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DENDRAL- El Primer Sistema Experto Basado en Conocimiento-

Ruth Santana Tejero

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ndice general

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1. DENDRAL 21.1. Origenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Motivacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3. DENDRAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3.1. Fases de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4. META-DENDRAL y GENOA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5. Por qu no consideramos a DENDRAL como el primer Sistema

Experto? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Bibliografa 5

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CAPTULO1

DENDRAL

1.1. OrigenesEl proyector DENDRAL tuvo sus orgenes en 1965, cuando Feighembaum,

tras instalarse en la Universidad de Stanford, comenz a trabajar con el profesor

Joshua Lederberg, especializado en Qumica Molecular. Ambos investigadores,compartan la misma inquietud: la posibilidad de usar los ordenadores paramodelar el pensamiento cientco

1.2. MotivacinUna molcula se pude considerar como un grafo donde cada nodo representa

un tomo y cada eje que une dos nodos, la unin qumica que existe entre ambos.

Para conocer la estructura de una molcula, se utiliza un espectrmetromsico que permite, a travs de un haz de electrones, dividir la molcula endistintos iones. Estos iones o fragmentos son acelerados y medidos unos por uno,ordenndose por su nmero msico. El anlisis de estos fragmentos, tal y comose explica posteriormente, da lugar al conocimiento de la estructura inicial de lamolcula. El principal problema que aparace en dicho estudio es la aleatoriedadque se produce en la fragmentacin de molculas complejas, no siempre seproduce del mismo modo; se considera que el bombardeo de electrnes esuna fuerza no determinista. Entonces, cmo se pueden obtener los resultados

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deseados?

Un programa que permitiera enumerar todas las estructuras posibles que seajustan a los datos de partida, datos obtenidos del espectrmetro msico, y queelimine aquellos que no cumplen las restricciones, lograra anlisis ms ecientesde molculas complejas, ya que este tipo de problemas son de complejidadexponencial.

1.3. DENDRALEs un sistema experto que permite resolver la cuestin planteada anteriormen-

te a travs de un proceso de bsqueda de generacin y prueba jerrquica que sedivide en tres partes funcionales: plan, generacin y prueba. Su base de conoci-mientos se desglosa en dos conjuntos de reglas correspondientes a cada una de lasfases de desarrollo del sistema.

1.3.1. Fases de diseoJ. Lederber, en [ 4], realiza la descripcin autobiogrca del desarrollo de

este sistema. A lo largo de este documento se distiguen dos fases de diseo biendiferenciadas que se detallan a continuacin.

Primera Fase Consista en calcular todos los compuestos que podan dan lugaral nmero msico de la molcula inicial, teniendo en cuenta el nmero m-sico de cada uno de los tomos en los que se divida el compuesto y lasrestricciones de valencia. Estas restricciones permitieron podar el rbol deposibles soluciones rpidamente, reduciendo el coste computacional de labsqueda exhaustiva que se estaba realizando.

Segunda Fase Intentaba modelar el procedimiento inferencial del experto qumi-co para encontrar la estructura molecular de la combinacin que se consi-deraba solucin: representar dicha estructura en forma de grafo.

1.4. META-DENDRAL y GENOAMETA-DENDRAL es un sistema de auto-aprendizaje que permita inducir

sus propias reglas a partir de la instrospeccin de datos de entrada procedentesde la fragmentacin del espectrmetro msico de molculas cuya estructura es

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conocida.

DENDRAL y posteriormente su mejora META-DENDRAL tan slo fueronusados por investigadores y universidades. La versin ms reciente del generadorde estructuras interactivo, GENOA, ha sido autorizada para uso comercial;aunque su uso principalemnte est limitado a la investigacin acadmica.

1.5. Por qu no consideramos a DENDRAL comoel primer Sistema Experto?

A lo largo de la literatura sobre la historia de los sistemas expertos, mencionana DENDRAL como uno de los primeron, pero no es es que realmente se considerael precursor de los KBS ( Knowledge Based Systems ) posteriores. Este papel estasignado a MYCIN un sistema que permita identicar las posibles enfermedadesque los organismos podan causar en la sangre y recomendar una terapia adecuadapara dicha enfermedad. Adems, este sistema tena la caracterstica de razonarhacia atrs: indicar los motivos toma una determinada decisin.

Aunque MYCIN se desarroll posteriormente a DENDRAL, es considerado

el pionero de los sistemas expertos, porque introduce la separcin entre la base deconocimiento y el motor de inferencia. En DENDRAL, el conocimiento estabamezclado con el software que constitua el sistema; esto complicacaba el diseode un sistema experto, en otro dominio, que tuviera los mismos principios dediseo que DENDRAL.

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Bibliografa

[1] Alice Agogino. Introduction to expert systems. http://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.html .

[2] Foro de IA. Introduccin 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 Shefeld. Articial inte-lligence course. http://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppt .

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http://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.htmlhttp://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.htmlhttp://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.htmlhttp://www.fortunecity.com/skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htmhttp://www.fortunecity.com/skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htmhttp://www.fortunecity.com/skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htmhttp://smi-web.stanford.edu/projects/history.htmlhttp://smi-web.stanford.edu/projects/history.htmlhttp://profiles.nlm.nih.gov/BB/A/L/Y/P/http://profiles.nlm.nih.gov/BB/A/L/Y/P/http://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppthttp://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppthttp://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppthttp://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppthttp://www.dcs.shef.ac.uk/~njw/COM1070/COM1070_AI_week3.ppthttp://profiles.nlm.nih.gov/BB/A/L/Y/P/http://smi-web.stanford.edu/projects/history.htmlhttp://smi-web.stanford.edu/projects/history.htmlhttp://www.fortunecity.com/skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htmhttp://www.fortunecity.com/skyscraper/chaos/279/docs/dendral.htmhttp://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.htmlhttp://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.html