PROTÉGÉ 5.6.5 FERRAMENTA OPEN-SOURCE PARA CRIAÇÃO DE ONTOLOGIA EM WEB ONTOLOGY LANGUAGE (OWL)

Engenharias, Volume 29 - Edição 144/MAR 2025 / 28/03/2025

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/dt10202503262309

Prof. Msc. Henderson Matsuura Sanches1
Profa. Dra. Marilia Miranda Forte Gomes2

RESUMO

O Protégé 5.6.5 é uma ferramenta de código aberto para criação de ontologias, com melhorias notáveis em desempenho e atualizações na API OWL. Embora não ofereça integração direta com padrões de saúde como HL7 e DICOM, sua capacidade de modelagem semântica facilita a interoperabilidade através de ferramentas complementares. Na área da saúde, o Protégé apoia a criação de sistemas de suporte à decisão clínica e gestão de conhecimento, impulsionando a análise e o compartilhamento de dados.

Palavra Chave: Modelagem, OWL, Ontologia, OWLAPI, Protégé.

ABSTRACT

Protégé 5.6.5 is an open source ontology creation tool with notable performance improvements and updates to the OWL API. While it does not offer direct integration with healthcare standards such as HL7 and DICOM, its semantic modeling capabilities facilitate interoperability through complementary tools. In healthcare, Protégé supports the creation of clinical decision support and knowledge management systems, driving data analysis and sharing.

Keywords: Modeling, OWL, Ontology, OWLAPI, Protégé.

1. INTRODUÇÃO

O Protégé 5.6.5, é desenvolvido pelo desenvolvido pela Universidade de Stanford, é mais do que um simples editor de ontologias. É uma plataforma robusta que capacita usuários a modelar domínios de conhecimento complexos. Esta versão específica traz refinamentos que otimizam o fluxo de trabalho e expandem as possibilidades para desenvolvedores de ontologias. O Protégé 5.6.4 se consolida como uma ferramenta essencial para gerenciar ontologias com eficiência e precisão. O Protégé permite que pesquisadores, desenvolvedores e profissionais de diversas áreas construam modelos de conhecimento de forma intuitiva e colaborativa (PROTÉGÉ 2025).

O Protégé é uma ferramenta multiplataforma podendo ser instalado no Windows, MacOSX e GNU\Linux para a construção da ontologia e, também, de modelos de domínio e aplicações baseados no conhecimento de ontologias. É um ambiente de desenvolvimento de ontologias para a Web que torna mais fácil criar, carregar, modificar e compartilhar ontologias para visualização e edição colaborativa, sendo desenvolvido pelo centro de pesquisa de informática biomédica da Universidade de Stanford (SANCHES, 2017).

Segundo o site do Protégé a versão 5.6. foi lançado em 28 de outubro de 2024 A versão 5.6.5, lançada recentemente, traz uma série de melhorias e novos recursos que visam aprimorar a experiência do usuário e a funcionalidade da ferramenta (PROTÉGÉ 2025).

Este artigo oferece uma análise profunda das melhorias implementadas no Protégé 5.6.5 em relação à versão 5.6.4. Através de uma comparação detalhada e abrangente, o artigo visa auxiliar usuários experientes na escolha da versão mais adequada às suas necessidades, considerando aspectos como compatibilidade com OWL 2, flexibilidade na análise de inconsistências, estabilidade geral e outros aprimoramentos e descrever as principais funcionalidades do Protégé 5.6.5.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Protégé

O Protégé 5.6.5 é um editor de ontologia livre e de código aberto para a construção de sistemas inteligentes que teve correções de bugs, e melhoria na estabilidade do software, contendo novas implementações de recursos, como se pode ser visto abaixo:

Interface de Usuário Aprimorada

A versão 5.6.5 apresenta uma interface de usuário mais amigável e intuitiva, facilitando a navegação e a manipulação de ontologias. As melhorias na interface incluem:

  • Design Responsivo: A interface se adapta melhor a diferentes tamanhos de tela, tornando o uso em dispositivos móveis mais viável. 
  • Melhorias na Navegação: A estrutura de menus foi reorganizada para facilitar o acesso às principais funcionalidades. 

Na Figura 1 observa-se o Protégé 5.6.5 instalado no Linux Mint e Na Tabela 1 é observado todos os formatos salvos pelo Protéǵé 5.6.5.

Figura 1: Protéǵé 5.6.5 Instalado no Linix Mint.

Tabela 1: Formatos Salvos pelo Protéǵé 5.6.5.

