化学

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推論

世界初のエキスパートシステム:DENDRAL

一九六〇年代、計算機科学の黎明期に、スタンフォード大学の研究者エドワード・ファイゲンバウム氏とそのチームは、画期的な人工知能システム「DENDRAL(デンドラル)」を開発しました。このシステムは、未知の有機化合物の構造を特定することを目的としていました。 当時、質量分析法などの分析技術は発展を遂げていましたが、得られたデータから化合物の構造を決定するには、熟練した化学者の知識と経験が不可欠でした。分析結果として得られる複雑なスペクトルデータは、まるで暗号文のように難解で、その解釈には高度な専門知識と長年の経験に基づく直感が求められました。熟練の化学者は、膨大な知識と経験を駆使し、試行錯誤を繰り返しながら、化合物の構造を推定していました。しかし、この作業は非常に時間と労力を要するものでした。 DENDRALは、この複雑で時間のかかるプロセスを自動化し、計算機が化学者の役割を担うことを目指したのです。具体的には、質量分析計から得られたデータを入力すると、DENDRALは可能な化学構造を生成し、それらの構造が質量分析データと一致するかどうかを検証しました。そして、最も可能性の高い構造を候補として提示しました。 これは、特定の分野の専門家の知識を計算機に組み込み、複雑な問題を解決させるという、エキスパートシステムの先駆けとなりました。DENDRALは、化学の専門知識をルールとして表現し、推論エンジンを用いてこれらのルールを適用することで、まるで人間の専門家のように推論を行いました。DENDRALの成功は、人工知能研究に大きな影響を与え、その後のエキスパートシステム開発の道を開きました。人工知能が特定の分野の専門家のように振る舞うことができるという可能性を示した、まさに画期的な出来事だったと言えるでしょう。
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DENDRAL:化学分析の革新

DENDRALは、1960年代にスタンフォード大学で生まれた人工知能(AI)計画です。その頃の化学分析では、物質を細かく調べてその性質を明らかにする手法である質量分析法が、なくてはならないものとなっていました。しかし、質量分析法で得られた情報から、実際にどのような物質であるかを明らかにするのは、容易なことではありませんでした。分析結果から物質の構造を特定するには、熟練した化学者であっても、大変な時間と労力を要しました。何度も試行錯誤を繰り返す必要があったのです。 そこで、DENDRAL計画は、この複雑な作業をコンピュータによって自動化することを目指して始まりました。もしコンピュータが構造決定を支援できれば、迅速かつ正確に物質の構造を特定できるようになり、化学研究は大きく進歩するはずです。具体的には、質量分析法で得られたデータを入力すると、DENDRALは考えられる物質の構造を提案します。これは、AIを科学研究に活用した初期の成功例の一つとして知られています。DENDRALの登場は、それまで人手に頼っていた作業をコンピュータに任せることができることを示し、AIの可能性を世に知らしめる大きな一歩となりました。質量分析法と組み合わせたAI技術は、その後の化学研究、ひいては科学全体の発展に大きく貢献することになります。