida por agentes de software, contribuindo para a interoperabilidade do sistema. / In communities of practice, learning is built through constant interaction and collaboration of their participants, the social aspect of these environments is crucial for the knowledge construction. For this reason, this work intends to understand how users interact in communities of practice and proposes a dynamic user profile to structure this information. An user profile applied in this context allows us to understand the person, his interests and needs. The representation of participants in communities of practice allow us to develop intelligent learning systems, recommender systems, gamification elements and systems for personalized access and personalized information retrieval. Those mechanisms intend to stimulate participant engagement to promote collaborative learning. In this work, semantic web technologies and ontologies are used to represent this informations. The development of educational software based on the semantic web expands the capacity to implement new learning mechanisms, contributing to the analysis of the interactions and the inferences about user informations. The use of ontologies allows the formalization of information and enables the elaboration of a knowledge network that can be processed and consumed by software agents, contributing to the system interoperability.

Modelos de processo são compostos de elementos gráficos e texto. Entretanto, as palavras utilizadas para nomear os elementos durante a modelagem de processos possuem potencial ambiguidade, o que pode resultar em problemas de qualidade do modelo de processo. Ontologias são bastante citadas na literatura como possível solução para tais problemas. Um dos principais aspectos discutidos nesta tese refere-se às palavras utilizadas para representar conceitos em rótulos de elementos de processo e porque ontologias podem contribuir para melhorar essa representação. Além disso, é apresentada uma análise sobre como especificações de requisitos podem influenciar, em alguns aspectos, os rótulos utilizados durante a modelagem de processos. A discussão acerca de ontologias neste contexto é conceitual. Ademais, um experimento foi realizado para analisar empiricamente o problema do vocabulário no contexto de modelos de processo. No experimento, a seleção de termos representados com diferentes níveis de explicitação, nas especificações de requisitos, é avaliada. Os resultados sugerem que o problema do vocabulário ocorre significativamente em modelos de processo. Além disso, diferentes níveis de explicitação afetam os rótulos criados, porém não são o suficiente para resolver o problema do vocabulário. Em relação à ontologias, há uma carência de pesquisas demonstrando se esses artefatos aprimoram de fato a modelagem de processos ou os modelos de processo resultantes. Uma análise sobre estes aspectos é apresentada, a fim de verificar se as ontologias não acabam por trazer desvantagens, ex. aumentar a carga cognitiva ou causar interferência retroativa. Para tal, um protótipo de ferramenta de modelagem de processos com suporte de ontologias foi construído, o qual registra as ações dos usuários durante o projeto. O suporte utiliza uma abordagem proposta nesta tese. Um segundo experimento foi realizado utilizando tal protótipo. Os resultados sugerem que a abordagem proposta provê suporte de ontologias sem degradar a qualidade da modelagem de processos para os quesitos carga cognitiva, tempo consumido e interferência retroativa. Neste sentido, conclui-se que é possível utilizar ontologias para melhorar a modelagem de processos sem deteriorar a qualidade da modelagem, pelo menos para os aspectos verificados no experimento. / Process models are composed of graphical elements and words. However, words used to name elements during process design have potentially ambiguous meanings, which might result in quality problems. An artifact widely referred to address these problems is ontologies. One of the main aspects discussed in the current thesis are related to words used to represent concepts in labels and why ontologies can improve this representation. Also, we analyze how the requirements specifications can influence the terms used during modeling. In this point, the discussion regarding ontologies is conceptual. We performed an experiment to analyze empirically the vocabulary problem in the context of process models. In the experiment the selection of terms represented with different levels of explicitness in requirements specifications is evaluated. Our findings suggest that the vocabulary problem occurs in process models. Also, different levels of explicitness affect the labels but are not sufficient to solve the vocabulary problem. It is well known the use of ontologies, dictionaries, thesaurus and so on as a means to improve activity labels of process models, among other aspects. However, there is a lack of researches showing whether these artifacts indeed improve modeling or the resultant process models. In this paper we analyze ontology support regarding process modeling. Another main aspect of this thesis is to verify whether ontologies, while supporting modeling, do not generate drawbacks such as increasing modeler’s cognitive load or creating retroactive interference. To this end, a prototype created in this thesis, which provides ontology support for modeling and registers user actions was adapted. The ontology support follows a modeling approach proposed by us. The experiment findings suggest that the approach was able to provide ontology support without increase cognitive load and time consumption for the task. In this light, it is possible to improve process modeling with support of other artifacts without compromising the modeling task, at least for the aspects covered in the experiment.