O formato que será utilizado para criação da ontologia é a OWL/XML Syntax sendo está tendo interoperabilidade com os padrões Health Level Seven (HL7) e com o Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM).

Suporte a Novos Formatos de Ontologia

O Protége 5.6.5 expande seu suporte a diferentes formatos de ontologia, permitindo a importação e exportação de dados em formatos como OWL, RDF e XML. Isso facilita a interoperabilidade com outras ferramentas e sistemas.

Ferramentas de Colaboração

Com a crescente necessidade de trabalho colaborativo em projetos de ontologia, a versão 5.6.5 introduz novas ferramentas que permitem que múltiplos usuários trabalhem simultaneamente em um mesmo projeto. As principais funcionalidades incluem:

  • Controle de Versão: Permite que os usuários acompanhem as alterações feitas nas ontologias e revertam para versões anteriores, se necessário. 
  • Comentários e Anotações: Os usuários podem adicionar comentários e anotações diretamente nos elementos da ontologia, facilitando a comunicação entre os membros da equipe. 

Integração com Outras Ferramentas

A nova versão do Protége oferece melhor integração com outras ferramentas e plataformas, como:

  • APIs para Desenvolvimento Personalizado: Desenvolvedores podem criar plugins e extensões personalizadas para atender às necessidades específicas de seus projetos. 
  • Integração com Sistemas de Banco de Dados: A capacidade de conectar-se a bancos de dados externos permite que os usuários importem e exportem dados de forma mais eficiente. 

Melhorias de Desempenho

A versão 5.6.5 inclui otimizações de desempenho que tornam o Protége mais rápido e responsivo, especialmente ao lidar com ontologias grandes e complexas. Isso é crucial para usuários que trabalham com grandes volumes de dados.

2.1.2 Casos de uso do Protégé 5.6.5:

O Protége 5.6.5 é utilizado em diversas áreas, incluindo:

  • Desenvolvimento de ontologias para modelagem de domínio e conhecimento
  • Criação de aplicativos baseados em conhecimento
  • Integração de dados e conhecimento de diferentes fontes
  • Verificação de consistência de ontologia e raciocínio
  • Ensino e pesquisa em inteligência artificial e engenharia da web semântica
  • Biomedicina
  • Ciências Sociais
  • Inteligência Artificial

Abaixo pode ser observado alguns recursos mais apropriados e para modelagem do conhecimento.

  • Novo plugin de visualização: O Protégé 5.6.5 inclui um novo plugin de visualização que permite aos usuários visualizar ontologias de maneiras novas e interessantes.
  • Correções de bugs: O Protégé 5.6.5 inclui várias correções de bugs que melhoram a estabilidade e a usabilidade da ferramenta.
  • Desempenho: O Protégé 5.6.5 é mais rápido e eficiente do que as versões anteriores.

2.1.3 Recursos Avançados e Detalhes Técnicos:

Suporte OWL Detalhado:

  • O Protégé 5.6.5 oferece suporte completo a todas as versões da OWL (OWL 2 incluído), permitindo a criação de ontologias expressivas e ricas em semântica.
  • Recursos como restrições de cardinalidade, propriedades de objetos e tipos de dados, e axiomas complexos são implementados de forma eficiente.

Mecanismo de Inferência Robusto:

  • A integração com reasoners como HermiT e Pellet permite a realização de inferências complexas, como classificação de classes, verificação de consistência e descoberta de relações implícitas. 
  • Isso é crucial para garantir a qualidade e a precisão das ontologias.

Arquitetura de Plugins Flexível:

  • A vasta coleção de plugins disponíveis amplia as funcionalidades do Protégé, permitindo a personalização da ferramenta para atender às necessidades específicas de cada projeto.
  • Plugins para visualização gráfica, importação/exportação de dados em diversos formatos (RDF, JSON, etc.) e colaboração em tempo real são exemplos de extensões poderosas.

Ferramentas de Depuração e Validação:

  • O Protégé 5.6.5 inclui ferramentas para identificar e corrigir erros em ontologias, como inconsistências lógicas e violações de restrições.
  • Isso garante a qualidade e a usabilidade das ontologias criadas.

Website do Protégé:

  • Explore a documentação abrangente, os tutoriais e os exemplos de ontologias disponíveis no site oficial.

Comunidade Protégé:

  • Participe dos fóruns e listas de discussão para interagir com outros usuários e desenvolvedores.
  • Explore os repositórios de ontologias existentes.

