计算机辅助有机成设计系统nkcaosⅱ的开发
中文摘要
本文主要讨论计算机辅助有机合成路线设计专家系统NKCAOSII(NanKai
Assisted
CompeerOrganic
系统的进一步发展。NKCAOSll分析用户输入的目标化合物结构，从中提取结构
特征，分析对该结构可能的拆分。然后从有机通式反应知识库和有机反应实例库
中寻找可应用于合成的反应，并对反应的可行性做出评估和选择。重复这一过程，
直至发现从基本原料开始的完整合成路线。NKCAOSII整合了原NKCAOS的部
分代码，保持了NKCAOS的用户界面、化学结构编码方式、化学结构的唯一化
算法、特征分析、模糊匹配等。在此基础上扩展了知识库的结构、实现了合成路
线规划推理机制，建立了开放的、具有良好的可伸缩性、可重用性的体系结构，
实现了有机合成问题的分布式求解。本文工作的刨新之处主要包括以下方面：
Agents，各自拥有局部的知识库，以求解局部问题为目标。通过向通信服务
器(Communication
和退出NKCAOSII。任何新开发的有机合成工具，如果可以正确注册，并支
持系统通信和协作的标准。就可蝴日入到问题求解中。NKCAOSII不仅可以
实现有机合成路线规划问题的分布式求解，而且具有良好的开放性和模块
性，有助于整合原有的遗留代码以及添加新的知识库和推理机制。
言，具有明确的语法结构和直观的表达方式。开放的内容层协议使与应用领
域相关的知识表达方式可以方便地与协议标准相结合。MKCAOSII的通信服
务器和各Agents的通信模块都支持KQML消息层和通信层标准。
Presentation
(3)我们定义了用于表示化学知识的CKPL(ChemicalKnowledge
化学反应、化学结构、化合物性质、合成路线、谱图等化学知识。
Net
Protoc01)。通过在系统各成
(4)NKCAOSll支持合同网协议(Contracting
中文摘要
员之间传递特定格式的消息完成征解一投标一建立合同一完成合同的过程。通
过协作达到全局问题的求解。
(5)有机化学知识库是CAOS工作的基础。在NKCAOSII的开发中，我们分析了有
机合成工作所必需的知识结构，对原有的知识库进行了扩充和重构。添加了
反应机理库、常见化合物性质库、合成实例库、元知识库等；并对原有的有
机通式反应库、有机合成反应库、官能团库等进行了扩充。知识库的扩充加
强了系统规划、评价合成路线的能力，并使系统具有一定的学习能力。
NKCAOSII采用了基于Agents的结构，实现了知识源与推理机制的封装。任
何知识源和推理机制可以独立地被修改，也可以动态地加入和退出系统。
试图规划出多步的合成路线。在反应评估的基础上，规划器采用启发式搜索
方法选择优先搜索方向，逐步展开合成树，直到发现从基本合成原料开始的
完整的合成方法。
(7)NKCAOSII尝试模拟化学家的思路，引入有机化学理论，建立有机合成通式
反应的评价机制。以收录的有机合成反应为参照，系统可以根据反应机理和
官能团的电子、空间效应相对地比较该反应和由通式反应派生得到的类似反
应进行的难易程度。概略地估算反应可能的产率，作为反应评价的依据。
总的来说， NKCAOSII在原有的基础上，扩充了知识结构；建立了新的有机
合成路线推理和评价机制；引入了人工智能的新方法，实现了有机合成问题的分
布式求解。本文所建立的系统具有良好的开放性和可伸缩性，为将来该系统的进
一步发展奠定了基础。
所有程序采用Visual
操作系统上运行。
关键字：合成设计，合成路线规划，计算机辅助的有机合成(CAOS)，Agents，
DAI，反应机理，推理机，搜索引擎，数据库，知识库。
ABSTRACT
This isconcentratedon of distribut
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来源：CRomputer-罗军
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