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JP7338315B2 - Chemical substance search device, chemical substance search method, and chemical substance search program - Google Patents
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JP7338315B2 - Chemical substance search device, chemical substance search method, and chemical substance search program - Google Patents

Chemical substance search device, chemical substance search method, and chemical substance search program Download PDF

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Description

本発明は、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索する化学物質探索装置、化学物質探索方法、及び化学物質探索プログラムに関する。 The present invention relates to a chemical substance searching device, a chemical substance searching method, and a chemical substance searching program for searching for at least one of new chemical substances suitable for a certain use and new uses of existing chemical substances.

従来、ある用途に適した新しい化学物質の探索、又は化学物質の新しい用途の探索では、実験による試行錯誤による探索の部分が多く、探索には多くの時間及び費用を要していた。 Conventionally, the search for new chemical substances suitable for certain uses or the search for new uses of chemical substances has involved a lot of trial-and-error searches through experiments, and the searches have required a lot of time and money.

新しい化学物質が見つかるにつれ、新しい化学物質の特性データを持つデータベースが構築されるようになった。当該データベースでは、データベースに格納された特性データに対応した化学物質を検索できる。そのことに加え、当該データベースでは、データベースに格納された特性データが持つ構造データを利用し、データベースに格納された特性データで表される化学物質のうち、所定の化学物質と構造が類似する他の化学物質を、データベース内で探索することができる。 As new chemicals were discovered, databases were built with property data for the new chemicals. The database can be searched for chemical substances corresponding to the property data stored in the database. In addition to that, the database utilizes the structural data of the property data stored in the database, and among the chemical substances represented by the property data stored in the database, other chemical substances that are similar in structure to a predetermined chemical substance. chemicals can be searched in the database.

例えば、無機化合物に関するデータベースとして、無機化合物の名称、分子式、三次元原子座標値、結晶学データなどを格納した無機結晶構造データベース(Inorganic Crystal Structure Database:ICSD)がある。
ICSDでは、例えば、二次電池の正極材料であるLi1.865CoP〔#261899(14)〕に類似する無機化合物を探索すると、例えば、図25に示すように、4種類の無機化合物〔Li1.73FeP;#174531(14)、Li1.855Co(P);#183602(14)、LiMn(P);#419562(14)、及びLiMn(P);#253224(14)〕が、探索結果として得られる。なお、図25において、#に続く数は、データベース内の無機化合物のNoを表し、「(14)」は、空間群の番号を表す。
しかし、この方法において、探索結果として得られる無機化合物は、全て電池材料として知られているものであり、ICSDを用いて類似する無機化合物を探索しても、探索結果として得られる無機化合物の新しい用途を見出すことはできない。また、当然に、ある用途に適した無機化合物であって、データベースに格納されてない新しい無機化合物を見出すこともできない。
For example, as a database related to inorganic compounds, there is an inorganic crystal structure database (ICSD) that stores names, molecular formulas, three-dimensional atomic coordinate values, crystallographic data, and the like of inorganic compounds.
In ICSD, for example, when searching for inorganic compounds similar to Li 1.865 CoP 2 O 7 [#261899 (14)], which is a positive electrode material for secondary batteries, for example, as shown in FIG. Compounds [ Li1.73FeP2O7 ; #174531(14), Li1.855Co ( P2O7 ) ; #183602(14) , Li2Mn ( P2O7 ) ; #419562( 14 ) , and Li 2 Mn(P 2 O 7 ); #253224(14)] are obtained as a result of the search. In FIG. 25, the number following # represents the number of the inorganic compound in the database, and "(14)" represents the number of the space group.
However, in this method, the inorganic compounds obtained as search results are all known as battery materials. Can't find a use for it. Also, naturally, it is impossible to find new inorganic compounds that are suitable for a certain application and are not stored in the database.

他方、化学物質のデータベースにおいて、化学物質の分類効率を向上させるために、化学物質の部分構造に基づいて化学物質を自動分類する方法が提案されている。
しかし、この方法でも、構造の類似性による分類はできるものの、分類された化学物質の新しい用途を見出すことはできない。また、当然に、ある用途に適した化学物質であって、データベースには格納されていない新しい化学物質を見出すこともできない。
On the other hand, in a database of chemical substances, a method of automatically classifying chemical substances based on their partial structures has been proposed in order to improve the classification efficiency of chemical substances.
However, even with this method, although classification based on structural similarity is possible, it is not possible to find new uses for the classified chemical substances. Also, of course, it is not possible to find new chemicals that are suitable for a certain application and are not stored in the database.

特開2006-113893号公報JP 2006-113893 A

本件は、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索することが可能な化学物質探索装置、化学物質探索方法、及び化学物質探索プログラムを提供することを目的とする。 This case provides a chemical substance search device, a chemical substance search method, and a chemical substance search program that can search for at least one of new chemical substances suitable for a certain use and new uses of existing chemical substances. With the goal.

1つの態様では、本件の化学物質探索装置は、複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行う探索部を有する。 In one aspect, the chemical substance search apparatus of the present invention includes chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances, and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances. wherein there are two or more types of similarities, two or more types of similarity data, and each of the two or more types of similarities has at least one type of characteristic. for a use associated with at least one of said properties using said similarity data of a chemical substance database, each of said similarity data comprising one or more of two or more said similarities searching for chemicals that are suitable chemicals but not stored in the chemicals database; and properties of chemicals stored in the chemicals database but within the chemicals data for the chemicals. a search unit that searches for at least one of the search for the characteristic that does not exist.

他の1つの態様では、本件の化学物質探索方法は、
コンピュータが、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行う。
In another aspect, the present chemical substance search method comprises:
the computer
A chemical substance database including chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances, wherein the similar there are two or more types of similarity data, two or more types of similarity data, each of the two or more types of similarities is generated based on one or more types of characteristics, and each of the similarity data is a chemical suitable for use in relation to at least one of said properties, but in said chemical database Searching for chemicals that are not stored and/or searching for properties of chemicals that are stored in the chemical database but are not in the chemical data for the chemicals.

他の1つの態様では、本件の化学物質探索プログラムは、
コンピュータに、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行わせる。
In another aspect, the subject chemical substance discovery program includes:
to the computer,
A chemical substance database including chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances, wherein the similar there are two or more types of similarity data, two or more types of similarity data, each of the two or more types of similarities is generated based on one or more types of characteristics, and each of the similarity data is a chemical suitable for use in relation to at least one of said properties, but in said chemical database causing a search to occur for chemicals not stored and/or properties for chemicals stored in the chemical database but not in the chemical data for the chemical; .

一つの側面では、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索することが可能な化学物質探索装置を提供できる。
また、一つの側面では、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索することが可能な化学物質探索方法を提供できる。
また、一つの側面では、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索することが可能な化学物質探索プログラムを提供できる。
In one aspect, it is possible to provide a chemical substance searching device capable of searching for at least one of a new chemical substance suitable for a certain use and a new use of an existing chemical substance.
Also, in one aspect, it is possible to provide a chemical substance search method capable of searching for at least one of new chemical substances suitable for a certain use and new uses of existing chemical substances.
Also, in one aspect, it is possible to provide a chemical substance search program capable of searching for at least one of new chemical substances suitable for a certain use and new uses of existing chemical substances.

図1は、酢酸及び酢酸メチルをグラフ化する様子の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of how acetic acid and methyl acetate are graphed. 図2は、分子A及びBにおける同じ元素どうしを組み合わせてコンフリクトグラフのノードを作成する場合の組み合わせの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a combination when the same elements in molecules A and B are combined to create nodes of a conflict graph. 図3は、コンフリクトグラフにおけるエッジ作成のルールの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of edge creation rules in a conflict graph. 図4は、分子Aと分子Bにおけるコンフリクトグラフの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a conflict graph between molecule A and molecule B. FIG. 図5は、グラフにおける最大独立集合の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of maximum independent sets in a graph. 図6は、分子Aと分子Bとにおける最大の共通部分構造を、コンフリクトグラフの最大独立集合を求める(最大独立集合問題を解く)ことにより求める場合における流れの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the flow of finding the maximum common substructure between molecule A and molecule B by finding the maximum independent set of the conflict graph (solving the maximum independent set problem). 図7は、ノードの数が6個のグラフにおける最大独立集合を探索する手法の一例を説明するための説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a method of searching for the maximum independent set in a graph having six nodes. 図8は、ノードの数が6個のグラフにおける最大独立集合を探索する手法の一例を説明するための説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of a method of searching for the maximum independent set in a graph having six nodes. 図9は、コンフリクトグラフにおける最大独立集合の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of maximum independent sets in the conflict graph. 図10は、Weisfeiler-Lehman手続を行い、ノード原子に対しWLラベルを付す際の流れの一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the flow when performing the Weisfeiler-Lehman procedure and assigning WL labels to node atoms. 図11は、開示の化学物質探索装置の構成例を表す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the disclosed chemical substance search device. 図12は、開示の化学物質探索装置の他の構成例を表す図である。FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the disclosed chemical substance search device. 図13は、開示の化学物質探索装置の他の構成例を表す図である。FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the disclosed chemical substance search device. 図14は、開示の化学物質探索装置の一実施形態としての機能構成例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a functional configuration example as one embodiment of the disclosed chemical substance search device. 図15は、開示の化学物質探索装置の他の実施形態としての機能構成例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a functional configuration example as another embodiment of the disclosed chemical substance search device. 図16は、化学物質データベースを作製する方法の一例のフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart of an example method for creating a chemical database. 図17は、化学物質データベースを作製する方法の他の一例のフローチャートである。FIG. 17 is a flow chart of another example of a method of creating a chemical substance database. 図18は、開示の化学物質探索方法の一例のフローチャートである。FIG. 18 is a flow chart of one example of the disclosed chemical substance search method. 図19は、開示の化学物質探索方法の他の一例のフローチャートである。FIG. 19 is a flow chart of another example of the disclosed chemical substance search method. 図20は、図16のフローチャートと図19のフローチャートとを組み合わせたフローチャートである。FIG. 20 is a flow chart combining the flow chart of FIG. 16 and the flow chart of FIG. 図21は、開示の化学物質探索方法を用いて放電電位が高い新しい電池材料を探索する一例を可視化した図である。FIG. 21 is a diagram visualizing an example of searching for a new battery material with a high discharge potential using the disclosed chemical substance search method. 図22は、開示の化学物質探索方法の具体例のフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart of a specific example of the disclosed chemical substance search method. 図23は、図22のフローチャートに従って作製した化学物質データベースの一部を可視化した図である。FIG. 23 is a diagram visualizing part of the chemical substance database created according to the flowchart of FIG. 図24は、図22のフローチャートに従ってLi化合物を探索した結果を可視化した図である。FIG. 24 is a diagram visualizing the results of searching for Li compounds according to the flowchart of FIG. 図25は、ICSDによるLi化合物の探索結果の一例である。FIG. 25 is an example of search results of Li compounds by ICSD.

(化学物質探索装置、化学物質探索方法、及び化学物質探索プログラム)
本件の化学物質探索装置は、探索部を有し、更に必要に応じて化学物質データベースを有する。
本件の化学物質探索方法は、コンピュータが、化学物質データベースの類似性データを用いて探索を行う。
本件の化学物質探索プログラムは、コンピュータに、化学物質データベースの類似性データを用いて探索を行わせる。
本件の化学物質探索装置は、例えば、本件の化学物質探索方法を行う。
本件の化学物質探索方法は、例えば、本件の化学物質探索プログラムにより行われる。
(Chemical Substance Search Device, Chemical Substance Search Method, and Chemical Substance Search Program)
The chemical substance search device of this case has a search unit and, if necessary, a chemical substance database.
In the chemical substance search method of this case, a computer performs a search using similarity data in a chemical substance database.
The chemical substance search program of this case causes a computer to perform a search using similarity data in a chemical substance database.
The chemical substance searching device of the present case performs, for example, the chemical substance searching method of the present case.
The chemical substance search method of the present case is performed, for example, by the chemical substance search program of the present case.

