Este documento describe la creación de una ontología para el área de la energía, las industrias y los recursos naturales no renovables de la Universidad Nacional de Loja utilizando Protégé. Se explica brevemente la web semántica, las ontologías y sus componentes. Luego, se detalla la creación de la ontología en Protégé, incluyendo la definición de clases, atributos, relaciones y visualización de la estructura jerárquica. Finalmente, se muestra el código para visualizar las clases, relaciones e individ

1. Creación de una Ontología para el Área de la Energía, las Industrias y
los Recursos Naturales No Renovables de la Universidad Nacional de
Loja utllizando Protége
Jorge Mejía
Universidad Nacional de Loja
Vanessa Erraez
Universidad Nacional de Loja
Resúmen
En el presente artículo se abordará los temas de Web Semántica y Ontologías. La Web está
a punto de sufrir un nuevo cambio: la información que aparece en Internet va a poder inter-
pretarse por los ordenadores sin necesidad de intervención humana, es la denominada Web
Semántica. Para que esto ocurra, es necesario que la información de las páginas web se codifi-
que mediante ontologías. Las ontologías representarán el conocimiento de Internet, definiendo
formalmente los conceptos de los diferentes dominios y sus relaciones, con capacidad para
realizar deducciones con este conocimiento
Introducción
Actualmente, la Web es un espacio preparado para el
intercambio de información diseñado para el consumo
humano. Las páginas web son creadas por personas para
ser entendidas por personas. No existe un formato común
para mostrar la información, por lo cual, los desarrolladores
de páginas web crean sus páginas dependiendo de los
potenciales usuarios que van a visitarlas. Los actuales
browsers de web realizan la búsqueda de información,
con más o menos fortuna, mediante palabras clave que
aparecerán en el código HTML de las páginas web dispersas
en Internet. En los últimos años, algunas empresas están
realizando anotaciones de datos introducidas dentro de
este código HTML, siguiendo algún esquema de anotación
común, normalmente basado en XML.
Otra carencia de la situación actual es que, con los
estándares web del momento, no se puede diferenciar entre
información personal, académica, comercial, etc. Es decir,
cuando un buscador web realiza una consulta con algunas
palabras clave, normalmente aparece información que no
es útil porque no corresponde a lo que estamos buscando.
Además no todas las páginas proporcionan igual cantidad
de información, debido precisamente a que no existe un
formato o convenio que nos diga qué contenido debemos
añadir a las páginas web.
Es indudable que las ventajas que ofrece Internet son enor-
mes a la hora de buscar información, pero adolece de una
manera de encontrar información de forma precisa y de po-
der realizar deducciones con la información existente.
Web Semántica
Definición
La web semántica es un área pujante en la confluencia de
la Inteligencia Artificial y las tecnologías web, que propone
nuevas técnicas y paradigmas para la representación del
conocimento que faciliten la localización, compartición e
integración de recursos a través de la WWW.
La web semántica mantiene los principios que han hecho
un éxito de la web actual, como son los principios de des-
centralización, compartición, compatibilidad, o la apertura al
crecimiento y uso no previstos de antemano. En este contex-
to un problema clave es alcanzar un entendimiento entre las
partes: usuarios, desarrolladores y programas de muy diver-
so perfil. La web semántica rescata la noción de ontología
del campo de la Inteligencia Artificial como vehículo para
cumplir este objetivo (Castells, s.f.).
Infraestructura de la Web Semántica
(Lluís Codina, s.f.).
Unicode + URI
Unicode es un sistema internacional estándar que pro-
porciona un número único para cada carácter, sin im-
portar la plataforma ni el programa. Esto permite re-
presentar caracteres de cualquier idioma con una codi-
ficación unificada. Uniform Resource Identifier (URI)
es un sistema de direccionamiento e identificación de
recursos. El sistema que usamos actualmente para ac-
ceder a los recursos de la Web (URL) es una parte de
URI.

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XML+NS+XML SCHEMA
eXtended Markup Language (XML) es un sistema que
permite definir lenguajes de marcas para usos especí-
ficos. Name Spaces (NS) permite combinar diversos
lenguajes de marcado creados con XML en un mismo
documento. XML Schema sirve para definir tipos de
documentos complejos en los que se pueden especifi-
car tipos de datos, listas de componentes y restriccio-
nes similares a las del diccionario de datos típico de
una base de datos.
RDF + rdfschema
Resource Description Framework (RDF) es un modelo
de representación de metadatos que, entre otras cosas,
permite representar recursos digitales tales como sitios
o páginas web. RDF está concebido para representar
cualquier clase de recursos (no solamente páginas pu-
blicadas en la web). RDF Schema, por su parte, es una
extensión de RDF que aporta un lenguaje con mayor
capacidad para representar relaciones semánticas com-
plejas.
