人工智能与仿真模拟..

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,其次章 计算机与仪器分析,第四节,人工智能与试验仿真模拟技术,一、人工智能简介,an introduction to Artificial intelligence,二、仪器分析试验多媒体仿真模拟,multimedia simulation of instrument analysis experiment,computer and instrument analysis,artificial intelligence and multimedia,experiment,simulation technology,2024/11/13,一、分析化学中的人工智能技术简介,a introduction to Artificial intelligence,人工智能artificial intelligence:是指用机器或计算机通过模拟人类的才智行为来解决实际问题的力量。,人工智能技术在化学方面的应用：,计算机帮助构造解析；计算机帮助合成设计；智能化器；计算机多媒体虚拟试验室。,一般层次：人工智能=学问库+规律推理方法；,高级层次：具有自学习、自积存力量。,2024/11/13,化学人工智能的核心问题：,1 化学学问的模型化和表示方法,2 学问库的建立与搜寻方法,3 推理、演绎、推断与求解方法,4 程序设计和技术,2024/11/13,1.学问库与学问表示方法,学问库：数据库的进展；解决问题的规章具有因果关系的数据的分类集合，为推理效劳。,推理模式和学问表示方式打算学问库的数据构造；,学问表示方式：规律表示模式；过程表示模式；语义网络模式；框架表示模式；产生式表示模式。,学问表示方式用于学问的计算机识别，编译程序用于学问库的内、外部表示的转换；,2024/11/13,规律表示模式,将事有用“命题”和“谓词”两种方式表示；,命题：“真”、“假”两种可能的事实；,如：P命题“2980cm-1处有吸取”；,Q命题“1719cm-1处有吸取”,命题可以用规律关系词组合成“复合命题”；,PQ；化合物在两处均有吸取,谓词：描述实体的性质或关系；,如：P(acetone)表示“丙酮在1719cm-1处有吸取”；,E(b,c)表示“b=c”；A(Z,X，Y)表示Z=X+Y；,学问表述：E(X,Y)E(Y,Z)E(X,Z),假设X=Y且Y=Z，则X=Z为规律关系“蕴含”,大量的学问描述事实或规章即构成学问库,2024/11/13,推理方法,依据供给的事实，利用学问库，通过程序运行推理，获得结果；,推理方法：,正向推理,逆向推理,2024/11/13,推理方法,逆向推理,2024/11/13,2.专家系统expert system,将专家的推断过程转变成的智能程序系统；,用户,用户界面,解释功能,知识获取,专家,问题状态,推理机制,知识库,2024/11/13,专家系统,知识表示及编译程序,结构验证,化学环境,模式识别,人机交互信息,波谱模拟,结构碎片发生器,整体分子拼接,实验数据(,MS,NMR,IR,),分子式,其他信息,谱图-结构,相关表,其他,约束条件,推理数据库(用户提供的信息),结构发生器,立体结构发生器,知识库,分子张力能计算,13,C-NMR,谱峰数,结构输出,构造解析专家系统流程框图,2024/11/13,液相色谱专家系统：,1柱系统推举软件包,输入碳数、基团、试样类型等,推举预处理方法，色谱分析方法，分别柱，流淌相，检测器等。,2色谱条件优化及离线色谱数据计算软件包,依据获得的原始数据，进展条件优化后，再次进展分析，供给分析报告。,谱图与数据查询：谱图的再处理，相关谱图查找，计算，分别条件显示，相关数据显示,2024/11/13,帮助光谱图解析系统基于谱图库的帮助解析系统,确定化合物构造：红外、核磁、质谱,1969年，斯坦福大学的DENDRAL系统,1976年，PBM系统，美国Cornall大学，质谱图解析,1977年，SISCOM系统，前联邦德国煤炭争论所，质谱图解析,谱图存储方法,原则：节省空间，不遗漏信息：,保存峰数据；按波长取数据,查询比照方法检索,需要考虑仪器误差峰位、峰强，推断相像程度的定量指标,2024/11/13,人工智能化合物构造识别系统,模拟专家的思维，将阅历抽象成一些规章或数学公式,Munk 红外光谱解释程序：,将基团分为25大类，159个分类，兼顾峰强和峰形,但无法将构造单元与光谱数据之间用数学关系准确描述,Sasaki 的Chemics-F程序：,将分子构造分成179个构造单元，互不重叠，任一分子构造都可以由这些根本构造单元组合得到。,2024/11/13,识别系统流程,红外,核磁,获得结构单元,可能结构组合,谱图核对,结果,分子式,规则,谱图库,2024/11/13,3.模式识别,模拟人对客观环境的生疏。,事物的性质由其特征打算。性质相像的物体其特征相像。,提取特征,分类,羰基化合物与炔类化合物在1920，3300cm-1都有红外吸取峰。以两波特长的吸光度为坐标二维模式空间作图，每个化合物对应一个点，两类物质形成两个有界限的子集。由未知物的点所在子集，确定所属类，距离最近的点，构造最相像。扩展到多维空间，推断结果的准确性提高。,自学习过程：训练集，1/2 含某基团，计算机找出模式空间差异,特征选取：对分类重要的特征。节省空间，加快查找速度,羰基,炔类,2024/11/13,智能化器示意图,分析仪器,热、光、电新技术,新型材料、电子器件,操作,分,析,对,象,控制,信号,实,施,检,测,数据库,信息,数,据,处,理,方法,描述,报,告,结,果,判断,多媒体计算机,人工智能,专家系统,最优化技术,自动化技术,2024/11/13,二、仿真模拟技术与虚拟试验室 multimedia simulation of instrument analysis experiment,在仿现实环境的界面中，模拟实际过程数学建模，完成特定任务。,承受的技术：场景设计；动态非线形交互；多线程；数学模型；,应用：计算机帮助教学，试验类网络课程；,仪器分析虚拟试验室；,分析化学网络虚拟试验室；,分析化学虚拟考场。,特点：场景化、智能化、高度实时交互、非线性；,2024/11/13,虚拟试验室,2024/11/13,虚拟试验室,2024/11/13,虚拟试验室,2024/11/13,内容选择：,第一节 计算机与仪器分析,computer and instrument analysis,其次节 数据采集与计算机掌握,computer control and data collection,第三节 信息处理与数据挖掘技术,information process and technology of date excavate,第四节 人工智能与仿真模拟,artificial intelligence and multimedia experiment simulation technology,完毕,2024/11/13,