DEFINIÇÃO DE UMA ONTOLOGIA APLICADA AO FUTEBOL

Mário Joaquim Firmino Leite Faria

DISSERTAÇÃO

MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E DE

COMPUTADORESMAJOR AUTOMAÇÃO

ORIENTADOR: PROF. LUÍS PAULO REISCO-ORIENTADOR: ENG. PEDRO ABREU

17 DE JULHO DE 2009

2

Tecnologias da Representação de OntologiasOntologias e Conceitos do Domínio do FutebolDefinição da Ontologia Aplicada ao Futebol

Análise de Resultados

Conclusões e Trabalho Futuro

Estrutura da Apresentação

3 Representação de Ontologias

Conceitos Fundamentais

Linguagens de Representação

Ferramentas de Desenvolvimento

4

Conceitos Fundamentais

“Uma ontologia é uma especificação explícita de uma conceptualização”

Análise computacional de estruturas internas, algoritmos, inputs e outputs de sistemas implementados em teorias e termos conceptuais

Ontologia de Alto-

nível

Ontologia de Tarefa

Ontologia de

Aplicação

Ontologia de

Domínio

Principais Componentes

Classes Atributos

Relações

Instâncias

5

Classical Languages

Linguagens de Representação

Markup Languages

6

Linguagem OWL

Web Ontology Language Recomendação formal da

W3C em 2004 Suporta a inserção de regras

na linguagem SWRL Suporta a linguagem SQWRL

para queries à ontologia. Nova versão OWL 2, com

novas funcionalidades candidata a recomendação em 2009.

7 Ferramentas de DesenvolvimentoOntolingua WebODE SWOOP Knoodl

Altova SemanticWo

rks

TopBraid ComposerNeOn ToolkitOntoStudioDODDLE-

OWLProtégé

8

Ferramenta Protégé

9 Ontologias e Conceitos do Futebol

Ontologias do Futebol

RANWEZ Soccer Ontolog

y

SWAN Soccer Ontolog

y

Robot Soccer Ontolog

y

Linguagens de

Futebol Robótico

CLangCOACH UNILAN

G

Jogos Simulador

es de Futebol

PES 2009 FM 2009

10

Ontologias RANWEZ e SWAN

Proposta por Ranwez em 2002.

Anotação de informação presente em vídeos para a criação de sumários personalizados dos jogos.

Descrição de conceitos específicos do futebol.

Proposta por Möller em 2004.

Parte integrante do projecto SWAN (Semantic Web ANnotator).

Extracção de informação para a Web Semântica.

Descrição de conceitos do futebol.

RANWEZ Soccer Ontology SWAN Soccer Ontology

11

Robot Soccer Ontology

Proposta por Stanton e Williams em 2003. Descrição do domínio do futebol robótico para a competição RoboCup SONY

4-Legged League.

12

CLang

Linguagem disponível para treinar equipas no RoboCup Soccer Server.

Para diferentes grupos de investigação poderem trabalhar juntos.

Disponibilização de semânticas claras

Baseada em conceitos de Baixo-nível

13

COACH UNILANG

Desenvolvida por Reis e Lau em 2001.

Treino de equipas de futebol robótico na modalidade de simulação 2D.

Baseada em vários conceitos extraídos do futebol real.

Boa representação de conceitos de Alto-nível

14

Simuladores de Futebol

Utilizadores controlam as acções dos jogadores.

Características dos Jogadores Formações das Equipas

Utilizadores desempenham o papel de treinador e gestor de uma equipa.

Estratégias e Ordens às Equipas

PES 2009 FM 2009

15Definição da Ontologia Aplicada ao Futebol

Definições Estruturais

Área Conceptuais

Relações Conceptuais

Tipos de Dados

Definição de Conceitos

Representação de Objectos

Regiões de Campo

Representação deCondições

Representação de Acções

Situações de Jogo

Atributos dos Jogadores

Regiões de Equipa

Posicionamentos e Formações

Tácticas de Equipa

16

Áreas Conceptuais

Jogo de Futebol

Objectos

Períodos

Eventos

Situações

Jogadores

Equipas

17

Relações Conceptuais

18

Tipos de Dados

Ontologia do

Futebol

Dados Dinâmicos

Dados Estáticos

19Objectos

Abstractos

Equipas

OurTeam

OppTeam

Concretos

Estáticos

Campo

Móveis

Bola

Jogadores

Nossos Jogadores

OurPlayer01

OurPlayer02

OurPlayer03

...