Ontology vocabulary
Una ontología es una especificación formal de un do-
minio del conocimiento que, en su expresión más sim-
ple, se identifica con una taxonomía. Una taxonomía
consiste en una jerarquía de conceptos y sus relacio-
nes del tipo clase-subclase. Una ontología formaliza
la relación de clase, añade otras relaciones y especi-
fica propiedades para individuos y clases. Ontology-
vocabulary se refiere a una ontología concreta sobre
un dominio concreto del conocimiento.
Logic
En este contexto, logic se refiere al estudio de las re-
glas formales que permiten determinar si un razona-
miento se sigue de sus premisas. La lógica estudia, por
tanto, la estructura de los razonamientos válidos. Se
espera que los ordenadores del futuro puedan efectuar
razonamientos sobre los recursos y servicios de la Web
combinando los conocimientos expresados en las on-
tologías, los hechos declarados en los metadatos y la
aplicación de reglas lógicas.
Proof
En este contexto, Proof (prueba) significa demostra-
ción [matemática]. Se considera que un ordenador al-
canza la máxima fiabilidad en sus razonamientos cuan-
do es capaz de realizar demostraciones o, lo que es lo
mismo a efectos prácticos, cuando es capaz de justifi-
car el motivo por el cual tomó (o aconsejó tomar) una
decisión.
Trust (+ Digital Signature)
La última capa, Trust (confianza) debe servir para otor-
gar confianza a las transacciones en la Web a través
que se llevarán a cabo no solamente entre usuarios y
sitios web sino también entre programas de software; y
todo ello tanto en el plano C2B (consumer to business)
como en el B2B (business to business). La Digital Sig-
nature (firma digital) proporcionará soporte específico
a esta capa, tal como muestra el diagrama.
Representación gráfica de la infraestructura de la Web Se-
mántica.
Figura 1. Infraestructura de la Web Semántica
Campos de Aplicación de la Web Semántica
Entre los campos de aplicación donde las nuevas ideas
de la web semántica pueden tener utilidad podemos citar:
(Castells, s.f.)
Comercio electrónico.
Gestión del conocimiento corporativo
Búsqueda de información en la web
Procesamiento del lenguaje natural
Enseñanza
Turismo
Patrimonio cultural
Ontologias
Definición
Una ontología es una taxonomía de conceptos con atribu-
tos y relaciones, que proporciona un vocabulario consensua-
do para definir redes semánticas de unidades de información.
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interrelacionadas.
Las ontologías son acuerdos, en un contexto social, para cu-
brir una serie de objetivos. Se crean, entre otras cosas, para:
Permitir el intercambio de datos entre programas.
Simplificar la unificación (o traducción) de distintas
representaciones.
Facilitar la comunicación entre personas.(Alvarez, s.f.)
Componentes de una Ontología
(1, s.f.) Las ontologías tienen los siguientes componentes
que servirán para representar el conocimiento de algún do-
minio.
Conceptos
Son las ideas básicas que se intentan formalizar. Los
conceptos pueden ser clases de objetos, métodos, pla-
nes, estrategias, procesos de razonamiento, etc
Relaciones
representan la interacción y enlace entre losconceptos
del dominio. Suelen formar la taxonomía del dominio.
Por ejemplo: subclase-de, parte-de, parte-exhaustiva-
de, conectado-a, etc
Funciones
Son un tipo concreto de relación donde se identifi-
ca un elemento mediante el cálculo de una función
que considera varios elementos de la ontología. Por
ejemplo, pueden aparecer funciones como categorizar-
clase, asignar-fecha, etc
Instancias
Se utilizan para representar objetos determinados de
un concepto.
Protegé
Protege es un programa de ciencias de la compu-
tación que proporciona las herramientas necesarias pa-
ra construir modelos de dominio y las aplicaciones ba-
sadas en el conocimiento de la tecnología basada en
ontologías . Ontología , a los efectos de la informática
, define las primitivas de representación que ayuden a
los dominios de modelado de acuerdo a clases, propie-
dades y relaciones entre las clases dentro del dominio.
Protege - OWL permite a los usuarios crear dominios
ontológicos para la web semántica con referencia a la
Web Ontología Language (OWL ) . Hay varias herra-
mientas con las que podrás interactuar durante el uso
Protege. (TanianaRodríguez, s.f.)
• Es gratis, open source.
• Está basado en Java, es extendible.
• Es un editor de ontologías y marco de trabajo de
bases de conocimiento.
• Define la estructura de una ontología.
• Define y administra instancias
Owl propiedades
Propiedades OWL representan las relaciones entre los
dos objetos. Hay dos propiedades principales:
• Propiedades del objeto: link objeto a objeto .
• Propiedades de tipo de datos: vínculo de objeto
de tipo de datos de esquema XML o RDF: literal.
OWL tiene otra propiedad - propiedades de anotación,
para ser utilizado para agregar información de anota-
ción a las clases, los individuos, y las propiedades.