Orientadora: Profa. Dra. Debora Maria Rossi de Medeiros / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2016. / Em diversos domínios de conhecimento, uma das principais forma de divulgação de informação é por meio de documentos de texto. Exemplos são websites, artigos científicos, blogs, postagens em redes sociais e reviews de produtos/serviços. Dessa forma, extrair automaticamente informações desse tipo de fonte de dados se torna uma importante tarefa. Uma das formas mais clássicas de extração de informação de documentos textuais é chamada de classificação. Esta tarefa consiste de atribuir automaticamente a categoria a qual um texto pertence, com base em um conjunto de textos previamente categorizado. Extrair informação de documentos textuais é, em geral, uma tarefa desafiadora por lidar com uma forma não estruturada de dados, uma vez que uma mesma informação pode ser expressa de diversas manerias. Neste contexto, uma ontologia pode representar uma ferramenta poderosa para auxiliar a tarefa de extração de informação de textos. Ontologias são, em linhas gerais, dicionários de conceitos conectados por meio de relações semânticas. Este trabalho investiga o uso de ontologias na tarefa de classificação de textos. Foi proposta uma abordagem onde são criados novos atributos para descrever os textos de uma base com base nos conceitos de uma ontologia. Foram realizados experimentos com bases de textos benchmark amplamente utilizadas pela comunidade científica. Em geral, a abordagem proposta proporcionou vantagem em relação à abordagem convencional em cenários específicos. Esses cenários indicam uma região de potencias da nova abordagem que será melhor explorada em trabalhos futuros. / In several knowledge areas, one of the main forms of spreading information is through textual documents. Some examples are websites, scientific papers, blogs, social media posts and product/service reviews. Thus, automatically extracting information from this type of data becomes an important task. One of the most classic information extraction task is text classification. This task consists of automatically assigning the category to which a text belongs, based on a previously categorized text set. Extracting information from textual data is, in general, a challenging task because it deals with unstructured data, once the same piece of information can be expressed by different ways. In this context, an ontology may be a powerful tool to aid information extraction from texts. In a nutshell, ontologies are dictionaries of concepts linked according to semantic relations. This project studies the usage of ontologies in the task of text classification. We proposed an approach where new features for describing the texts based on an ontology concepts. Experiments with benchmark text bases, widely employed by scientific community. In general, the proposed approach overcomes the conventional approach in specific scenarios. These scenarios point to potential areas where the new approach will be better explored in future work.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increasing number of eldery people is demanding increasingly infrastructure of health systems mainly due to the incidence of diseases associated with older profile. Among these, one of the most worrying is dementia, a syndrome that progressively affects cognitive and motor functions of patients, who become dependent care and constant monitoring. The home care could mean an interesting alternative to avoid a possible hospitalar collapse , providing care to patients in their own home. However, the home environment can become complex, since often the caregiver is someone of the family and does not have the correct technique of monitoring or being inattentive due to wear caused by intense patient care. Thus it becomes necessary to develop solutions which reduce the overhead of the caregiver while the patient continues to be monitored. One way to achieve such solutions is by applying concepts of pervasive computing in home environments. Through an environment populated by sensors and other computing devices the patient can be monitored constantly and the environment can adapt to the needs of the user, anticipating the situations according to the current context. For this, the context must be represented clearly and with the semantics of their entities well-defined. Considering this, this work presents a approach for pervasive environments aimed to the care of the patients with dementia in homecare environments. This approach is composed of an architecture for development of pervasive systems, and an ontology for knowledge representation environments pervasive oriented to patients with this profile. It is believed, with the approach proposed, preserve the autonomy of patients as well as stimulate their cognitive