Jogadores Oponentes

OppPLayer01

OppPlayer02

OppPlayer03

...

Objectos

Jogadores

Relações na Ontolo

gia

Conceitos Definidos

Dados

Dinâmicos

Objectos

Equipas

Relações na Ontolo

gia

Conceitos

Definidos

Dados dos Jogadores

Representação de Objectos

20

Regiões do Campo

21

Representação de Condições

Para a representação de Acções

Baseadas em relações entre os objectos

Representação de momentos específicos do jogo

Condições

de Distâncias

de Bola

de Jogadores

22

Representação de Acções

Perspectiva ofensiva Baseadas em Condições Dependentes do estado da bola

Pontapé Recepção

Passe Longo Interceptado

Drible

23

Situações de Jogo

Representação dos Estados do Jogo

Our Attack

Opp Attack

Our CounterAtta

ck

Opp Counter Attack

24

Atributos dos Jogadores

Tipos de Atributos

Precisões de

Execução

Capacidades de

Execução

Velocidades

Máximas

Comportamentos

Tendenciais

25

Regiões de Equipa

Utilização das propriedades relacionadas com as equipas.

Regiões dinâmicas cuja proporção varia em tempo real.

Para a determinação das posições de campo dos jogadores e formações da equipas.

26

Posicionamentos e Formações

27

Tácticas das EquipasEstilo de Passe

Curto

Misto

Longo

28 Análise de Resultados

Actividades de Teste da Ontologia

Consultas aos Objectos Jogadores

Consultas aos Objectos Equipas

Avaliação dos Conceitos da Ontologia

Inquérito aos Especialistas de

Domínio

Análise de Conceitos

29

Consultas aos Objectos Jogadores

30

Consultas aos Objectos Equipas

TeamOur Team

Width

38

Lenght

47

Opp TeamWidth

37

Lenght

37

31

Inquérito aos Especialistas de Domínio

Indivíduos ligados ao mundo do futebol Verificação da qualidade dos conceitos definidos Abordagem aos conceitos mais subjectivos e

interessantes, para uma boa adesão dos inquiridos Web site para questionários online e distribuição

via E-mail. Adesão: 80% visualizaram a página, desses, 60%

iniciaram a resposta ao questionário, e desses, 60% responderam a todas as perguntas do inquérito.

Duração média de cerca de 30 minutos.

32

Análise de Conceitos

de tipos de acções dos jogadores de tipos de atributos dos jogadores de estratégias das equipas de posicionamentos e formações

33Conclusões e Trabalho Futuro

34

Conclusões

Efectuado um amplo estudo do estado da arte Ontologias já existentes, apenas descrevem

conceitos Efectuado um estudo dos conceitos presentes

em linguagens de futebol robótico e em simuladores

Criação de um modelo complexo do domínio a partir de informações não trabalhadas

Identificação de eventos e situações presentes no jogo, visando uma análise aos comportamentos dos jogadores e das equipas

35

Conclusões

Tecnologias da representação não permitem a completa representação de alguns conceitos

Conceitos referentes a Objectos, Regiões, Períodos, Jogadores, Equipas definidos de uma forma estável

Conceitos referentes a Eventos e Situações não foram devidamente testados

Questionário aos especialistas apenas visou alguns conceitos representados pela ontologia

Abordou-se conceitos não consensuais, para obtenção de diferentes pontos de vista.

Conceitos avaliados, bem definidos na sua generalidade.

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Trabalho Futuro

Aplicação da Ontologia em Sistemas Baseados em Inteligência Artificial

Integração num Sistema de Análise e Simulação de Jogos de Futebol

Estruturação clara da Ontologia permite a integração futura de novos conceitos que sejam pretendidos.