Ontoilper: an ontology- and inductive logic programming-based method to extract instances of entities and relations from texts - Lima, Rinaldo José de (2014)
A área de Extração de Informação (IE) visa descobrir e estruturar informações dispostas em documentos semi-estruturados ou desestruturados. O Reconhecimento de Entidades Nomeadas (REN) e a Extração de Relações (ER) são duas subtarefas importantes em EI. A primeira visa encontrar entidades nomeadas, incluindo nome de pessoas e lugares, entre outros; enquanto que a segunda, consiste na detecção e caracterização de relações que envolvem as entidades nomeadas presentes no texto. Como a tarefa de criar manualmente as regras de extração para realizar REN e ER é muito trabalhosa e onerosa, pesquisadores têm voltado suas atenções na investigação de como as técnicas de aprendizado de máquina podem ser aplicadas à EI a fim de tornar os sistemas de ER mais adaptáveis às mudanças de domínios. Como resultado, muitos métodos do estado-da-arte em REN e ER, baseados em técnicas estatísticas de aprendizado de máquina, têm sido propostos na literatura. Tais sistemas normalmente empregam um espaço de hipóteses com expressividade propositional para representar os exemplos, ou seja, eles são baseado na tradicional representação atributo-valor. Em aprendizado de máquina, a representação proposicional apresenta algums fatores limitantes, principalmente na extração de relações binárias que exigem não somente informações contextuais e estruturais (relacionais) sobre as instâncias, mas também outras formas de como adicionar conhecimento prévio do problema durante o processo de aprendizado. Esta tese visa atenuar as limitações acima mencionadas, tendo como hipótese de trabalho que, para ser eficiente e mais facilmente adaptável às mudanças de domínio, os sistemas de EI devem explorar ontologias e recursos semânticos no contexto de um arcabouço para EI que permita a indução automática de regras de extração de informação através do emprego de técnicas de aprendizado de máquina. Neste contexto, a presente tese propõe um método supervisionado capaz de extrair instâncias de entidades (ou classes de ontologias) e de relações a partir de textos apoiando-se na Programação em Lógica Indutiva (PLI), uma técnica de aprendizado de máquina supervisionada capaz de induzir regras simbólicas de classificação. O método proposto, chamado OntoILPER, não só se beneficia de ontologias e recursos semânticos, mas também se baseia em um expressivo espaço de hipóteses, sob a forma de predicados lógicos, capaz de representar exemplos cuja estrutura é relevante para a tarefa de EI consideradas nesta tese. OntoILPER automaticamente induz regras simbólicas para classificar exemplos de instâncias de entidades e relações a partir de um modelo de representação de frases baseado em grafos. Tal modelo de representação é uma das constribuições desta tese. Além disso, o modelo baseado em grafos para representação de frases e exemplos (instâncias de classes e relações) favorece a integração de conhecimento prévio do problema na forma de um conjunto reduzido de atributos léxicos, sintáticos, semânticos e estruturais. Diferentemente da maioria dos métodos de EI (uma pesquisa abrangente é apresentada nesta tese, incluindo aqueles que também se aplicam a PLI), OntoILPER faz uso de várias subtarefas do Processamento de Linguagem