化学物質データベースは、化学物質データと、類似性データとを含む。
化学物質データは、複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含むデータである。
類似性データは、複数の化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含むデータである。
化学物質データベースにおいて、類似性は、2種類以上ある。
化学物質データベースにおいて、類似性データは、2種類以上ある。
化学物質データベースにおいて、2種類以上の類似性の各々の類似性は、1種類以上の特性に基づいて生成されている。
化学物質データベースにおいて、類似性データの各々は、2種類以上の類似性の1種類以上を含む。
The chemical database includes chemical data and similarity data.
The chemical substance data is data containing the properties of each chemical substance of a plurality of chemical substances.
Similarity data is data that includes the similarity of two chemicals of a plurality of chemicals.
There are two or more types of similarities in the chemical substance database.
There are two or more types of similarity data in the chemical substance database.
In the chemical database, each similarity of two or more similarities is generated based on one or more properties.
In the chemical database, each piece of similarity data includes one or more of two or more similarities.

探索部は、化学物質データベースの類似性データを用いて、以下の(1)及び(2)の少なくともいずれかの探索を行う。
(1)特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索
(2)化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性の探索
The searching unit uses the similarity data of the chemical substance database to perform at least one of the following searches (1) and (2).
(1) searching for chemicals that are suitable for the application associated with at least one of the properties, but are not stored in the chemical database; (2) are chemical properties stored in the chemical database; but find properties that are not in the substance data for that chemical

開示の化学物質探索装置、化学物質探索方法、及び化学物質探索プログラムによると、ある用途に適した新しい化学物質、及び既存の化学物質の新しい用途の少なくともいずれかを探索することが可能である。ここでの「新しい」とは、世の中において新しいことを意味するものではなく、用いた化学物質データベースに収録されていない化学物質、又は用いた化学物質データベースの化学物質データに収録されていない用途という点で新しいことを意味する。 According to the disclosed chemical substance search device, chemical substance search method, and chemical substance search program, it is possible to search for at least one of a new chemical substance suitable for a certain use and a new use of an existing chemical substance. "New" here does not mean new in the world, but refers to chemical substances that are not included in the chemical substance database used, or uses that are not included in the chemical substance data of the chemical substance database used. In terms of new means new.

<化学物質データベース>
化学物質データベースは、化学物質データと、類似性データとを含み、更に必要に応じて、その他のデータを含む。
化学物質データベースに格納される化学物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機化合物、有機化合物、塩、ポリマー、タンパク質、DNA、錯体などが挙げられる。
化学物質データベースは、1又は2以上の既存の化学物質データベースの情報を取り込んで構成してもよい。
既存の化学物質データベースとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機結晶構造データベース(Inorganic Crystal Structure Database:ICSD)、ケンブリッジ結晶構造データベース(CSD-System)、金属結晶構造データベース(CRYSTMET)、質量スペクトルデータベース(NIST17)、質量スペクトルデータベース(Wiley Registry)、CAS REGISTRYなどが挙げられる。
<Chemical substance database>
The chemical substance database includes chemical substance data, similarity data, and, if necessary, other data.
Chemical substances stored in the chemical substance database are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include inorganic compounds, organic compounds, salts, polymers, proteins, DNA, complexes, and the like.
The chemical substance database may be configured by incorporating information from one or more existing chemical substance databases.
The existing chemical substance database is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Crystal structure database (CRYSTMET), mass spectrum database (NIST17), mass spectrum database (Wiley Registry), CAS REGISTRY and the like.

化学物質データベースにおけるデータ構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、化学物質データベースは、グラフデータベースであってもよいし、リレーショナルデータベースであってもよい。
グラフデータベースは、グラフを含む。グラフは、ノード(頂点)群とノード間の連結関係を表すエッジ(枝)群を含む。
リレーショナルデータベースは、関係モデル(リレーショナルデータモデル)にもとづいて設計されるデータベースである。
化学物質データベースが、グラフデータベースである場合、化学物質データが、ノードを構成し、類似性データが、ノード間の関係性を表すエッジを構成する。
グラフデータベースにおけるグラフは、G=(V,E)で表され、Vはノードの集合であり、Eはエッジの集合である。Vは有限の集合であり、EはVから選んだ2つの元からなる集合の集合である。
The data structure of the chemical substance database is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The chemical substance database may be a graph database or a relational database.
A graph database contains graphs. A graph includes a group of nodes (vertices) and a group of edges (branches) representing connectivity relationships between the nodes.
A relational database is a database designed based on a relational model (relational data model).
When the chemical substance database is a graph database, chemical substance data constitute nodes and similarity data constitute edges representing relationships between nodes.
A graph in a graph database is represented by G=(V, E), where V is the set of nodes and E is the set of edges. V is a finite set and E is a set of two-element sets chosen from V.

化学物質データベースは、例えば、知識の検索を可能とし、知識を組織化した、いわゆる知識ベース(knowledge base)である。 A chemical substance database is, for example, a so-called knowledge base that enables retrieval of knowledge and organizes the knowledge.

<<化学物質データ>>
化学物質データは、複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含むデータである。
化学物質の特性は、例えば、化学物質を特定するための情報であって、化学物質の特性は、例えば、化学的性質、物理的性質などを含む。
化学物質の特性としては、例えば、名称、分子量、組成式、分子式、構造式、示性式、電子式、アミノ酸配列、立体構造、結晶構造(結晶系、空間群、点群)、沸点、融点、電気伝導性、イオン導電性、放電電位、比誘電率、熱伝導率、比熱などが挙げられる。
<<Chemical substance data>>
The chemical substance data is data containing the properties of each chemical substance of a plurality of chemical substances.
The properties of a chemical substance are, for example, information for specifying the chemical substance, and the properties of the chemical substance include, for example, chemical properties, physical properties, and the like.
Properties of chemical substances include, for example, name, molecular weight, compositional formula, molecular formula, structural formula, chemical formula, electronic formula, amino acid sequence, three-dimensional structure, crystal structure (crystal system, space group, point group), boiling point, melting point. , electrical conductivity, ionic conductivity, discharge potential, dielectric constant, thermal conductivity, specific heat, and the like.

また、化学物質の特性は、ある化学物質の特性から派生して生成された派生特性を含んでいてもよい。派生特性としては、例えば、化学物質の特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性などが挙げられる。
派生特性の一例としては、化学物質の特性である組成式の構成元素の少なくとも1つを上位概念化して得られる派生特性などが挙げられる。例えば、化学物質であるLi1.865CoPを一例とした場合、組成式Li1.865CoPにおいて、構成元素Coをその上位概念の一つである遷移金属(T)に置き換えて派生特性Li1.865TPを生成する。生成された派生特性は、化学物質Li1.865CoPの特性の一つである。
A chemical property may also include derived properties that are derived and generated from a chemical property. Derived properties include, for example, derived properties obtained by translating at least one component of the properties of a chemical substance into a higher-level concept.
An example of a derived property is a derived property obtained by translating at least one constituent element of a composition formula, which is a property of a chemical substance, into a higher concept. For example, taking the chemical substance Li 1.865 CoP 2 O 7 as an example, in the composition formula Li 1.865 CoP 2 O 7 , the constituent element Co is a transition metal (T), which is one of its superordinate concepts. to produce the derivative characteristic Li 1.865 TP 2 O 7 . The derived property produced is one of the properties of the chemical Li 1.865 CoP 2 O 7 .

<<類似性データ>>
類似性データは、複数の化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含むデータである。
化学物質データベースにおいて、類似性は、2種類以上ある。
化学物質データベースにおいて、類似性データは、2種類以上ある。
化学物質データベースにおいて、2種類以上の類似性の各々の類似性は、1つ以上の特性に基づいて生成されている。
化学物質データベースにおいて、類似性データの各々は、2種類以上の類似性の1種類以上を含み、2種類以上を含んでいてもよい。
化学物質データベースにおいては、全ての化学物質における2つの化学物質の全ての組み合わせに対して類似性データがある必要はない。
<<Similarity data>>
Similarity data is data that includes the similarity of two chemicals of a plurality of chemicals.
There are two or more types of similarities in the chemical substance database.
There are two or more types of similarity data in the chemical substance database.
In the chemical database, each similarity of two or more types of similarity is generated based on one or more properties.
In the chemical substance database, each piece of similarity data includes one or more types of two or more similarities, and may include two or more types.
In a chemical database, there need not be similarity data for every combination of two chemicals in every chemical.

類似性は、1つ以上の特性に基づいて生成されている限り、特に制限はなく、探索する内容、及び作製される化学物質データベースの種類などに応じて、適宜選択することができる。
類似性を生成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、化合物どうしにおける構造の類似度を評価する、以下の方法(1)及び(2)などが挙げられる。
(1)フィンガープリント法
(2)化合物間において共通する部分構造の探索を、コンフリクトグラフの最大独立集合問題をイジングモデルの式で表してアニーリングマシン等で解くことにより行う手法(例えば、以下の非特許文献X参照)
非特許文献X:Maritza Hernandez, Arman Zaribafiyan, Maliheh Aramon, Mohammad Naghibi “A Novel Graph-based Approach for Determining Molecular Similarity”. arXiv:1601.06693(https://arxiv.org/pdf/1601.06693.pdf)
なお、類似性を生成する方法はこれらの方法に限定されず、例えば、類似度の計算に関するコサイン類似度、相関係数、相関関数、編集距離(レーベンシュタイン距離ともいう)などにより類似性を生成してもよい。
The similarity is not particularly limited as long as it is generated based on one or more characteristics, and can be appropriately selected according to the content to be searched, the type of chemical substance database to be created, and the like.
The method for generating similarity is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the following methods (1) and (2) for evaluating the degree of structural similarity between compounds mentioned.
(1) Fingerprint method (2) A method of searching for common partial structures between compounds by solving the maximum independent set problem of the conflict graph with an Ising model equation and solving it with an annealing machine or the like (for example, the following non- See Patent Document X)
Non-Patent Literature X: Maritza Hernandez, Arman Zaribafiyan, Maliheh Aramon, Mohammad Naghibi "A Novel Graph-based Approach for Determining Molecular Similarity". arXiv: 1601.06693 (https://arxiv.org/pdf/1601.06693.pdf)
Note that the method of generating similarity is not limited to these methods. For example, similarity is generated by cosine similarity, correlation coefficient, correlation function, edit distance (also called Levenshtein distance), etc. related to similarity calculation. You may

類似性は、例えば、類似度のスコア(点数)を含んでいてもよい。この場合、例えば、スコアが大きいほど、類似性が高いと判断される。
また、類似性データに関し、例えば、2つの化学物質間についてのある特性の類似性が低い場合、化学物質データベースは、当該類似性が低い2つの化学物質間については、当該類似性を含む類似性データを有していなくてもよい。類似性が高いか低いかは、例えば、類似度のスコア(点数)を用いて適宜決定することができる。即ち、類似性に関する類似度のスコアがしきい値を下回る場合、当該類似性が低い2つの化学物質間については、当該類似性を含む類似性データを有していなくてもよい。
The similarity may include, for example, a similarity score. In this case, for example, it is determined that the higher the score, the higher the similarity.
Regarding similarity data, for example, when the similarity of a certain property between two chemical substances is low, the chemical substance database stores the similarity including the similarity between the two chemical substances with the low similarity. It does not have to have data. Whether the similarity is high or low can be appropriately determined using, for example, a similarity score (score). In other words, when the similarity score for similarity is below the threshold value, there may be no similarity data including the similarity between two chemical substances with low similarity.

2種類以上の類似性データの少なくとも1種類は、2種類以上の類似性を含むことが好ましい。そうすることで、複数の類似性を加味した評価を行うことができ、類似性が高い化学物質を見つけやすくなる。 At least one of the two or more types of similarity data preferably includes two or more types of similarity. By doing so, it is possible to perform an evaluation that considers multiple similarities, making it easier to find chemical substances with high similarities.