functions remaining, besides to reduce the burden suffered by their caregivers. / A crescente quantidade de pessoas idosas vem exigindo cada vez mais infraestrutura dos sistemas de saúde atuais devido, principalmente, à alta incidência de doenças associadas ao perfil idoso. Dentre elas, uma das mais preocupantes é a demência, uma síndrome que afeta progressivamente as funções cognitivas e motoras dos pacientes, os quais tornam-se dependentes de cuidados e monitoramento constantes. O cuidado em homecare pode ser uma alternativa interessante para evitar um possível colapso hospitalar, proporcionando cuidados aos pacientes em sua própria casa. No entanto, o ambiente domiciliar pode se tornar complexo, visto que muitas vezes o cuidador é alguém da própria família e que não possui a técnica correta de monitoramento ou esta desatento em função do desgaste provocado pelo intenso cuidado ao paciente. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de soluções que diminuam a sobrecarga do cuidador, ao passo em que o paciente continue sendo monitorado. Uma maneira de viabilizar tais soluções é através da aplicação de conceitos de computação pervasiva em ambientes domiciliares. Através de um ambiente povoado de sensores e de outros dispositivos computacionais, o paciente pode ser monitorado constantemente e tal ambiente pode se adaptar às necessidades deste usuário, antecipando-se a situações de acordo com o contexto atual. Para isso, é necessário que o contexto seja representado de maneira clara e com a semântica de suas entidades bem definida. Considerando isso, o presente trabalho apresenta uma abordagem para ambientes pervasivos voltados ao cuidado de pacientes com demência em ambientes de homecare. Tal abordagem é composta por uma arquitetura para o desenvolvimento de sistemas pervasivos, bem como uma ontologia para representação do conhecimento de ambientes pervasivos direcionados a pacientes com este perfil. Acredita-se, com a modelagem proposta, presevar a autonomia dos pacientes, bem como estimular suas funções cognitivas remanescentes, além de diminuir a sobrecarga sofrida por seus cuidadores.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-05Bitstream added on 2015-04-09T12:47:55Z : No. of bitstreams: 1 000813971.pdf: 906520 bytes, checksum: 4ae41e1099f69aba5cd77583e2d83fcb (MD5) / O uso de ontologias na indexação automática permite agregar a esse processo não só uma linguagem de um domínio específico, mas também uma estrutura lógica e conceitual que pode ser utilizada para realizar inferências, e cujas relações permitam uma expansão dos termos extraídos por métodos puramente matemáticos. Consideradas como linguagens de indexação, as ontologias se colocam como um novo instrumento a ser incorporado ao arsenal teórico e prático da Ciência Informação e abrem novas perspectivas para as pesquisas em indexação. As ontologias oferecem uma estrutura conceitual e terminológica restrita a um determninado domínio, originalmente representada em linguagens legíveis por computador, originalmente representada em linguagens legíveis por computador, o originalmente representada em linguagens legíveis por computador, o que permite a sua utilização nos mais variados processos computacionais. Apresentamos neste trabalho, diretrizes para a construção e utilização de ontologias no processo de indezação automática. Concluímos que é fundamentalo estabelecimento de uma Política de Indexação que reflita os interesses da instituição e as necessidades dos seus usuários. A Política de Indexação deve também nortear a construção de ontologias para fins de indexação, além de definiros parâmetros para a operação de sistemas de indexação automática. / The use of ontologies in automatic indexing allows add to this process not only a language for a specific domain, but also a logical and conceptual framework that can be used to make inferences, and whose relations allow an expansion of the terms extracted by purely mathematical methods. Considered as indexing languages, ontologies arise as a new tool to be incorporated into the theoretical and practical arsenal of information science and open new perspectives for research in automatic indexing. Ontologies provide a conceptual framework and terminology restricted to a given domain, originally represented in readable languages by computer, which allows it to be used in the most varied computing processes. We present in this work, guidelines for the construction and utilization of ontologies in the automatic indexing process. We conclude that it is essential to establish an Indexing Policy that reflects the interests of the institution and the needs of its users. The Indexing Policy should also guide the construction of ontologies for indexing purposes, and defines the parameters for the operation of automatic indexing systems.

