DENDRAL
- El Primer Sistema Experto Basado en Conocimiento-
Ruth Santana Tejero
Índice general
Índice general
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1. DENDRAL
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1.1. Origenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. DENDRAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. Fases de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. META-DENDRAL y GENOA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. ¿Por qué no consideramos a DENDRAL como el primer Sistema Experto? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bibliografía
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CAPÍTULO 1
DENDRAL
1.1. Origenes El proyector DENDRAL tuvo sus orígenes en 1965, cuando Feighembaum, tras instalarse en la Universidad de Stanford, comenzó a trabajar con el profesor Joshua Lederberg, especializado en Química Molecular. Ambos investigadores, compartían la misma inquietud: la posibilidad de usar los ordenadores para modelar el pensamiento científico
1.2. Motivación Una molécula se pude considerar como un grafo donde cada nodo representa un átomo y cada eje que une dos nodos, la unión química que existe entre ambos. Para conocer la estructura de una molécula, se utiliza un espectrómetro másico que permite, a través de un haz de electrones, dividir la molécula en distintos iones. Estos iones o fragmentos son acelerados y medidos unos por uno, ordenándose por su número másico. El análisis de estos fragmentos, tal y como se explica posteriormente, da lugar al conocimiento de la estructura inicial de la molécula. El principal problema que aparace en dicho estudio es la aleatoriedad que se produce en la fragmentación de moléculas complejas, no siempre se produce del mismo modo; se considera que el bombardeo de electrónes es una fuerza no determinista. Entonces, ¿cómo se pueden obtener los resultados 2
deseados? Un programa que permitiera enumerar todas las estructuras posibles que se ajustan a los datos de partida, datos obtenidos del espectrómetro másico, y que elimine aquellos que no cumplen las restricciones, lograría análisis más eficientes de moléculas complejas, ya que este tipo de problemas son de complejidad exponencial.
1.3. DENDRAL Es un sistema experto que permite resolver la cuestión planteada anteriormente a través de un proceso de búsqueda de generación y prueba jerárquica que se divide en tres partes funcionales: plan, generación y prueba. Su base de conocimientos se desglosa en dos conjuntos de reglas correspondientes a cada una de las fases de desarrollo del sistema.
1.3.1. Fases de diseño J. Lederber, en [4], realiza la descripción autobiográfica del desarrollo de este sistema. A lo largo de este documento se distiguen dos fases de diseño bien diferenciadas que se detallan a continuación.
Primera Fase Consistía en calcular todos los compuestos que podían dan lugar al número másico de la molécula inicial, teniendo en cuenta el número másico de cada uno de los átomos en los que se dividía el compuesto y las restricciones de valencia. Estas restricciones permitieron podar el árbol de posibles soluciones rápidamente, reduciendo el coste computacional de la búsqueda exhaustiva que se estaba realizando.
Segunda Fase Intentaba modelar el procedimiento inferencial del experto químico para encontrar la estructura molecular de la combinación que se consideraba solución: representar dicha estructura en forma de grafo.
1.4. META-DENDRAL y GENOA META-DENDRAL es un sistema de auto-aprendizaje que permitía inducir sus propias reglas a partir de la instrospección de datos de entrada procedentes de la fragmentación del espectrómetro másico de moléculas cuya estructura es 3
conocida. DENDRAL y posteriormente su mejora META-DENDRAL tan sólo fueron usados por investigadores y universidades. La versión más reciente del generador de estructuras interactivo, GENOA, ha sido autorizada para uso comercial; aunque su uso principalemnte está limitado a la investigación académica.
1.5. ¿Por qué no consideramos a DENDRAL como el primer Sistema Experto? A lo largo de la literatura sobre la historia de los sistemas expertos, mencionan a DENDRAL como uno de los primeron, pero no es es que realmente se considera el precursor de los KBS ( Knowledge Based Systems) posteriores. Este papel está asignado a MYCIN un sistema que permitía identificar las posibles enfermedades que los organismos podían causar en la sangre y recomendar una terapia adecuada para dicha enfermedad. Además, este sistema tenía la característica de razonar hacia atrás: indicar los motivos toma una determinada decisión. Aunque MYCIN se desarrolló posteriormente a DENDRAL, es considerado el pionero de los sistemas expertos, porque introduce la separción entre la base de conocimiento y el motor de inferencia. En DENDRAL, el conocimiento estaba mezclado con el software que constituía el sistema; esto complicacaba el diseño de un sistema experto, en otro dominio, que tuviera los mismos principios de diseño que DENDRAL.
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Bibliografía
[1] Alice Agogino.
Introduction to expert systems. http://best.me. berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.html .
[2] Foro de IA. Introducción a dendral. http://www.fortunecity.com/ skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htm . [3] Standford Medical Informatics. Historical projects. http://smi-web. stanford.edu/projects/history.html . [4] Joshua Lederberg. How dendral was conceived and born (november 5, 1987). http://profiles.nlm.nih.gov/BB/A/L/Y/P/ . [5] Department of Computer Science University of Sheffield. Artificial intelligence course. http://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/ COM1070_AI_week3.ppt .
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