2種類以上の類似性データの少なくとも1種類は、2つの化学物質の間の少なくとも1つの特性の数的差異データを含むことが好ましい。そうすることで、当該特性に関する2つの化学物質間の差異を踏まえ、探索において、当該特性がより優れる化学物質を見つけ出すことができる。 At least one of the two or more types of similarity data preferably includes numerical difference data of at least one property between the two chemical entities. By doing so, given the difference between two chemicals with respect to that property, the search can find the chemical that has that property better.

また、2種類以上の類似性データの少なくとも1種類の類似性データは、派生特性に基づいて生成される類似性を含むことが好ましい。
派生特性は、通常の化学物質データベースには格納されていない特性である。そのため、2種類以上の類似性データの少なくとも1種類の類似性データが、派生特性に基づいて生成される類似性を含むことで、公知の化学物質データベースにおける探索とは異なる観点から、探索を行うことができる。
例えば、2種類以上の類似性データの少なくとも1種類が2種類以上の類似性を含み、かつ当該類似性の1つが派生特性に基づいて生成される場合を考える。この場合、類似性データが2種類以上の類似性を含むことで、当該類似性データで関連付けられる2つの化学物質の組み合わせの数が少なくなりすぎる可能性がある。しかし、2種類以上の類似性の少なくとも1つが派生特性に基づいて生成される場合、派生特性は、元の特性よりも、当該類似性データで関連付けられる2つの化学物質の組み合わせの数を増やす方向に寄与する。その結果、探索において、一つの類似性データに関して複数の類似性を加味した場合でも、関連付けられる2つの化学物質の組み合わせの数が適度になるように調整することが可能となる。
At least one type of similarity data of the two or more types of similarity data preferably includes similarity generated based on derived characteristics.
Derived properties are properties that are not stored in the regular chemical database. Therefore, at least one type of similarity data among two or more types of similarity data includes similarity generated based on derived characteristics, so that the search is performed from a different perspective from the search in a known chemical substance database. be able to.
For example, consider the case where at least one of the two or more types of similarity data includes two or more similarities, and one of the similarities is generated based on derived characteristics. In this case, if the similarity data includes two or more types of similarities, the number of combinations of two chemical substances associated with the similarity data may become too small. However, if at least one of the two or more types of similarity is generated based on the derived property, the derived property tends to increase the number of combinations of two chemical substances associated with the similarity data than the original property. contribute to As a result, even when a plurality of similarities are considered for one similarity data in the search, it is possible to adjust the number of combinations of two chemical substances to be associated to be appropriate.

ここで、類似度(類似度のスコア)の算出手法の一例として、コンフリクトグラフの最大独立集合問題を解くことにより、比較する化合物どうしにおいて共通する部分構造を探索して類似度を算出する手法について説明する。 Here, as an example of a similarity (similarity score) calculation method, a method of calculating a similarity by solving a maximum independent set problem of a conflict graph to search for common substructures between compounds to be compared. explain.

コンフリクトグラフの最大独立集合問題を解くことにより、化合物どうしの構造の類似度を算出する際には、化合物をグラフ化して扱う。ここで、化合物をグラフ化するとは、例えば、化合物における原子の種類(元素)の情報と各原子の結合状態の情報とを用いて、化合物の構造を表すことを意味する。
化合物の構造は、例えば、MOL形式や、SDF(Structure Data File)形式の表現を用いて表すことができる。通常、SDF形式とは、MOL形式で表現された複数の化合物の構造情報を、一つのファイルにまとめたものを意味する。また、SDF形式のファイルにおいては、MOL形式の構造情報の他に、化合物ごとの付加情報(例えば、カタログ番号、CAS番号、分子量など)を扱うことが可能である。これらの化合物の構造は、例えば、「原子1(の名称)、原子2(の名称)、原子1の元素の情報、原子2の元素の情報、原子1と原子2の結合次数」を1つの行とするCSV(Comma-Separated Value)形式としてグラフ化できる。
When calculating the degree of structural similarity between compounds by solving the maximum independent set problem of the conflict graph, the compounds are graphed and handled. Here, graphing a compound means representing the structure of the compound using, for example, information on the types of atoms (elements) in the compound and information on the bonding state of each atom.
The structure of a compound can be expressed using, for example, the MOL format or the SDF (Structure Data File) format. Generally, the SDF format means that structural information of a plurality of compounds expressed in MOL format is collected in one file. Further, in the SDF format file, it is possible to handle additional information (for example, catalog number, CAS number, molecular weight, etc.) for each compound in addition to the MOL format structural information. The structures of these compounds are, for example, "atom 1 (name), atom 2 (name), element information of atom 1, element information of atom 2, bond order of atom 1 and atom 2" into one It can be graphed in CSV (Comma-Separated Value) format with rows.

以下では、コンフリクトグラフの作成方法について、酢酸(CHCOOH)と酢酸メチル(CHCOOCH)とにおけるコンフリクトグラフを作成する場合を例として説明する。
まず、酢酸(以下では、「分子A」と称することがある)と酢酸メチル(以下では、「分子B」と称することがある)をグラフ化すると、図1のようになる。図1においては、酢酸を形成する原子をA1、A2、A3、及びA5で示し、酢酸メチルを形成する原子をB1からB5で示している。また、図1では、A1、A2、B1、B2、及びB4は炭素を示し、A3、A5、B3、及びB5は酸素を示すとともに、単結合を細い実線で、二重結合を太い実線で示している。なお、図1に示す例においては、水素以外の原子を選択してグラフ化しているが、化合物をグラフ化する際には、水素も含めて全ての原子を選択してグラフ化してもよい。
In the following, a method of creating a conflict graph will be described with an example of creating a conflict graph between acetic acid (CH 3 COOH) and methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ).
First, acetic acid (hereinafter sometimes referred to as "molecule A") and methyl acetate (hereinafter sometimes referred to as "molecule B") are graphed as shown in FIG. In FIG. 1, the atoms forming acetic acid are indicated by A1, A2, A3, and A5, and the atoms forming methyl acetate are indicated by B1 to B5. In addition, in FIG. 1, A1, A2, B1, B2, and B4 represent carbon, A3, A5, B3, and B5 represent oxygen, single bonds are represented by thin solid lines, and double bonds are represented by thick solid lines. ing. In the example shown in FIG. 1, atoms other than hydrogen are selected and graphed, but when graphing a compound, all atoms including hydrogen may be selected and graphed.

次に、グラフ化した分子A及びBにおける頂点(原子)どうしを組み合わせて、コンフリクトグラフの頂点(ノード)を作成する。このとき、例えば、図2に示すように、分子A及びBにおける同じ元素どうしを組み合わせてコンフリクトグラフのノードとすることが好ましい。図2に示す例においては、炭素を表すA1、A2、B1、B2、及びB4どうしの組み合わせ、並びに、酸素を表すA3、A5、B3、及びB5どうしの組み合わせをコンフリクトグラフのノードとする。このように、同じ元素どうしの組み合わせをノードとすることにより、最大独立集合に含まれ得るノードでコンフリクトグラフを作成することができるため、ノードの数を抑制でき、最大独立集合問題を解くために必要とされる計算機のビットの数を少なくできる。
図2の例では、分子Aの炭素と分子Bの炭素との組み合わせにより6個、分子Aの酸素と分子Bの酸素との組み合わせにより4個のノードを作成するため、グラフ化した分子A及びBから作成されるコンフリクトグラフにおけるノードの数は10個となる。
Next, vertices (atoms) in graphed molecules A and B are combined to create vertices (nodes) of the conflict graph. At this time, for example, as shown in FIG. 2, it is preferable to combine the same elements in molecules A and B to form a conflict graph node. In the example shown in FIG. 2, a combination of A1, A2, B1, B2, and B4 representing carbon and a combination of A3, A5, B3, and B5 representing oxygen are nodes of the conflict graph. In this way, by using combinations of the same elements as nodes, it is possible to create a conflict graph with nodes that can be included in the maximum independent set. Fewer computer bits are required.
In the example of FIG. 2, the combination of carbon in molecule A and carbon in molecule B creates 6 nodes, and the combination of oxygen in molecule A and oxygen in molecule B creates 4 nodes. The number of nodes in the conflict graph created from B is ten.

続いて、コンフリクトグラフにおけるエッジ(枝、辺)を作成する。このとき、2つのノードを比較して、ノードどうしが異なる状況(例えば、原子番号、結合の有無、結合次数など)にある原子で構成される場合は、その2つのノードの間にエッジを作成する。一方、2つのノードを比較して、ノードどうしが同じ状況にある原子で構成される場合は、その2つのノードの間にはエッジを作成しない。 Next, create edges (branches, sides) in the conflict graph. At this time, compare two nodes and create an edge between the two nodes if they consist of atoms with different states (e.g. atomic number, presence or absence of bonds, bond order, etc.) do. On the other hand, if two nodes are compared and consist of atoms in the same situation, no edge is created between the two nodes.

ここで、図3を参照して、コンフリクトグラフにおけるエッジ作成のルールについて説明する。
まず、図3に示す例において、ノード〔A1B1〕とノード〔A2B2〕との間にエッジを作成するか否かについて説明する。図3におけるグラフ化した分子Aの構造からわかるように、ノード〔A1B1〕に含まれる分子Aの炭素A1と、ノード〔A2B2〕に含まれる分子Aの炭素A2は、互いに結合(単結合)している。同様に、ノード〔A1B1〕に含まれる分子Bの炭素B1と、ノード〔A2B2〕に含まれる分子Bの炭素B2は、互いに結合(単結合)している。すなわち、炭素A1と炭素A2の結合の状況と、炭素B1と炭素B2の結合の状況は互いに同一になっている。
このように、図3の例においては、分子Aにおける炭素A1と炭素A2の状況と、分子Bにおける炭素B1と炭素B2の状況が互いに同一となっており、ノード〔A1B1〕とノード〔A2B2〕は、互いに同一の状況の原子で構成されるノードどうしとなる。このため、図3に示す例では、ノード〔A1B1〕とノード〔A2B2〕との間には、エッジを作成しない。
Now, with reference to FIG. 3, rules for creating edges in the conflict graph will be described.
First, in the example shown in FIG. 3, whether or not to create an edge between node [A1B1] and node [A2B2] will be described. As can be seen from the structure of molecule A graphed in FIG. 3, carbon A1 of molecule A contained in node [A1B1] and carbon A2 of molecule A contained in node [A2B2] are bonded to each other (single bond). ing. Similarly, carbon B1 of molecule B included in node [A1B1] and carbon B2 of molecule B included in node [A2B2] are bonded to each other (single bond). That is, the state of bonding between carbon A1 and carbon A2 and the state of bonding between carbon B1 and carbon B2 are the same.
Thus, in the example of FIG. 3, the states of carbon A1 and carbon A2 in molecule A are the same as the states of carbon B1 and carbon B2 in molecule B, and node [A1B1] and node [A2B2] are nodes composed of atoms in the same situation. Therefore, in the example shown in FIG. 3, no edge is created between node [A1B1] and node [A2B2].