Knowledge sharing across domains is key to bringing down the cost of production and the time to market of products. This thesis is directed to improve the knowledge sharing capability of the present systems that use information and communication technologies. Systems for different domains have structures that are made up of concepts and relations with different semantic interpretations. Therefore, knowledge sharing across such domains becomes an issue. Knowledge sharing across multiple domains can be facilitated through a system that can provide a shared understanding across multiple domains. This requires a rigorous common semantic base underlying the domains across which to share knowledge.

A integração e a troca de informação na Web é uma necessidade reconhecida no mundo atual nos mais diversos domínios de aplicação. A Web constitui hoje o principal meio de acesso a informações, disponibilizando várias formas de acesso a esse conteúdo. No entanto, disponibilizar essa informação de forma integrada para o usuário ainda é um desafio. O Serviço Web Semântico é uma tecnologia de Inteligência Artificial promissora a qual pode contribuir significativamente com o processo de integração tanto de dados como de processos disponíveis em portais Web. O objetivo do presente trabalho é realizar a integração das diferentes funcionalidades oferecidas por portais disponibilizados na Web, fazendo uso de ontologias de domínio através de Serviços Web Semânticos. Para alcançar o objetivo proposto, um sistema de busca e integração, denominado W-KIS, foi projetado e desenvolvido, fornecendo uma visão unificada e transparente ao usuário de toda informação disponível em um determinado número de portais Web, contextualizados a um domínio de aplicação específico. Dois domínios de aplicação foram explorados neste trabalho através de dois estudos de caso: a Biomedicina e a Geologia, cada um fornecendo sua própria ontologia de domínio. Serviços Web Semânticos foram desenvolvidos para encapsular portais Web em ambos os domínios, permitindo ao sistema realizar a integração em cada domínio, separadamente. A aplicação proposta foi validada através da avaliação de sua atuação em ambos os domínios, além de testes com usuários finais e comparações com outras abordagens para integração na Web e motores de busca tradicionais. Através da utilização de Serviços Web Semânticos, W-KIS é capaz de localizar e executar os serviços de forma automática, além de lidar com a heterogeneidade semântica entre as fontes de informação por meio das ontologias de domínio. Desta forma, o sistema fornece apenas informação contextualizada ao interesse do usuário. / Integration and exchange of information across the Internet is a universally recognized need, in a wide variety of domains. Nowadays, the Web is the main source of information, providing many ways to access this content. However, making this information available to the user in an integrated way is still a challenge. New promising application fields such as Semantic Web Services can improve the integration process of data and processes available in Web portals. The goal of the present research is to accomplish the integration of the different functionalities offered by portals available in the Web, making use of domain ontologies through Semantic Web Services. In order to achieve the proposed goal, a search and integration system, named W-KIS, was designed and developed. The system provides the user with a unified and transparent view of the whole information available in a number of Web portals, related to a specific application domain. Two application domains were explored in this work through two case studies: the Biomedicine and the Geology, each one providing its own domain ontology. Semantic Web Services were designed to encapsulate Web portals in both domains, allowing the system to accomplish the integration in each domain, separately. The application proposed in this project was validated through the evaluation of its behavior in both domains, besides other tests with final users and comparisons with other approaches for integration in the Web, and traditional search engines. Making use of Semantic Web Services, W-KIS is able to find and execute the services in an automatic way, besides dealing with the semantic heterogeneity in the information sources by means of domain ontologies. This way, the system provides the user with information contextualized to its interest.