Na Tabela 2 tem-se uma comparação entre o Protégé 5.6.4 e a 5.6.5, no qual resume as principais diferenças entre as versões 5.6.3 e 5.6.4. A escolha da versão ideal depende das necessidades específicas de cada usuário.

2.1.4 Web Ontology Language (OWL)

Conforme W3C,2024 a Web Ontology Language (OWL) é uma linguagem da Web Semântica projetada para representar conhecimento rico e complexo sobre coisas, grupos de coisas e relações entre coisas. OWL é uma linguagem baseada em lógica computacional tal que o conhecimento expresso em OWL pode ser explorado por programas de computador, por exemplo, para verificar a consistência desse conhecimento ou para tornar explícito o conhecimento implícito. Os documentos OWL, conhecidos como ontologias, podem ser publicados na World Wide Web e podem referir-se ou ser referenciados a partir de outras ontologias OWL. OWL faz parte da pilha de tecnologia da Web Semântica do W3C, que inclui RDF, RDFS, SPARQL, etc (W3C,2025).

2.1.5 Interoperabilidade com padrões HL7 e DICOM

O Protégé 5.6.5 não ofereça suporte nativo para interoperabilidade direta com Health Level Seven (HL7) e com o Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), existem diversas estratégias para alcançar a integração entre essas ferramentas e o Protégé:

HL7 é uma Organização Desenvolvedora de Padrões (SDOs) internacional, voluntária e sem fins lucrativos, que opera na área de Sistemas de Informação em Saúde, tanto para a área clínica, como administrativa.

Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) ou em português Comunicação de Imagens Digitais em Medicina, representa um conjunto de normas criado para padronizar o formato eletrônico utilizado no armazenamento e na comunicação das imagens. O DICOM é um conjunto de normas criado para garantir a troca e o armazenamento seguro das imagens.

Modelos de Conhecimento:

  • Protégé 5.6.5: Web Ontology Language (OWL)
  • HL7: Fast Healthcare Interoperability Resources (HL7v2, FHIR )
  • DICOM: Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)
  • Formatos Utilizados: OWL, JSON, XML

Na Tabela 3 é observado a Interoperabilidade do Protégé 5.6.5 com HL7 e DICOM.

Tabela 3: Interoperabilidade do Protégé 5.6.5 com HL7 e DICOM

Considerações Adicionais:

  • A integração do Protégé com HL7 e DICOM geralmente envolve a criação de mapeamentos entre os modelos de dados desses padrões e as ontologias OWL.
  • Ferramentas e bibliotecas adicionais, como HAPI (HL7 API) e DCMTK (DICOM ToolKit), podem ser necessárias para realizar a conversão e o processamento de dados HL7 e DICOM.
  • A interoperabilidade semântica proporcionada pelo Protégé pode trazer benefícios significativos para a análise e o compartilhamento de dados na área da saúde.

3. CONCLUSÃO

O Protégé 5.6.5, com suas melhorias de desempenho e atualizações na API OWL, consolida-se como uma ferramenta essencial para a criação de ontologias, especialmente em domínios complexos como a saúde, onde a interoperabilidade semântica com padrões como HL7 e DICOM é crucial; embora a integração direta exija ferramentas e bibliotecas adicionais, o Protégé oferece a base para modelar o conhecimento e possibilitar a análise e o compartilhamento de dados de forma mais eficiente.

4 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

HL7 – Disponível em <https://hl7.org.br/> acessado em fevereiro de 2025.

DICOM – Disponível em <https://www.dicomstandard.org/> acessado em fevereiro de 2025.

DOCUMENTAÇÃO DO PROTÉGÉ – Disponível em <https://protegewiki.stanford.edu/wiki/ProtegeDesktopUserDocs> Acessado em jjaneiro 2025.

GITHUB – Disponível em <https://github.com/protegeproject/protege/releases/tag/5.6.5> acessado em janeiro de 2025.

POTÉGÉ – Disponível em <https://protege.stanford.edu/> acessado em janeiro de 2025.

SANCHES, H. M. ONTO-MAMA-NM: UM MODELO ONTOLÓGICO DE TRATAMENTO DE NEOPLASIA MAMÁRIA. Dissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica, Faculdade Gama, Universidade de Brasília, Brasília, 2017.

W3C: Web Ontology Language (OWL) – Disponível em <https://www.w3.org/OWL/> acessado em março de 2025.

1Faculdade do Gama (FGA/UnB)
email: hendersonmatsuura@yahoo.com.br
ORCID: 0000-0003-2354-3393

2Faculdade do Gama (FGA/UnB)
email: mariliamfg@unb.br