次に、図3に示す例において、ノード〔A1B4〕とノード〔A2B2〕との間にエッジを作成するか否かについて説明する。図3におけるグラフ化した分子Aの構造からわかるように、ノード〔A1B4〕に含まれる分子Aの炭素A1と、ノード〔A2B2〕に含まれる分子Aの炭素A2は、互いに結合(単結合)している。一方、グラフ化した分子Bの構造からわかるように、ノード〔A1B4〕に含まれる分子Bの炭素B4と、ノード〔A2B2〕に含まれる分子Bの炭素B2は、間に酸素B3を挟んでおり、直接は結合していない。すなわち、炭素A1と炭素A2の結合の状況と、炭素B4と炭素B2の結合の状況は互いに異なっている。
つまり、図3の例においては、分子Aにおける炭素A1と炭素A2の状況と、分子Bにおける炭素B4と炭素B2の状況が互いに異なっており、ノード〔A1B4〕とノード〔A2B2〕は、互いに異なる状況の原子で構成されるノードどうしとなる。このため、図3に示す例では、ノード〔A1B4〕とノード〔A2B2〕との間に、エッジを作成する。
Next, in the example shown in FIG. 3, whether or not to create an edge between node [A1B4] and node [A2B2] will be described. As can be seen from the structure of molecule A graphed in FIG. 3, carbon A1 of molecule A contained in node [A1B4] and carbon A2 of molecule A contained in node [A2B2] are bonded to each other (single bond). ing. On the other hand, as can be seen from the graphed structure of molecule B, oxygen B3 is sandwiched between carbon B4 of molecule B contained in node [A1B4] and carbon B2 of molecule B contained in node [A2B2]. , not directly coupled. That is, the state of bonding between carbon A1 and carbon A2 differs from the state of bonding between carbon B4 and carbon B2.
That is, in the example of FIG. 3, the states of carbon A1 and carbon A2 in molecule A are different from the states of carbon B4 and carbon B2 in molecule B, and node [A1B4] and node [A2B2] are different from each other. Nodes composed of the atoms of the situation become each other. Therefore, in the example shown in FIG. 3, an edge is created between node [A1B4] and node [A2B2].

このように、コンフリクトグラフは、ノードどうしが異なる状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にエッジを作成し、同じ状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にはエッジを作成しないというルールに基づいて作成することができる。
図4は、分子Aと分子Bにおけるコンフリクトグラフの一例を示す図である。図4に示すように、例えば、ノード〔A2B2〕とノード〔A5B5〕においては、分子Aにおける炭素A2と酸素A5の結合の状況と、分子Bにおける炭素B2と炭素B5の結合の状況は互いに同一になっている。このため、ノード〔A2B2〕とノード〔A5B5〕は、互いに同一の状況にある原子で構成されるノードとなるため、ノード〔A2B2〕とノード〔A5B5〕との間には、エッジを作成していない。
Thus, the conflict graph creates edges between nodes if they are composed of atoms in different situations, and edges between nodes that are composed of atoms in the same situation. can be created based on the rule not to create edges.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conflict graph between molecule A and molecule B. FIG. As shown in FIG. 4, for example, in nodes [A2B2] and [A5B5], the bond between carbon A2 and oxygen A5 in molecule A and the bond between carbon B2 and carbon B5 in molecule B are the same. It has become. Therefore, since nodes [A2B2] and [A5B5] are composed of atoms in the same situation, an edge is created between nodes [A2B2] and [A5B5]. do not have.

ここで、コンフリクトグラフのエッジは、例えば、構造の類似度を算出する2つの化合物の化学構造データに基づいて作成することができる。例えば、SDF形式のファイルを用いて化合物の化学構造データを入力する場合、SDF形式のファイルに含まれる情報に基づいて、コンピュータ等の計算機を用いて計算を行うことで、コンフリクトグラフのエッジを作成(特定)することができる。 Here, the edges of the conflict graph can be created, for example, based on the chemical structure data of two compounds for calculating the degree of structural similarity. For example, when chemical structure data of a compound is entered using an SDF format file, the edge of the conflict graph is created by performing calculations using a calculator such as a computer based on the information contained in the SDF format file. can (specify)

次に、前述の非特許文献Xに記載されているような従来技術の一例における、作成したコンフリクトグラフの最大独立集合問題を解く方法について説明する。
コンフリクトグラフにおける最大独立集合(Maximum Independent Set;MIS)とは、コンフリクトグラフを構成するノードの集合のうち、ノード間にエッジが存在しないノードが最も多く含まれる集合を意味する。言い換えると、コンフリクトグラフにおける最大独立集合とは、互いのノードの間にエッジが存在しないノードで形成される集合のうち、最大の大きさ(ノード数)を有する集合を意味する。
Next, a method of solving the maximum independent set problem of the created conflict graph in an example of the prior art as described in Non-Patent Document X will be described.
A maximum independent set (MIS) in a conflict graph means a set including the largest number of nodes having no edge between them among the sets of nodes forming the conflict graph. In other words, the maximum independent set in the conflict graph means the set having the maximum size (the number of nodes) among the sets formed by nodes having no edges between them.

図5は、グラフにおける最大独立集合の一例を示す図である。図5では、集合に含まれるノードには「1」の符号を、集合に含まれないノードには「0」の符号を付し、ノード間にエッジが存在する箇所は実線で当該ノードどうしを結び、エッジが存在しない箇所は点線で当該ノードどうしを結んでいる。なお、ここでは、図5に示すように、説明の簡略化のため、ノードの数が6個のグラフを例として説明する。
図5に示す例においては、ノード間にエッジが存在しないノードで構成される集合のうち、ノードの数が最大となる集合は3つあり、これらの集合のノード数は3である。すなわち、図5に示す例では、グラフにおける最大独立集合は、一点鎖線で囲んだ3つの集合となる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of maximum independent sets in a graph. In FIG. 5, the nodes included in the set are denoted by the code "1", the nodes not included in the set are denoted by the code "0", and the points where edges exist between the nodes are indicated by solid lines. The nodes are connected by dotted lines where no edge exists. Here, as shown in FIG. 5, for simplification of explanation, a graph having six nodes will be explained as an example.
In the example shown in FIG. 5, there are three sets having the maximum number of nodes among the sets composed of nodes having no edge between them, and the number of nodes in these sets is three. That is, in the example shown in FIG. 5, the maximum independent sets in the graph are the three sets surrounded by the dashed-dotted line.

ここで、上述したように、コンフリクトグラフは、ノードどうしが異なる状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にエッジを作成し、同じ状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にはエッジを作成しないというルールに基づいて作成される。このため、コンフリクトグラフにおいて、ノード間にエッジが存在しないノードで構成される集合のうち、ノードの数が最大となる集合である最大独立集合を求めることは、2つの分子間において共通する部分構造のうち、最大のものを求めることと同義となる。言い換えると、コンフリクトグラフにおける最大独立集合を求めることにより、2つの分子における最も大きな共通の部分構造を特定することができる。 Here, as described above, the conflict graph creates an edge between nodes when the nodes are composed of atoms in different situations, and creates edges between the nodes when the nodes are composed of atoms in the same situation. It is created based on the rule of not creating edges between nodes. For this reason, in the conflict graph, among the sets composed of nodes without edges between the nodes, obtaining the maximum independent set, which is the set with the maximum number of nodes, is the partial structure common between the two molecules. It is synonymous with finding the maximum of In other words, finding the largest independent set in the conflict graph can identify the largest common substructure in two molecules.

つまり、2つの分子をグラフ化して、グラフ化した分子の構造に基づいてコンフリクトグラフを作成し、コンフリクトグラフにおける最大独立集合を求めることにより、当該2つの分子における最大の共通部分構造を求めることができる。
図6には、分子A(酢酸)と分子B(酢酸メチル)とにおける最大の共通部分構造を、コンフリクトグラフの最大独立集合を求める(最大独立集合問題を解く)ことにより求める場合における流れの一例を示す。図6に示すように、分子Aと分子Bをそれぞれグラフ化し、同じ元素どうしを組み合わせてノードとし、ノードを構成する原子の状況に応じてエッジを形成してコンフリクトグラフを作成する。そして、作成したコンフリクトグラフにおける最大独立集合を求めることにより、分子Aと分子Bにおける最大の共通部分構造を求めることができる。
That is, two molecules are graphed, a conflict graph is created based on the graphed molecular structure, and the maximum independent set in the conflict graph is obtained, thereby obtaining the maximum common substructure of the two molecules. can.
FIG. 6 shows an example of the flow of determining the maximum common substructure between molecule A (acetic acid) and molecule B (methyl acetate) by determining the maximum independent set of the conflict graph (solving the maximum independent set problem). indicates As shown in FIG. 6, the molecules A and B are graphed, the same elements are combined to form nodes, and edges are formed according to the states of the atoms forming the nodes to create a conflict graph. Then, by obtaining the maximum independent set in the created conflict graph, the maximum common partial structure between molecules A and B can be obtained.

ここで、コンフリクトグラフの最大独立集合を求める(探索する)ための具体的な方法の一例について説明する。
コンフリクトグラフの最大独立集合の探索は、例えば、最小化することが最大独立集合の探索をすることを意味するハミルトニアンを用いることにより行うことができる。より具体的には、例えば、下記の式(1)に示すハミルトニアン(H)を用いることにより行うことができる。
Here, an example of a specific method for obtaining (searching for) the maximum independent set of the conflict graph will be described.
The maximally independent set search of the conflict graph can be done, for example, by using the Hamiltonian, whose minimization means searching for the maximally independent set. More specifically, for example, the Hamiltonian (H) represented by the following formula (1) can be used.

Figure 0007338315000001
ここで、上記式(1)において、nは、コンフリクトグラフにおけるノードの数であり、biは、i番目のノードに対するバイアスを表す数値である。
さらに、wijは、i番目のノードとj番目のノードとの間にエッジが存在するときは、0ではない正の数であり、i番目のノードとj番目のノードとの間にエッジが存在しないときは、0である。
また、xiは、i番目のノードが0又は1であることを表すバイナリ変数であり、xjは、j番目のノードが0又は1であることを表すバイナリ変数である。
なお、α及びβは、正の数である。
Figure 0007338315000001
Here, in the above equation (1), n is the number of nodes in the conflict graph, and b i is a numerical value representing the bias for the i-th node.
In addition, w ij is a non-zero positive number if an edge exists between the i-th node and the j-th node, and if there is an edge between the i-th node and the j-th node. It is 0 when it does not exist.
Also, x i is a binary variable that indicates that the i-th node is 0 or 1, and x j is a binary variable that indicates that the j-th node is 0 or 1.
Note that α and β are positive numbers.

上記式(1)で表されるハミルトニアンと最大独立集合の探索との関係について、更に詳細に説明する。上記式(1)は、Quadratic Unconstrained Binary Optimization(QUBO)形式のイジングモデル式を表すハミルトニアンである。
上記式(1)において、xiは、1である場合、i番目のノードが最大独立集合の候補となる集合に含まれることを意味し、0である場合、i番目のノードが最大独立集合の候補となる集合に含まれないことを意味する。同様に、上記式(1)において、xは、1である場合、j番目のノードが最大独立集合の候補となる集合に含まれることを意味し、0である場合、j番目のノードが最大独立集合の候補となる集合に含まれないことを意味する。
このため、上記式(1)について、状態を1とした(ビットを1にした)ノード間にはエッジが存在しないという制約の下で、できるだけ多くのノードの状態が1となる組み合わせを探索することにより、最大独立集合を探索することができる。
The relationship between the Hamiltonian represented by Equation (1) above and the search for the maximum independent set will be described in more detail. Equation (1) above is a Hamiltonian representing an Ising model equation in Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) format.
In the above formula (1), if x i is 1, it means that the i-th node is included in the set that is a candidate for the maximum independent set, and if it is 0, the i-th node is included in the maximum independent set is not included in the candidate set for Similarly, in the above equation (1), x j means that if it is 1, the j-th node is included in the set that is a candidate for the maximum independent set, and if it is 0, the j-th node is It means that it is not included in the set that is a candidate for the maximum independent set.
For this reason, with respect to the above formula (1), under the constraint that there is no edge between nodes whose state is 1 (bit is set to 1), a combination in which as many nodes as possible have a state of 1 is searched for. Thus, the maximum independent set can be searched.

