Paradigmas de sistemas expertos: DENDRAL

Veremos algunos ejemplos que han sido paradigmas de SE dentro de la IA.

Dendral : Reducción de grandes espacios de búsqueda mediante factorización (heurística).

Ayudar a los químicos a inferir la estructura de los componentes químicos a partir de los datos del espectro de masa.

Se partió de la técnica de generar y probar la cual depende de la forma en la que se desarrolla el espacio de estados y de predecir que ramas conducirán a la solución, hasta que profundidad se debe explorar una rama sin que se pierda una posible solución.

Fue el pionero en el cambio de enfoque hacia las estructuras de control dependientes del dominio.

MYCIN. El manejo de evidencia incierta.

Sistema para el diagnostico de infecciones bacterianas.

Se basa en conocimientos indefinidos y datos imprecisos en vez de los manejos del espacio del problema.

DENDRAL

El paradigma de búsqueda en espacios de estados. El cual se basa en una búsqueda a través de una red de nodos, donde cada uno representa un posible estado del problema, donde casi siempre una búsqueda exhaustiva de todo el espacio es imposible (explosión combinatoria). Un método es controlar la búsqueda en el espacio de estado basándose en la relación que hay entre los estados.

Una técnica muy conocida es la de “generar y probar”. Comenzando por algún estado inicial, se utiliza un generador para producir un conjunto de estados descendentes, se aplica entonces a ese conjunto una serie de pruebas de validez para reducirlo a un tamaño más manejable. Estas pruebas adoptan normalmente la forma de restricciones, también es posible incorporar estas restricciones al generador reduciendo el numero de estados descendientes a probar. El método “generar y probar” solo funciona, si cuando un estado se declara invalido, todos sus estados descendientes lo son.

DENDRAL, fue el primer sistema basado en conocimientos que utilizo el método de “generar y probar” para las conexiones de las estructuras de compuestos de química orgánica. El proyecto comenzó en 1965 con el objetivo de proporcionar un soporte en la computadora a los químicos, profesionales que no eran expertos en determinadas técnicas analíticas y tubo tal éxito que inspiro a la creación del área de los sistemas expertos en la IA.

La tarea de la aplicación.

DENDRAL: es un sistema diseñado para ayudar a los químicos a determinar la estructura de algún compuesto desconocido, con especial énfasis e el uso de los datos provenientes de un espectrometro de masas.

El programa de planificación de DENDRAL

En la practica hizo falta un programa de planificación para producir las restricciones a la hora de generar. El ciclo completo es PLANFICAR – GENERAR – PROBAR.

Con el planificador se evita la generación superflua y simplifica la fase de prueba.

Semejante a MYCIN, DENDRAL no pretende simular los procesos interpretativos que utilizan los químicos. No obstante si pretende complementar los métodos de estos.

Con la planificaron se infiere una lista con las estructuras necesarias(1) y con las prohibidas (2) las cuales ayudaran, mas tarde a limitar las estructuras proporcionadas por el generador .

(1) Lista correcta (2) Lista incorrecta

Ejemplo de regla:

R1: Si hay dos picos de las unidades de masa X1 y X2, de modo que
X1 + X2 = M + 28
X1 – 28 es un pico alto
X2 – 28 es un pico alto
Al menos, o X1 es alto o X2 es alto
Entonces CETONA

R2: Si se satisface las condiciones para ser una CETONA
43 es un pico alto
58 es un pico alto
M – 43 es un pico bajo
M – 15 es bajo o, posiblemente 0
Entonces METIL-CETONA.

Encadenando hacia delante si se aplica la regla R1 el PLANIFICADOR puede considerar aquellas reglas que tenga en sus condiciones el grupo CETONA.

R3: Si es CETONA y …… Entonces ETIL-CETONA.

O sea encadena con las reglas R2 y R3 de acuerdo con su espectro de masa y la correcta la incluye en la lista correcta y la otra en la lista incorrecta. Lo cual permite al planificador determinar la posición de un grupo funcional y registrar la información adicional para que sea utilizada mas tarde por el generador.

Generador de estructura: es un programa que genera el espacio de búsqueda con las posibles estructuras químicas.

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Acerca de Alejandro Madruga

Licenciado en Cibernética Matematica. Trabajo el tema de la Inteligencia Artificial desde 1986. He publicado articulos y ensayos sobre la Cibernetica y las tendencias tecnologicas. También he publicados narraciones de ciencia ficción
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