Esta dissertação apresenta a utilização de ontologias como um primeiro passo em direção à interoperabilidade, no nível semântico, entre agentes de diferentes domínios. O contexto de aplicação é um portal educacional chamado PortEdu. Este portal fornece a infra-estrutura e suporte para ambientes de aprendizagem baseados em agentes. O foco deste trabalho é em um agente específico, o agente social, no qual são acrescentadas todas as funcionalidades necessárias para que ele possa interagir com agentes fora de seu contexto. O agente social pertence a um ambiente de aprendizagem multi-agente projetado para apoiar o treinamento do raciocínio, diagnóstico e modelagem de domínios de conhecimento incerto e complexo, como a área médica. Esse ambiente de aprendizagem chama-se AMPLIA. O conhecimento do agente social é modelado através de redes bayesianas, as quais possibilitam ao agente representar seu conhecimento probabilístico e tomar decisões através dele. A representação através de redes bayesianas não foi desenvolvida para ser utilizada no processo de comunicação com outros agentes, o que dificulta a interoperabilidade do agente social com os demais agentes do portal educacional, no qual os ambientes de ensino aprendizagem encontram-se ancorados. A abordagem proposta para fornecer interoperabilidade amplia a arquitetura do agente social possibilitando-o representar seu conhecimento probabilístico através de OWL (Web Ontology Language) e também sua comunicação com agentes externos através de FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents – Agent Communication Language), linguagem para comunicação utilizada no PortEdu. A OWL não foi projetada para representar incerteza, sendo assim, também foi desenvolvida uma estrutura para possibilitar tal representação em OWL. / This dissertation presents the utilization of ontologies as a first step towards interoperability at the semantic level among agents of different domains. Our test bed is an Educational Portal (PortEdu). This portal provides the infra-structure and support for agent-based learning environments. We focus on a specific agent, the social agent, adding all the necessary functionality for him to interact with agents that aren’t fully aware of its context. The social agent belongs to a Multi-agent Learning Environment designed to support training of diagnostic reasoning and modeling of domains with complex and uncertain knowledge, such as the medical area. This learning environment is called AMPLIA. The knowledge of social agent is implemented with Bayesian networks, which allows the agent to represent its probabilistic knowledge and make its decisions. The representation through Bayesian networks was not designed to be used for communication with other agents, which makes it more difficult for the social agent to interoperate with the agents present in the portal. The approach proposed to supply interoperability extends the social agent’s architecture allowing the representation of his probabilistic knowledge through OWL (Web Ontology Language) and also allows this communication with external agents through FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents – Agent Communication Language), which is the communication language adopted in PortEdu. OWL was not designed to represent uncertain knowledge, thus, it was also developed a structure to allow such representation in OWL.

Orientador: Edberto Ferneda / Banca: Walter Moreira / Banca: Silvana Drumond Monteiro / Resumo: O uso de ontologias na indexação automática permite agregar a esse processo não só uma linguagem de um domínio específico, mas também uma estrutura lógica e conceitual que pode ser utilizada para realizar inferências, e cujas relações permitam uma expansão dos termos extraídos por métodos puramente matemáticos. Consideradas como linguagens de indexação, as ontologias se colocam como um novo instrumento a ser incorporado ao arsenal teórico e prático da Ciência Informação e abrem novas perspectivas para as pesquisas em indexação. As ontologias oferecem uma estrutura conceitual e terminológica restrita a um determninado domínio, originalmente representada em linguagens legíveis por computador, originalmente representada em linguagens legíveis por computador, o originalmente representada em linguagens legíveis por computador, o que permite a sua utilização nos mais variados processos computacionais. Apresentamos neste trabalho, diretrizes para a construção e utilização de ontologias no processo de indezação automática. Concluímos que é fundamentalo estabelecimento de uma Política de Indexação que reflita os interesses da instituição e as necessidades dos seus usuários. A Política de Indexação deve também nortear a construção de ontologias para fins de indexação, além de definiros