ここで、上記式(1)における各項について説明する。
上記式(1)における右辺の一項目(係数が-αの項)は、xiが1となるiが多いほど(最大独立集合の候補となる集合に含まれるノードの数が多いほど)、値が小さくなる項である。なお、上記式(1)における右辺の一項目において値が小さくなるとは、大きな負の数になることを意味する。つまり、上記式(1)においては、右辺の一項目の作用により、多くのノードのビットが1となると、ハミルトニアン(H)の値が小さくなる。
Here, each term in the above formula (1) will be explained.
One item on the right side of the above equation (1) (the term with a coefficient of -α) is that the more i when x i is 1 (the greater the number of nodes included in the set that is a candidate for the maximum independent set), It is the term whose value becomes smaller. A smaller value in one item on the right side of the above equation (1) means a large negative number. That is, in the above equation (1), when the bits of many nodes become 1 due to the action of one item on the right side, the value of the Hamiltonian (H) decreases.

上記式(1)における右辺の二項目(係数がβの項)は、ビットが1になっているノード間にエッジが存在する場合(wijが0ではない正の数である場合)に、値が大きくなるペナルティーの項である。言い換えると、上記式(1)における右辺の二項目は、ビットが1になっているノード間においてエッジが存在する箇所がない場合には0となり、それ以外の場合には正の数となる。つまり、上記式(1)においては、右辺の二項目の作用により、ビットが1になっているノード間にエッジが存在すると、ハミルトニアン(H)の値が大きくなる。 The two terms on the right side of the above equation (1) (the term with a coefficient of β) are: This is a penalty term that increases in value. In other words, the two items on the right side of the above equation (1) are 0 when there is no edge between nodes whose bit is 1, and are positive numbers otherwise. That is, in the above equation (1), due to the action of the two items on the right side, if an edge exists between nodes whose bits are 1, the value of the Hamiltonian (H) increases.

上記式(1)は、上述したように、多くのノードのビットが1となると値が小さくなるとともに、ビットが1になっているノード間にエッジが存在すると値が大きくなるため、上記式(1)を最小化することが最大独立集合の探索をすることを意味するといえる。 As described above, the above formula (1) has a smaller value when the bits of many nodes are 1, and a larger value when there is an edge between nodes whose bits are 1. Therefore, the above formula ( It can be said that minimizing 1) means searching for the maximum independent set.

ここで、上記式(1)で表されるハミルトニアンと最大独立集合の探索との関係について、図面を参照しながら例を用いて説明する。
ノードの数が6個のグラフにおいて、図7に示す例のように各ノードにビットを設定する場合を考える。図7の例では、図5と同様に、ノード間にエッジが存在する箇所は実線で当該ノードどうしを結び、エッジが存在しない箇所は点線で当該ノードどうしを結んでいる。
Here, the relationship between the Hamiltonian represented by the above equation (1) and the search for the maximum independent set will be described using an example with reference to the drawings.
Consider a case where a bit is set in each node as in the example shown in FIG. 7 in a graph having six nodes. In the example of FIG. 7, as in FIG. 5, solid lines connect the nodes where edges exist, and dotted lines connect the nodes where no edges exist.

図7の例について、上記式(1)におけるbiを1とし、i番目のノードとj番目のノードとの間にエッジが存在するときのwijを1とすると、上記式(1)は次のようになる。 In the example of FIG. 7, if b i in the above equation (1) is 1 and w ij is 1 when an edge exists between the i-th node and the j-th node, then the above equation (1) is It looks like this:

Figure 0007338315000002
Figure 0007338315000002

このように、図7の例では、ビットが1になっているノード間においてエッジが存在する箇所がない場合(独立集合として矛盾がない場合)には右辺の二項目は0となり、一項目の値が、そのままハミルトニアンの値となる。 In this way, in the example of FIG. 7, if there is no edge between nodes whose bit is 1 (if there is no contradiction as an independent set), the two items on the right side are 0, and one item is The value becomes the Hamiltonian value as it is.

次に、図8に示す例のように各ノードにビットを設定する場合を考える。図7の例と同様に、上記式(1)におけるbiを1とし、i番目のノードとj番目のノードとの間にエッジが存在するときのwijを1とすると、上記式(1)は次のようになる。 Next, consider a case where bits are set in each node as in the example shown in FIG. As in the example of FIG. 7, if b i in the above equation (1) is 1 and w ij is 1 when an edge exists between the i-th node and the j-th node, then the above equation (1) ) becomes:

Figure 0007338315000003
Figure 0007338315000003

このように、図8の例では、ビットが1になっているノード間においてエッジが存在する箇所があるため、右辺の二項目は0とはならず、ハミルトニアンの値は、右辺の2つの項の和となる。ここで、図7及び8に示した例では、例えば、α>5βとすると、-3α<-4α+5βとなるため、図8の例におけるハミルトニアンの値よりも、図7の例におけるハミルトニアンの値の方が小さくなっている。図7の例は、最大独立集合として矛盾のないノードの集合であり、上記式(1)のハミルトニアンの値が小さくなるノードの組み合わせを探索することにより、最大独立集合を探索できることがわかる。 Thus, in the example of FIG. 8, since there is an edge between the nodes whose bit is 1, the two terms on the right side are not 0, and the value of the Hamiltonian is the two terms on the right side. becomes the sum of Here, in the example shown in FIGS. 7 and 8, if α>5β, for example, −3α<−4α+5β, so the value of the Hamiltonian in the example of FIG. 7 is higher than the value of the Hamiltonian in the example of FIG. is smaller. The example of FIG. 7 is a set of nodes that is consistent as the maximum independent set, and it can be seen that the maximum independent set can be searched by searching for a combination of nodes that reduces the value of the Hamiltonian in equation (1) above.

次に、前述の非特許文献Xに記載されているような従来技術の一例における、探索した最大独立集合に基づいて、分子どうしの構造の類似度を算出する方法について説明する。
分子どうしの構造の類似度は、例えば、下記の式(2)を用いて算出することができる。
Next, a method for calculating the structural similarity between molecules based on the searched maximum independent sets in an example of the prior art as described in Non-Patent Document X will be described.
The degree of structural similarity between molecules can be calculated using, for example, the following formula (2).

Figure 0007338315000004
ここで、上記式(2)において、S(G,G)は、グラフ化した第一の分子(例えば、分子A)とグラフ化した第二の分子(例えば、分子B)との類似度を表し、0~1で表され、1に近づく程、類似度が高いことを意味する
また、Vは、グラフ化した第一の分子におけるノード原子の総数を表し、V は、グラフ化した第一の分子におけるノード原子の内、コンフリクトグラフの最大独立集合に含まれるノード原子の数を表す。なお、ノード原子とは、グラフ化した分子における頂点の原子を意味する。
さらに、Vは、グラフ化した第二の分子におけるノード原子の総数を表し、V は、グラフ化した第二の分子におけるノード原子の内、コンフリクトグラフの最大独立集合に含まれるノード原子の数を表す。
δは、0~1の数である。
Figure 0007338315000004
Here, in the above formula (2), S(G A , G B ) is the similarity between the graphed first molecule (eg, molecule A) and the graphed second molecule (eg, molecule B). The degree is expressed from 0 to 1, and the closer to 1, the higher the degree of similarity. V A represents the total number of node atoms in the graphed first molecule, and V c A is It represents the number of node atoms included in the maximum independent set of the conflict graph among the node atoms in the graphed first molecule. A node atom means an atom at a vertex in a graphed molecule.
Furthermore, V B represents the total number of node atoms in the graphed second molecule, and V c B is the node atom included in the maximum independent set of the conflict graph among the node atoms in the graphed second molecule. represents the number of
δ is a number between 0 and 1;

また、上記式(2)において、max{A,B}は、AとBのうち、値が大きい方を選択することを意味し、min{A,B}は、AとBのうち、値が小さい方を選択することを意味する。 Further, in the above formula (2), max {A, B} means selecting the larger value of A and B, and min {A, B} is the value of A and B. means to choose the smaller one.

ここで、図1等と同様に、酢酸(分子A)と酢酸メチル(分子B)を例として、類似度の算出方法について説明する。
図9に示したコンフリクトグラフにおいて、最大独立集合は、ノード〔A1B1〕、ノード〔A2B2〕、ノード〔A3B3〕、及びノード〔A5B5〕の4つのノードで構成される。つまり、図9の例においては、|V|は4となり、|V |は4となり、|V|は5となり、|V |は4となる。また、この例において、δを0.5として、第一の分子と第二の分子の平均を取る(均等に扱う)こととすると、上記式(2)は次のようになる。
Here, similarly to FIG. 1 and the like, acetic acid (molecule A) and methyl acetate (molecule B) will be used as examples to explain the similarity calculation method.
In the conflict graph shown in FIG. 9, the maximum independent set consists of four nodes, node [A1B1], node [A2B2], node [A3B3], and node [A5B5]. That is, in the example of FIG. 9, |V A | is 4, |V c A | is 4, |V B | is 5, and |V c B | Also, in this example, if δ is 0.5 and the first molecule and the second molecule are averaged (handled equally), the above equation (2) becomes as follows.

Figure 0007338315000005
Figure 0007338315000005

このように、図9の例においては、上記式(2)に基づいて、分子どうしの構造の類似度は0.9と算出される。 Thus, in the example of FIG. 9, the structural similarity between molecules is calculated to be 0.9 based on the above formula (2).

<探索部>
探索部は、化学物質データベースの類似性データを用いて、以下の(1)及び(2)の少なくともいずれかの探索を行う。
(1)特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索
(2)化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性の探索
<Search part>
The searching unit uses the similarity data of the chemical substance database to perform at least one of the following searches (1) and (2).
(1) searching for chemicals that are suitable for the application associated with at least one of the properties, but are not stored in the chemical database; (2) are chemical properties stored in the chemical database; but find properties that are not in the substance data for that chemical

探索部における探索は、例えば、類似性データに関係する条件設定(ルール)に基づいた推論を行うことで実行される。
推論は、例えば、推論エンジンにより行われる。推論エンジンとは、ルールに基づいて推論を行うプログラムである。
The search in the search unit is executed by, for example, making inferences based on condition settings (rules) related to similarity data.
Inference is performed, for example, by an inference engine. An inference engine is a program that makes inferences based on rules.

ルールは、例えば、類似性データに関係する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2種以上の類似性データにそれぞれ含まれる各種の類似性を用いて、上記(1)又は(2)の探索を行うルールなどが挙げられる。
ルールを作成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
Rules are not particularly limited as long as they relate to similarity data, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of rules for performing the search of (1) or (2) above.
A method for creating a rule is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.

推論を行うにあたっては、ルールに応じて、各種論理及び推論が単独で又は組合せて用いられる。そのような論理及び推論としては、例えば、命題論理(propositional logic)、述語論理(predicate logic)、様相論理(modal logic)、時相論理(temporal logic)、ファジィ推論(fuzzy reasoning)、帰納推論(inductive reasoning)、仮説推論(hypothetical reasoning)などが挙げられる。 In making inferences, various logics and inferences are used alone or in combination, depending on the rules. Such logic and reasoning include, for example, propositional logic, predicate logic, modal logic, temporal logic, fuzzy reasoning, inductive reasoning ( inductive reasoning), hypothetical reasoning, and the like.

例えば、推論エンジンには、ルールと、解析対象データとが与えられる。ここで、解析対象データとは、選択されたルールが判定処理に必要なデータであり、具体的には、例えば化学物質データ、及び類似性データである。推論エンジンは、ルールに基づいた推論により結果を導き出す。 For example, the inference engine is provided with rules and data to be analyzed. Here, the analysis target data is data required for the determination process of the selected rule, and specifically includes, for example, chemical substance data and similarity data. The inference engine derives results through rule-based inference.

本件で開示する化学物質探索プログラムは、使用するコンピュータシステムの構成及びオペレーティングシステムの種類・バージョンなどに応じて、公知の各種のプログラム言語を用いて作成することができる。 The chemical substance search program disclosed in the present application can be created using various known program languages according to the configuration of the computer system to be used and the type and version of the operating system.