Restricciones de propiedad
En OWL, las propiedades se utilizan para crear restric-
ciones. Las restricciones se utilizan para restringir los
individuos que pertenecen a una clase
La ventana principal de Protege es la siguiente:
Figura 2. Ventana principal de Protege
Jena
Jena es una libreria java para trabajar con la web se-
mántica. Permite hacer consultas SPARQL (lenguaje
sql para rdf). Rdf se estructura en tripletas de infor-
mación (formato turtle) de la siguiente forma: "sujeto
predicadoobjeto", donde sujeto es el recurso (una uri);
predicado es una propiedad y objeto el valor de di-
cha propiedad (la propiedad normalmente es un enla-
ce también , ya que la web semántica es información
"muy repartida"por distintos recursos. Es un marco de
código abierto para la Web Semántica escrito en Ja-
va.Jena está compuesto de:
• API de procesamiento de RDF.
• API de procesamiento de OWL.
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• Un motor de razonamiento basado en reglas
• Un motor de consultas SPARQ
Creación de la Ontología del Área de la Energía,
las Industrias y los Recursos Naturales no
Renovables del Universidad Nacional de Loja de
con Protege
• En Classes podemos crear las clases y subclases
como se muestra en la Figura 3.
Figura 3. Clases y subclases de la Ontologia
• En Data Properties creamos los atributos, do-
minio y rango de las clases y subclases.
La Figura 4 representa a los atributos de las cla-
ses y subclases.
Figura 4. Atributos
La Figura 5 representa el dominio de las clases y
subclases.
Figura 5. Dominio
La Figura 6 representa el rango de las clases y
subclases.
Figura 6. Rango
• Seleccionando Object Properties podemos
crear las diferentes relaciones.
Figura 7. Creacion de las relaciones
• La Figura 8 representa la creación de la Relación
cursan e inversa son_estudiadas_por.
Estudiantes_Mod_I cursan Materias_Mod_I.
Materias_Mod_I son_estudiadas_por los
Estudiantes_Mod_I.
Figura 8. Relación cursan e inversa
• La figura 9 representa la creación de la Relación
dicta e inversa es_dictada.
Docentes dicta Materias_Mod_X.
Materias_Mod_X es_dictada por Docentes.
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Figura 9. Relación dicta e inversa
• La figura 10 representa la creación de la Relación
pueden_recibir e inversa son_impartidas_a.
Estudiantes_Mod_II pueden_recibir Mate-
rias_Mod_I y Materias_Mod_II.
Materias_Mod_I y Materias_Mod_II
son_impartidas_a Estudiantes_Mod_II.
Figura 10. Relación pueden_recibir e inversa
• La figura 11 representa la creación de la Relación
recibe e inversa son_recibidas .
Estudiantes_Mod_X recibe Materias_Mod_X
Materias_Mod_X son_recibidas por
Estudiantes_ModX
Figura 11. Relación recibe e inversa
• Seleccionando OntoGraf se visualiza la estruc-
tura jerárquica de la Ontología .
Figura 12. Estructura jerárquica de la Ontología
Código
En la figura 13 se muestra el códido que nos permite
mostrar la lista de clases y subclases, lista de realcio-
nes y lista de individuos.
Figura 13. Código
La figura 14 representa la ventana principal en donde
podemos visualizar las relaciones, individuos, clases y
subclases.
Figura 14. Ventana Principal
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Al pulsar el botón Clases se visualiza la lista de las
clases y subclases como se muestra en la figura 15.
Figura 15. Ventana Principal
Al pulsar el botón Individuos se visualiza la lista de los
individuos como se muestra en la figura 16.
Figura 16. Ventana Principal
Al pulsar el botón Relaciones se visualiza la lista de
todas las relacionescomo se muestra en la figura 17.
Figura 17. Ventana Principal
Código disponible en: https://github.com/Sjlmejia/Examen4
/tree/master/Web %20Semantica
Conclusiones
• La Web Semántica se basa en dos conceptos fun-
damentales como son descripción y manipula-
ción.
• Las ontologías permiten trabajar con conceptos,
en lugar de palabras clave, en los sistemas de re-
cuperación de información.
• Una ontología es una taxonomía de conceptos
con atributos y relaciones, que proporciona un
vocabulario consensuado para definir redes se-
mánticas de unidades de información interrela-
cionadas.
Referencias
1, A. L. T. (s.f.). Ontologías en
la web semántica. Descargado de
http://www.anobium.es/docs/gcf ichas/doc/68ERfhjkmv.pd f
Alvarez, C. (s.f.). OntologÍas. Descargado de
http://www.infor.uva.es/ sblanco/Tesis/Ontolog
C3 ADas.pdf
Castells, P. (s.f.). Aplicación de técni-
cas de la web semántica. Descargado de
http://arantxa.ii.uam.es/ castells/publications
/coline02.pdf
Lluís Codina, C. R. (s.f.). La web semántica. Descargado de
http://eprints.rclis.org/8899/1/websemantica.pd f
TanianaRodríguez, J. A. (s.f.). Protege. Descargado de
http://www.ing.ula.ve/ aguilar/actividad-docente/IA/
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