DENDRAL - Identify Organic Compounds from Mass Spectrometer Data

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Os voy a hacer una traducción que no es del todo literal [ver texto original]

1. Historia y desarrollo del DENDRAL

Creado a mediados de los 60 por Ed Feigenbaum y otros en la Universidad de Standford, DENDRAL fue el primer sistema experto desarrollado [1, 2, 3]. Fue utilizado durante una década por químicos, genetistas y científicos de computadoras, este sistema tuvo un uso de sistema funcional.

2. Problemas que domina.

La exacta compleja estructura de las moléculas es muy díficil de determinar; aún así, es necesario en este orden, por ejemplo, determinar un antídoto para un veneno natural todavía no descubierto. Teniendo un experto en química orgánica que conozca la fórmula molecular y una composición, el o ella debe proveer de posibles estructuras de muchos millones de configuraciones moleculares posibles. El experto usará su experiencia pasada y su evidencia en formular un "pattern" espectrográfico.

DENDRAL es un programa interactivo que utiliza la fórmula molecular, los datos del espectrograma y la heurística de conocimiento sobre química orgánica y genetista. DENDRAL utiliza los datos que le dan para realizar una búsqueda de la estructura molecular , explora las posibles configuraciones moleculares con la estructura adecuada.[4]

3. Qué beneficios dio DENDRAL en la investigación de sistemas expertos.

DENDRAL fue el primer ejemplo de la estructura básica de un sistema experto: problemas resueltos y formalizados con un conocimiento específico (en la forma de un sistema de reglas). Tuvo habilidad de explorar y abandonar posibles soluciones (goal) y es considerada como una de las más tempranas y existosos sistemas espertos que dominan un problema específico.

Muchos sistemas expertos nacieron a partir de DENRAL. Dos de los mas conocidos fueron el Meta-DENDRAL y GENOA. Meta-DENDRAL, desarrollado a principios de los 70, es un sistema experto que puede crear su propio sistema de reglas DENDRAL. GENOA, la más reciente versión, ha sido utilizada comercialmente recientemente[5].

DENDRAL podría ser descrito como un temprano "estudio de casos". De todos modos muestra la posibidad de formalizar el conocimiento científico y la resolución de problemas heurísticos basado en reglas de un sistema experto. Más específicamente, fue el sistema pionero en el plan-generate-test de búsqueda del paradigma.

3. Fue DENDRAL comercialmente exitoso?

En algunas clases de estructuras moleculares, DENDRAL es efectivo comparablemente a los expertos humanos [5]. Fue utilizado como utilidad de análisis de estructuras tanto académicamente como en la industria. Y, el trabajo ha sido publicado en la literatura de ciencia química [5].

Referencias al final de la página.

 

English

1. What was the history and purpose of the development of DENDRAL?

Created in the mid 1960s by Ed Feigenbaum and others at Stanford University, DENDRAL was one of the earliest expert system developments [1, 2, 3]. Continuing over a decade of work by chemists, geneticists, and computer scientists, it had wide-spread use as a functional system.

1.1. What is the problem domain?

The exact molecular structure of complex compounds such as organic molecules is very difficult to determine; yet, it is necessary in order to, for example, determine an antidote for a previously undiscovered natural poison. Given that an expert in organic chemistry knows the molecular formula of a compound, he or she must guess possible structures from what is often millions of possible molecular configurations. The expert will use past experience and evidence in the form of spectrographic patterns (

1.2. What is DENDRAL's approach to the problem domain?

DENDRAL is an interactive program that uses the molecular formula, the spectrographic data, and the encoded heuristic knowledge of organic chemists and geneticists. DENDRAL uses a data driven approach to the molecular structure search -- it explores possible molecular configurations in the search for the true structure [4]. A goal driven approach is not used because there are too many candidate structures (goals).

2. How beneficial was DENDRAL with respect to research in expert systems?

DENDRAL was an early example of the basic structure of an expert system: problem solving behavior and formalized domain specific knowledge (in the form of a rule-based system). It had the ability to explore and abandon potential goal paths and is considered one of the earliest successes in focusing an expert system upon a domain specific problem.

2.1. What expert systems were an outgrowth from DENDRAL?

Many systems were spawned from DENDRAL. Two of the most noteworthy are Meta-DENDRAL and GENOA. Meta-DENDRAL, developed in the early 1970s, is an expert system that can create its own DENDRAL rules. GENOA, a more recent version, has been in commercial use recently [5].

2.2. What new concepts did DENDRAL develop?

DENDRAL could be described as an early case-study. As such, it showed the possibility of effectively formalizing scientific knowledge and problem solving heuristics in a rule-based expert system. More specifically, it was a pioneering system in the plan-generate-test search paradigm.

3. Was DENDRAL ever commercially successful or put into routine use?

In some classes of molecular structures, DENDRAL's effectiveness was comparable to human experts [5]. It had wide-spread use as a molecular structure analysis tool in both industry and academia. And, it's work has been widely published in the chemical science literature [5].

References

[1] Buchanan, B. G., Feigenbaum, E. A., "DENDRAL and Meta-DENDRAL: Their Applications Dimension", Artificial Intelligence, 11, 1978, pp. 5-24.
[2] Lederberg., J., "How DENDRAL Was Conceived and Born.", ACM Symposium on the History of Medical Informatics, National Library of Medicine, 1987.
[3] Lindsay, R. K., "Applications of Artificial Intelligence for Organic Chemistry: The DENDRAL project", McGraw-Hill Publishing, 1980.
[4] Luger, George F., Stubblefield, William A., "Artificial Intelligence and the Design of Expert Systems", Benjamin/Cummings Publishing, 1989.
[5] World Wide Web, http://www-camis.stanford.edu/research/history.html#DENDRAL, Jan 24, 1996.

Derek Merrill / Merrill@asu.edu / January 29, 1995