本件で開示する化学物質探索プログラムは、内蔵ハードディスク、外付けハードディスクなどの記録媒体に記録しておいてもよいし、CD-ROM、DVD-ROM、MOディスク、USBメモリなどの記録媒体に記録しておいてもよい。
さらに、本件で開示する化学物質探索プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域(他のコンピュータなど)に本件で開示する化学物質探索プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本件で開示する化学物質探索プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本件で開示する化学物質探索プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。
The chemical substance search program disclosed in this case may be recorded on a recording medium such as an internal hard disk or an external hard disk, or may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, MO disk, or USB memory. You can leave it.
Furthermore, when recording the chemical substance search program disclosed in this case on the above recording medium, use it directly or by installing it on a hard disk through the recording medium reading device of the computer system as necessary. can be done. Also, the chemical substance search program disclosed herein may be recorded in an external storage area (such as another computer) accessible from the computer system through an information communication network. In this case, the chemical substance search program disclosed in this case recorded in the external storage area can be used directly from the external storage area through the information communication network or by installing it on the hard disk if necessary.
In addition, the chemical substance search program disclosed in the present application may be divided for each arbitrary process and recorded in a plurality of recording media.

(記録媒体)
本件で開示する記録媒体は、本件で開示する化学物質探索プログラムを記録してなる。
記録媒体は、コンピュータが読み取り可能である。
本件で開示する記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、CD-ROM、DVD-ROM、MOディスク、USBメモリなどが挙げられる。
また、本件で開示する記録媒体は、本件で開示する化学物質探索プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。
記録媒体は、一過性であってもよいし、非一過性であってもよい。
(recoding media)
The recording medium disclosed in this case records the chemical substance search program disclosed in this case.
The recording medium is computer readable.
The recording medium disclosed in the present application is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include internal hard disks, external hard disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, MO disks, and USB memories. be done.
Also, the recording medium disclosed herein may be a plurality of recording media in which the chemical substance search program disclosed herein is divided for each arbitrary process and recorded.
The recording medium may be transient or non-transitory.

以下、装置の構成例やフローチャートなどを用いて、本件で開示する技術の一例を更に詳細に説明する。
図11に、本件で開示する化学物質探索装置のハードウェア構成例を示す。
化学物質探索装置10においては、例えば、制御部11、メモリ12、記憶部13、表示部14、入力部15、出力部16、及びI/Oインターフェース部17がシステムバス18を介して接続されている。
Hereinafter, an example of the technology disclosed in the present application will be described in more detail using configuration examples of apparatuses, flowcharts, and the like.
FIG. 11 shows a hardware configuration example of the chemical substance search device disclosed in the present application.
In the chemical substance search device 10, for example, the control unit 11, the memory 12, the storage unit 13, the display unit 14, the input unit 15, the output unit 16, and the I/O interface unit 17 are connected via the system bus 18. there is

制御部11は、演算(四則演算、比較演算、焼き鈍し法の演算等)、ハードウェア及びソフトウェアの動作制御などを行う。
制御部11としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。
本件で開示する化学物質探索装置における探索部は、例えば、制御部11により実現することができる。
The control unit 11 performs operations (four arithmetic operations, comparison operations, annealing method operations, etc.), hardware and software operation control, and the like.
The controller 11 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and may be, for example, a CPU (Central Processing Unit).
The search unit in the chemical substance search device disclosed in this application can be realized by the control unit 11, for example.

メモリ12は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などのメモリである。RAMは、ROM及び記憶部13から読み出されたOS(Operating System)及びアプリケーションプログラムなどを記憶し、制御部11の主メモリ及びワークエリアとして機能する。 The memory 12 is a memory such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory). The RAM stores an OS (Operating System) and application programs read from the ROM and the storage unit 13, and functions as a main memory and a work area for the control unit 11. FIG.

記憶部13は、各種プログラム及びデータを記憶する装置であり、例えば、ハードディスクである。記憶部13には、制御部11が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OSなどが格納される。例えば、化学物質データベースは、記憶部13に格納される。
また、本件で開示する化学物質探索プログラムは、例えば、記憶部13に格納され、メモリ12のRAM(主メモリ)にロードされ、制御部11により実行される。
The storage unit 13 is a device that stores various programs and data, such as a hard disk. The storage unit 13 stores programs executed by the control unit 11, data necessary for executing the programs, an OS, and the like. For example, a chemical substance database is stored in the storage unit 13 .
Further, the chemical substance search program disclosed herein is stored in the storage unit 13, loaded into the RAM (main memory) of the memory 12, and executed by the control unit 11, for example.

表示部14は、表示装置であり、例えば、CRTモニタ、液晶パネルなどのディスプレイ装置である。
入力部15は、各種データの入力装置であり、例えば、キーボード、ポインティングデバイス(例えば、マウス等)などである。
出力部16は、各種データの出力装置であり、例えば、プリンタなどである。
I/Oインターフェース部17は、各種の外部装置を接続するためのインターフェースである。I/Oインターフェース部17は、例えば、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、MOディスク(Magneto-Optical disk)、USBメモリ〔USB(Universal Serial Bus) flash drive〕などのデータの入出力を可能にする。
The display unit 14 is a display device such as a CRT monitor or liquid crystal panel.
The input unit 15 is an input device for various data, and includes, for example, a keyboard and a pointing device (such as a mouse).
The output unit 16 is an output device for various data, such as a printer.
The I/O interface unit 17 is an interface for connecting various external devices. The I/O interface unit 17 is, for example, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), an MO disk (Magneto-Optical disk), a USB memory [USB (Universal Serial Bus ) flash drive].

図12に、本件で開示する化学物質探索装置の他のハードウェア構成例を示す。
図12に示す化学物質探索装置は、化学物質探索装置をクラウド型にした場合の例であり、制御部11が、記憶部13などとは独立している。図12に示す例においては、ネットワークインターフェース部19、20を介して、記憶部13などを格納するコンピュータ30と、制御部11を格納するコンピュータ40とが接続される。
ネットワークインターフェース部19、20は、インターネットを利用して、通信を行うハードウェアである。
FIG. 12 shows another hardware configuration example of the chemical substance searching device disclosed in the present application.
The chemical substance search device shown in FIG. 12 is an example of a cloud type chemical substance search device, and the control unit 11 is independent of the storage unit 13 and the like. In the example shown in FIG. 12, a computer 30 storing the storage unit 13 and the like and a computer 40 storing the control unit 11 are connected via the network interface units 19 and 20 .
The network interface units 19 and 20 are hardware that performs communication using the Internet.

図13に、本件で開示する化学物質探索装置の他のハードウェア構成例を示す。
図13に示す化学物質探索装置は、化学物質探索装置をクラウド型にした場合の例であり、記憶部13が、制御部11などとは独立している。図13に示す例においては、ネットワークインターフェース部19、20を介して、制御部11等を格納するコンピュータ30と、記憶部13を格納するコンピュータ40とが接続される。
FIG. 13 shows another hardware configuration example of the chemical substance search device disclosed in the present application.
The chemical substance search device shown in FIG. 13 is an example of a cloud type chemical substance search device, and the storage unit 13 is independent of the control unit 11 and the like. In the example shown in FIG. 13, a computer 30 storing the control unit 11 and the like and a computer 40 storing the storage unit 13 are connected via the network interface units 19 and 20 .

図14に、本件で開示する化学物質探索装置の一実施形態としての機能構成例を示す。
図14に示す化学物質探索装置1Aは、探索部2を有する。
FIG. 14 shows a functional configuration example as one embodiment of the chemical substance search device disclosed in the present application.
A chemical substance searching device 1A shown in FIG.

図15に、本件で開示する化学物質探索装置の他の実施形態としての機能構成例を示す。
図15に示す化学物質探索装置1Bは、探索部2、及び化学物質データベース3を有する。
FIG. 15 shows a functional configuration example as another embodiment of the chemical substance searching device disclosed in the present application.
A chemical substance searching device 1B shown in FIG. 15 has a searching unit 2 and a chemical substance database 3.

図16に、化学物質データベースを作製する方法の一例のフローチャートを示す。
まず、他のデータベースから化学物質データが抜き出される(S1)。化学物質データは、複数の化学物質の各々の化学物質の特性(化学的性質、物理的性質)を含むデータである。抜き出された化学物質データは、当該他のデータベースのファイル形式のまま用いてもよいし、他のファイル形式に加工されてもよい。
次に、化学物質データに基づいて、2種類の類似性データ、即ち、第1の類似性データ及び第2の類似性データが作成される(S2)。類似性データは、複数の化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含むデータである。類似性は、1つ以上の特性に基づいて生成される。第1の類似性データと第2の類似性データとは、異なる特性に基づいて生成される。
以上により、化学物質データ及び2種類の類似性データを持つ化学物質データベースが作成される。
FIG. 16 shows a flow chart of an example of a method for creating a chemical substance database.
First, chemical substance data is extracted from another database (S1). The chemical substance data is data including the properties (chemical properties, physical properties) of each of a plurality of chemical substances. The extracted chemical substance data may be used in the file format of the other database as it is, or may be processed into another file format.
Next, based on the chemical substance data, two types of similarity data, namely first similarity data and second similarity data are created (S2). Similarity data is data that includes the similarity of two chemicals of a plurality of chemicals. Affinity is generated based on one or more characteristics. The first similarity data and the second similarity data are generated based on different characteristics.
As described above, a chemical substance database having chemical substance data and two types of similarity data is created.

図17に、化学物質データベースを作製する方法の他の一例のフローチャートを示す。この一例は、派生特性を作成するために化学物質データが加工される例である。
まず、他のデータベースから化学物質データが抜き出される(S11)。化学物質データは、複数の化学物質の各々の化学物質の特性(化学的性質、物理的性質)を含むデータである。抜き出された化学物質データは、当該他のデータベースのファイル形式のまま用いてもよいし、他のファイル形式に加工されてもよい。
次に、化学物質データに基づいて、第1の類似性データが作成される(S12)。第1の類似性データは、複数の化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含むデータである。類似性は、1つ以上の特性に基づいて生成される。
次に、化学物質データが加工され、化学物質の特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性が作成される(S13)。
次に、派生特性を用いて、第2の類似性データが作成される(S14)。第2の類似性データは、複数の化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含むデータである。類似性は、派生特性に基づいて生成される。
以上により、化学物質データ及び2種類の類似性データを持つ化学物質データベースが作成される。
FIG. 17 shows a flow chart of another example of a method of creating a chemical substance database. An example of this is where chemical data is processed to create derived properties.
First, chemical substance data is extracted from another database (S11). The chemical substance data is data including the properties (chemical properties, physical properties) of each of a plurality of chemical substances. The extracted chemical substance data may be used in the file format of the other database as it is, or may be processed into another file format.
Next, first similarity data is created based on the chemical substance data (S12). The first similarity data is data containing similarities between two of the plurality of chemical substances. Affinity is generated based on one or more characteristics.
Next, the chemical substance data is processed to create derived characteristics obtained by translating at least one component of the chemical substance characteristics into a superordinate concept (S13).
Next, the derived characteristics are used to create second similarity data (S14). The second similarity data is data containing similarities between two of the plurality of chemical substances. Affinity is generated based on derived characteristics.
As described above, a chemical substance database having chemical substance data and two types of similarity data is created.