parâmetros para a operação de sistemas de indexação automática. / Abstract: The use of ontologies in automatic indexing allows add to this process not only a language for a specific domain, but also a logical and conceptual framework that can be used to make inferences, and whose relations allow an expansion of the terms extracted by purely mathematical methods. Considered as indexing languages, ontologies arise as a new tool to be incorporated into the theoretical and practical arsenal of information science and open new perspectives for research in automatic indexing. Ontologies provide a conceptual framework and terminology restricted to a given domain, originally represented in readable languages by computer, which allows it to be used in the most varied computing processes. We present in this work, guidelines for the construction and utilization of ontologies in the automatic indexing process. We conclude that it is essential to establish an Indexing Policy that reflects the interests of the institution and the needs of its users. The Indexing Policy should also guide the construction of ontologies for indexing purposes, and defines the parameters for the operation of automatic indexing systems. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-04Bitstream added on 2014-06-13T18:59:21Z : No. of bitstreams: 1 derossi_lh_me_sjrp.pdf: 1783577 bytes, checksum: 3017df90989f2b4b05b6bc1d87eb42ce (MD5) / Nas últimas duas décadas, diversos sistemas de ensino para Web foram desenvolvidos e amplamente utilizados. Com o surgimento da Web Semântica, a qual integra os conceitos da Web e da área de Inteligência Artificial, foi possível conceber novos sistemas de ensino, os Sistemas de Ensino Baseados na Web Semântica (Semantic Web-based Educational Systems - SWBES). Os SWBES são caracterizados por representar o conteúdo e o conhecimento na forma de ontologias e contar com agentes inteligentes que permitem às máquinas entenderem o conteúdo publicado na Web. Neste trabalho são apresentados e discutidos os padrões arquiteturais utilizados para desenvolvimento dos sistemas baseados na Web Semântica, em especial os sistemas educacionais. Como resultado do estudo é proposta uma arquitetura para os SWBES. As arquiteturas dos SWBES que utilizam a abordagem multiagente, normalmente, são concebidas de forma empírica, ou seja, apenas com a experiência do seu desenvolvedor. Neste trabalho, para a concepção do modelo multiagentes adotado na arquitetura do SWBES, foi utilizada uma metodologia de desenvolvimento de sistemas multiagentes, o framework Tropos. São apresentadas as fases do framework Tropos para o projeto de um modelo multiagentes utilizado na arquitetura de um SWBES. Utilizando a arquitetura desenvolvida foi implementado um SWBES. Para estudo de caso dessa arquitetura, foi realizada uma implementação de um Sistema de Ensino de Rochas Carbonáticas. Para esse sistema foram definidas três ontologias: ontologia de Domínio de Rochas Carbonáticas, ontologia de Perfil e ontologia de Material de Aprendizagem. Os comportamentos dos agentes e as interações entre eles são detalhadas. Finalmente, é apresentado um estudo de casos da utilização do sistema no ensino do curso de Rochas Carbonáticas / In the past two decades, several Web educational systems were designed and widely used. With the appearing of the Semantic Web, which integrates Web and Artificial Intelligence area concepts, it was possible to conceive new educational concepts, the Educational Systems Based on the Semantic Web (Semantic Web-based Educational Systems - SWBES). The SWBES represent the content and the knowledge in the form of ontology and count on intelligent agents that allow machines understand the content published on the web. In this work, architectural standards used to develop new systems based on the Semantic Web will be presented and discussed, especially the educational ones. As a result of this study, it is proposed the architecture for the SWBES. The architecture for the SWBES that use multi-agent approach generally is conceived empirically, that is, only with its developer experience. In this work, for the conception of the multi-agents model adopted in the architecture of the SWBES, a methodology of multi-agents systems development was used, the Tropos framework. The phases of Tropos framework for the project of a multi-agent model used in the architecture of SWBES are presented. A SWBES was implemented by using the architecture that was developed. For the study case of this architecture, it was held an implementation of the Educational System of Carbonate Rock. For this system, three ontologies were defined: Domain Ontology of Carbonate Rocks, Profile Ontology and Learning Material Ontology. The behavior of agents and interaction among them are detailed