図18に、開示の化学物質探索方法の一例のフローチャートを示す。
図18のフローチャートは、ある用途に適用可能な化学物質であるが化学物質データベースに格納されていない新しい化学物質を探索する化学物質探索方法のフローチャートである。
まず、化学物質データベース(DB)における類似性データを踏まえ、上記新たな化学物質を探索するためのルールが作成される(S21)。ルールは、特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索を行うことができるように設定される。
次に、化学物質データベース(DB)に当該ルールを適用し、特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索が行われる(S22)。探索は、例えば、推論エンジンによる推論により行われる。
そして、化学物質データベース上に該当する化学物質が見つかったかどうかが判定される(S23)。化学物質データベース上に該当する化学物質が見つかった場合は、既に作成されたルールとは異なるルールが作成される(S21)。他方、化学物質データベース上に該当する化学物質が見つからなかった場合には、その化学物質が、ある特性に関連した用途に適した新しい化学物質、又はその候補となる。なお、発見される化学物質は1つであってもよいし、複数であってもよい。発見される化学物質が複数の場合、例えば、類似性データに含まれる類似度のスコアの積が、それらの化学物質の順位付けに用いられてもよい。
FIG. 18 shows a flow chart of an example of the disclosed chemical substance search method.
The flowchart of FIG. 18 is a flow chart of a chemical substance search method for searching for new chemical substances that are applicable to a certain application but are not stored in the chemical substance database.
First, based on the similarity data in the chemical substance database (DB), a rule for searching for the new chemical substance is created (S21). Rules are set up so that searches can be made for chemicals that are suitable for use in relation to at least one of the properties, but are not stored in the chemical database.
Next, the rule is applied to a chemical database (DB) to search for chemicals that are suitable for the application associated with at least one of the properties, but are not stored in the chemical database ( S22). The search is performed, for example, by inference by an inference engine.
Then, it is determined whether or not the corresponding chemical substance is found on the chemical substance database (S23). If a corresponding chemical substance is found on the chemical substance database, a rule different from the already created rule is created (S21). On the other hand, if the corresponding chemical substance is not found on the chemical substance database, the chemical substance becomes a new chemical substance or a candidate for a use related to a certain characteristic. Note that one or more chemical substances may be discovered. When multiple chemicals are discovered, for example, the product of similarity scores contained in the similarity data may be used to rank the chemicals.

図19に、開示の化学物質探索方法の他の一例のフローチャートを示す。
図19のフローチャートは、化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性を探索する化学物質探索方法のフローチャートである。
まず、化学物質データベース(DB)における類似性データを踏まえ、上記新たな化学物質を探索するためのルールが作成される(S31)。ルールは、化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性の探索を行うことができるように設定される。
次に、化学物質データベースに当該ルールを適用し、化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性の探索が行われる(S32)。探索は、例えば、推論エンジンによる推論により行われる。
そして、化学物質データベース上に、該当する特性を有する化学物質が見つかったかどうかが判定される(S33)。化学物質データベース上に、該当する化学物質が見つからなかった場合は、既に作成されたルールとは異なるルールが作成される(S31)。他方、化学物質データベース上に、該当する化学物質が見つかった場合は、その化学物質がある特性に関連した用途を有することを見つけたこととなる。なお、発見される化学物質は1つであってもよいし、複数であってもよい。発見される化学物質が複数の場合、例えば、類似性データに含まれる類似度のスコアの積が、それらの化学物質の順位付けに用いられてもよい。
FIG. 19 shows a flowchart of another example of the disclosed chemical substance searching method.
The flow chart of FIG. 19 is a flow chart of a chemical substance search method for searching for properties that are properties of a chemical substance that are stored in the chemical substance database but that are not in the chemical substance data of the chemical substance.
First, based on the similarity data in the chemical substance database (DB), a rule for searching for the new chemical substance is created (S31). Rules are set up to allow searching for properties that are properties of chemicals that are stored in the chemical database, but that are not in the chemical data for that chemical.
Next, the rule is applied to the chemical substance database to search for properties of the chemical substance stored in the chemical substance database but not in the chemical substance data of the chemical substance (S32). The search is performed, for example, by inference by an inference engine.
Then, it is determined whether or not a chemical substance having the corresponding property is found on the chemical substance database (S33). If the corresponding chemical substance is not found on the chemical substance database, a rule different from the already created rule is created (S31). On the other hand, if a corresponding chemical substance is found on the chemical substance database, it is found that the chemical substance has a use related to a certain property. Note that one or more chemical substances may be discovered. When multiple chemicals are discovered, for example, the product of similarity scores contained in the similarity data may be used to rank the chemicals.

なお、開示の化学物質探索方法において化学物質データベースを作成する場合の化学物質探索方法のフローチャートの一例は、例えば、図16及び図18のフローチャートを組み合わせた、図20のようなフローチャートとなる。 An example of a flow chart of a chemical substance search method when creating a chemical substance database in the disclosed chemical substance search method is, for example, a flow chart such as that shown in FIG. 20, which is a combination of the flow charts shown in FIGS.

開示の化学物質探索方法を用いて放電電位が高い新しい電池材料を探索する方法の一例を説明する。
図21は、開示の化学物質探索方法を用いて放電電位が高い新しい電池材料を探索する一例を可視化した図である。
図21において、実線で示した楕円は、化学物質データベースに格納されている化学物質データ121、123、124、125、126に対応する。各化学物質データは、ある化学物質に関する組成式、結晶構造、放電電位などの特性データをそれぞれ含んでいる。ただし、一部の化学物質データ123は、放電電位データを有していない。なお、放電電位は電池材料の特性の一つであり、放電電位が高いほど、電池材料として有用である。
化学物質データ121、124、125、及び126の化学物質は、電池材料として知られている。化学物質データ123の化学物質は、電池材料として知られてはいない。
化学物質データ121の化学物質、及び化学物質データ124の化学物質は、同じ結晶構造Aを有する。
化学物質データ123の化学物質、及び化学物質データ126の化学物質は、同じ結晶構造Cを有する。
化学物質データ125の化学物質は、結晶構造Bを有する。
横方向の実線は、化学物質データベースに格納されている第1の類似性データ101、104、105、106、107、及び108に対応する。
縦方向の実線は、化学物質データベースに格納されている第2の類似性データ111、112、113、115、116、及び117に対応する。
第1の類似性データ、及び第2の類似性データは、それぞれ線でつながった2つの化学物質データにおける化学物質の類似性を含む。
第1の類似性データに含まれる類似性は、2つの化学物質の組成式の間で元素の組み合わせが同じである場合に、それら2つの化学物質が同一であると判断される類似性である。ここでの類似は、組成式が全く同じ場合を含む。なお、楕円内の(Ni)、(Co)は、化学物質がNi、Coを構成元素としてそれぞれ含むことを意味する。第1の類似性データにおける類似性は、例えば、類似度のスコアとして点数化されている。
第2の類似性データに含まれる類似性は、2つの化学物質の結晶構造が同じであり、かつ2つの化学物質の間で派生特性が同じである場合に、それら2つの化学物質が同一であると判断される類似性である。ここでの派生特性は、組成式において、遷移金属元素に含まれる元素(例えば、Ni、Coなど)を遷移金属元素に置き換えた組成式である。第2の類似性データにおける類似性は、例えば、類似度のスコアとして点数化されている。
更に、第1の類似性データの一部、及び第2の類似性データの一部は、2つの化学物質の放電電位の数的差異を示す数的差異データを含む。即ち、第1の類似性データ106は、化学物質データ124の化学物質の放電電位よりも化学物質データ125の化学物質の放電電位の方が高いという数的差異データを含む。第2の類似性データ113は、化学物質データ124の化学物質の放電電位よりも化学物質データ121の化学物質の放電電位の方が高いという数的差異データを含む。
An example of a method for searching for a new battery material with a high discharge potential using the disclosed method for searching for chemical substances will be described.
FIG. 21 is a diagram visualizing an example of searching for a new battery material with a high discharge potential using the disclosed chemical substance search method.
In FIG. 21, solid-line ellipses correspond to chemical substance data 121, 123, 124, 125, and 126 stored in the chemical substance database. Each chemical substance data includes characteristic data such as composition formula, crystal structure, discharge potential, etc. for a certain chemical substance. However, some chemical substance data 123 do not have discharge potential data. The discharge potential is one of the characteristics of battery materials, and the higher the discharge potential, the more useful the battery material.
The chemicals in chemical data 121, 124, 125, and 126 are known as battery materials. Chemicals in chemical data 123 are not known battery materials.
The chemical substance of the chemical substance data 121 and the chemical substance of the chemical substance data 124 have the same crystal structure A.
The chemical substance of the chemical substance data 123 and the chemical substance of the chemical substance data 126 have the same crystal structure C.
A chemical substance in the chemical substance data 125 has a crystal structure B.
Horizontal solid lines correspond to the first similarity data 101, 104, 105, 106, 107, and 108 stored in the chemical substance database.
Solid vertical lines correspond to second similarity data 111, 112, 113, 115, 116, and 117 stored in the chemical substance database.
The first similarity data and the second similarity data each include similarities of chemicals in two chemical data connected by a line.
The similarity included in the first similarity data is the similarity determined to be the same between the two chemical substances when the combination of elements is the same between the compositional formulas of the two chemical substances. . Similarity here includes the case where the compositional formula is exactly the same. (Ni) and (Co) in the ellipses mean that the chemical substance contains Ni and Co as constituent elements, respectively. The similarity in the first similarity data is scored as a similarity score, for example.
Similarity included in the second similarity data is defined as two chemicals being identical if their crystal structures are the same and the derived properties are the same between them. It is the similarity that is judged to exist. The derived characteristic here is a composition formula in which an element (for example, Ni, Co, etc.) included in the transition metal element is replaced with a transition metal element in the composition formula. The similarity in the second similarity data is scored as a similarity score, for example.
Further, a portion of the first similarity data and a portion of the second similarity data include numerical difference data indicating a numerical difference in discharge potential of the two chemicals. That is, the first similarity data 106 includes numerical difference data that the discharge potential of the chemical substance of the chemical substance data 125 is higher than the discharge potential of the chemical substance of the chemical substance data 124 . The second similarity data 113 includes numerical difference data that the discharge potential of the chemical substance of the chemical substance data 121 is higher than the discharge potential of the chemical substance of the chemical substance data 124 .

上記のような化学物質データベースの第1の類似性データ及び第2の類似性データを用いて、以下の(1-1)及び(2-1)の少なくともいずれかの探索を行う。
(1-1)電池材料として適した化学物質であるが、化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索
(2-1)化学物質データベースに格納されている化学物質の特性(電池材料としての有用性を示す特性)であるが、当該化学物質の化学物質データ内にない特性の探索
At least one of the following (1-1) and (2-1) searches are performed using the first similarity data and the second similarity data of the chemical substance database as described above.
(1-1) Search for chemical substances that are suitable as battery materials but are not stored in the chemical substance database (2-1) Properties of chemical substances stored in the chemical substance database properties that indicate utility) but are not in the substance data for the chemical

上記(1-1)に関して、第1の類似性データ106及び第2の類似性データ113から、破線102で示される類似性の存在が予想される。破線102の類似性は、第1の類似性データにおける類似性である。第1の類似性データ107及び第2の類似性データ115から、破線103で示される類似性の存在が予想される。破線103の類似性は、第1の類似性データにおける類似性である。更に、第2の類似性データ113、及び115から、破線114で示される類似性の存在が予想される。破線113の類似性は、第2の類似性データにおける類似性である。類似性102に付された破線の矢印は、第1の類似性データ106が持つ、化学物質データ124の化学物質〔結晶構造A(Co)〕の放電電位よりも化学物質データ125の化学物質〔結晶構造B(Co)〕の放電電位の方が高いという数的差異データに対応し、放電電位の数的差異を示す予想である。また、類似性114に付された破線の矢印は、化学物質データ124の化学物質〔結晶構造A(Co)〕の放電電位よりも化学物質データ121の化学物質〔結晶構造A(Ni)〕の放電電位の方が高いという数的差異データに対応し、放電電位の数的差異を示す予想である。そのため、予想された類似性102、103、及び114の交点として、結晶構造A(Ni)の化学物質及び結晶構造B(Co)の化学物質に類似し、かつそれらの化学物質の放電電位よりも高い放電電位を有することが予想される化学物質として、結晶構造B(Ni)122の化学物質を見つけることができる。 Regarding (1-1) above, the existence of similarity indicated by dashed line 102 is predicted from first similarity data 106 and second similarity data 113 . The similarity of dashed line 102 is the similarity in the first similarity data. From the first affinity data 107 and the second affinity data 115 it is expected that there is an affinity indicated by dashed line 103 . The similarity of dashed line 103 is the similarity in the first similarity data. Further, from the second similarity data 113 and 115, the existence of similarities indicated by dashed line 114 is expected. The similarity of dashed line 113 is the similarity in the second similarity data. The dashed arrow attached to the similarity 102 indicates that the chemical substance of the chemical substance data 125 [ This corresponds to the numerical difference data that the discharge potential of the crystal structure B(Co)] is higher, and is expected to indicate a numerical difference in the discharge potential. Further, the dashed arrow attached to the similarity 114 indicates that the discharge potential of the chemical substance [crystal structure A (Ni)] of the chemical substance data 121 is higher than the discharge potential of the chemical substance [crystal structure A (Co)] of the chemical substance data 124. Corresponding to the numerical difference data that the discharge potential is higher, it is an expectation that indicates the numerical difference of the discharge potential. Therefore, at the intersection of the expected similarities 102, 103, and 114, the chemistry of crystal structure A (Ni) and the chemistry of crystal structure B (Co) are similar to and higher than the discharge potentials of those chemistries. Chemicals of crystal structure B(Ni)122 can be found as chemicals expected to have high discharge potentials.

上記(1-2)に関して、第1の類似性データ106、第1の類似性データ107、第2の類似性データ113、第2の類似性データ115、類似性102、及び類似性103から、化学物質データ123の化学物質〔結晶構造C(Ni)〕が電池材料として有用であることが予想される。
具体的には、以下の通りである。第2の類似性データ115から、化学物質データ123の化学物質〔結晶構造C(Ni)〕は、化学物質データ126の化学物質〔結晶構造C(Co)〕と、結晶構造及び前述の派生特性が類似していると判断される。そして、第1の類似性データ106及び107から、化学物質データ126の化学物質〔結晶構造C(Co)〕と、化学物質データ124の化学物質〔結晶構造A(Co)〕とは、組成式が類似していると判断される。また、第2の類似性データ113から、化学物質データ124の化学物質〔結晶構造A(Co)〕と、化学物質データ121の化学物質〔結晶構造A(Ni)〕とは、結晶構造及び前述の派生特性が類似していると判断される。また、類似性102、及び103から、化学物質データ121の化学物質〔結晶構造A(Ni)〕と、化学物質データ123の化学物質〔結晶構造C(Ni)〕とは、組成式が類似していると判断される。そして、第2の類似性データ113は、化学物質データ124の化学物質〔結晶構造A(Co)〕の放電電位よりも化学物質データ121の化学物質〔結晶構造A(Ni)〕の放電電位の方が高いという数的差異データを持っている。これらから、化学物質データ123の化学物質〔結晶構造C(Ni)〕の放電電位は、電池材料である化学物質データ126の化学物質〔結晶構造C(Co)〕の放電電位よりも高いことが予想される。即ち、化学物質データ123の化学物質〔結晶構造C(Ni)〕は、電池材料として有用であることが予想される。
Regarding (1-2) above, from the first similarity data 106, the first similarity data 107, the second similarity data 113, the second similarity data 115, the similarity 102, and the similarity 103, The chemical substance [crystal structure C(Ni)] of the chemical substance data 123 is expected to be useful as a battery material.
Specifically, it is as follows. From the second similarity data 115, the chemical substance [crystal structure C(Ni)] of the chemical substance data 123 is the chemical substance [crystal structure C(Co)] of the chemical substance data 126, and the crystal structure and the above-mentioned derived property are judged to be similar. Then, from the first similarity data 106 and 107, the chemical substance [crystal structure C (Co)] of the chemical substance data 126 and the chemical substance [crystal structure A (Co)] of the chemical substance data 124 have the composition formula are judged to be similar. Further, from the second similarity data 113, the chemical substance [crystal structure A (Co)] of the chemical substance data 124 and the chemical substance [crystal structure A (Ni)] of the chemical substance data 121 have the crystal structure and derived characteristics are similar. Further, from the similarities 102 and 103, the chemical substance [crystal structure A (Ni)] of the chemical substance data 121 and the chemical substance [crystal structure C (Ni)] of the chemical substance data 123 have similar composition formulas. is determined to be The second similarity data 113 indicates that the discharge potential of the chemical substance [crystal structure A (Ni)] of the chemical substance data 121 is higher than the discharge potential of the chemical substance [crystal structure A (Co)] of the chemical substance data 124 . We have numerical difference data that the From these, the discharge potential of the chemical substance [crystal structure C(Ni)] of the chemical substance data 123 is higher than the discharge potential of the chemical substance [crystal structure C(Co)] of the chemical substance data 126, which is the battery material. is expected. That is, the chemical substance [crystal structure C(Ni)] of the chemical substance data 123 is expected to be useful as a battery material.

なお、開示の化学物質探索方法においては、探索結果を図21のように可視化してもよい。可視化の方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 In addition, in the disclosed chemical substance search method, the search results may be visualized as shown in FIG. The visualization method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.

以下、更に具体例を示す。
以下の具体例は、無機結晶構造データベース(ICSD)に格納されているLi化合物データを用いて開示の化学物質探索方法における化学物質データベースを作成し、作成した化学物質データベースを用いて、以下の探索(1-A)及び探索(2-A)を行う方法である。
・探索(1-A):化学物質データベースに格納されていないLi化合物であり、かつ放電特性に関連した電池材料用途に適したLi化合物の探索
・探索(2-A):化学物質データベースに格納されているLi化合物の特性であるが、当該Li化合物の化学物質データ内にない特性の探索
Further specific examples are shown below.
In the following specific example, Li compound data stored in an inorganic crystal structure database (ICSD) is used to create a chemical substance database in the disclosed chemical substance search method, and using the created chemical substance database, the following searches are performed. (1-A) and a method of searching (2-A).
・Search (1-A): Search for Li compounds that are not stored in the chemical substance database and are suitable for battery material applications related to discharge characteristics ・Search (2-A): Store in the chemical substance database Search for properties that are not in the chemical substance data of the Li compound

上記具体例のフローチャートを図22に示す。
上記具体例では、まず、無機結晶構造データベース(ICSD)からLi化合物のデータ(Li化合物データ)が抜き出される(S41)。抜き出されたLi化合物データに対応するLi化合物の数は、約8,000である。抜き出されたLi化合物データの各々には、組成式、結晶構造、放電電位などの特性が記録されている。なお、放電電位については、全てのLi化合物にデータが記録されているわけではない。
次に、抜き出されたLi化合物データを用いて第1の類似性データが作成される(S42)。第1の類似性データは、複数のLi化合物のうちの2つのLi化合物の類似性を含むデータである。ここでの類似性は、2つのLi化合物の組成式の間で元素の組み合わせが同じである場合に、それら2つのLi化合物が同一であると判断される類似性である。第1の類似性データにおける類似性は、公知の方法を用い、類似度のスコアとして点数化されている。また、Li化合物データが放電電位データを持つ2つのLi化合物についての第1の類似性データの少なくとも一部は、放電電位の数的差異データを含む。
次に、Li化合物データが加工され、化学物質の特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性が作成される(S43)。ここでの派生特性は、組成式において、遷移金属元素に含まれる元素(例えば、Ni、Coなど)を遷移金属元素に置き換えた組成式である。
次に、第2の類似性データが作成される(S44)。第2の類似性データは、複数のLi化合物のうちの2つのLi化合物の類似性を含むデータである。ここでの類似性は、2つのLi化合物の結晶構造が同じであり、かつ2つのLi化合物の間で前述の派生特性が同じである場合に、それら2つのLi化合物が同一であると判断される類似性である。第2の類似性データにおける類似性は、公知の方法を用い、類似度のスコアとして点数化されている。また、Li化合物データが放電電位データを持つ2つのLi化合物についての第2の類似性データの少なくとも一部は、放電電位の数的差異データを含む。
以上により、化学物質データベース(DB)が作成される。
FIG. 22 shows a flow chart of the above specific example.
In the above specific example, first, Li compound data (Li compound data) is extracted from the inorganic crystal structure database (ICSD) (S41). The number of Li compounds corresponding to the extracted Li compound data is about 8,000. Each of the extracted Li compound data records characteristics such as compositional formula, crystal structure, and discharge potential. Data on the discharge potential is not recorded for all Li compounds.
Next, first similarity data is created using the extracted Li compound data (S42). The first similarity data is data containing the similarity of two Li compounds among the plurality of Li compounds. The similarity here is the similarity in which two Li compounds are determined to be the same when the combination of elements is the same between the compositional formulas of the two Li compounds. The similarity in the first similarity data is scored as a similarity score using a known method. Also, at least part of the first similarity data for two Li compounds whose Li compound data has discharge potential data includes discharge potential numerical difference data.
Next, the Li compound data is processed to generate derived characteristics obtained by translating at least one component of the characteristics of the chemical substance into a higher concept (S43). The derived characteristic here is a composition formula in which an element (for example, Ni, Co, etc.) included in the transition metal element is replaced with a transition metal element in the composition formula.
Next, second similarity data is created (S44). The second similarity data is data containing the similarity of two Li compounds among the plurality of Li compounds. Similarity here means that two Li compounds are judged to be identical if they have the same crystal structure and the aforementioned derived properties are the same between the two Li compounds. is similarity. The similarity in the second similarity data is scored as a similarity score using a known method. Also, at least part of the second similarity data for two Li compounds whose Li compound data has discharge potential data includes discharge potential numerical difference data.
As described above, a chemical substance database (DB) is created.

次に、化学物質データベース(DB)における第1の類似性データ及び第2の類似性データを踏まえ、新たなLi化合物を探索するためのルールが作成される(S45)。ルールは、前述の探索(1-A)及び探索(2-A)の少なくともいずれかを行うことができるように設定される。
次に、化学物質データベース(DB)に、作成されたルールを適用し、前述の探索(1-A)及び(2-A)が行われる(S46)。
そして、探索(1-A)を行った結果、探索されたLi化合物が、化学物質データベースに収録されているかどうかが判定される(S47)。化学物質データベース上に、該当するLi化合物が見つかった場合は、既に作成されたルールとは異なるルールが作成される(S45)。一方、探索(1-A)を行った結果、探索されたLi化合物が、化学物質データベースに収録されていなかった場合は、新しいLi化合物が見つかったため、探索(1-A)を終了する。
また、探索(2-A)を行った結果、化学物質データベース上に、該当するLi化合物が見つからなかった場合は、既に作成されたルールとは異なるルールが作成される(S45)。探索(2-A)を行った結果、化学物質データベース上に、該当するLi化合物が見つかった場合は、探索を終了する。
発見されるLi化合物が複数の場合、例えば、類似性データに含まれる類似度のスコアの積が、それらのLi化合物の順位付けに用いられてもよい。
Next, based on the first similarity data and the second similarity data in the chemical substance database (DB), rules for searching for new Li compounds are created (S45). The rules are set so that at least one of the aforementioned search (1-A) and search (2-A) can be performed.
Next, the created rule is applied to the chemical substance database (DB), and the aforementioned searches (1-A) and (2-A) are performed (S46).
Then, as a result of searching (1-A), it is determined whether or not the searched Li compound is recorded in the chemical substance database (S47). If the corresponding Li compound is found on the chemical substance database, a rule different from the already created rule is created (S45). On the other hand, if the searched Li compound is not recorded in the chemical substance database as a result of the search (1-A), a new Li compound was found, so the search (1-A) ends.
Further, if the corresponding Li compound is not found on the chemical substance database as a result of the search (2-A), a rule different from the already created rule is created (S45). If the corresponding Li compound is found on the chemical substance database as a result of the search (2-A), the search is terminated.
When multiple Li compounds are discovered, for example, the product of similarity scores included in the similarity data may be used to rank those Li compounds.

以上の図22のフローチャートに従って、化学物質データベースを作成し、上記探索(1-A)及び(2-A)を行う一例を、図23を用いて説明する。
図22のフローチャートに従って作製した化学物質データベースの一部を可視化すると図23のようになる。
図23において、化学物質データとして、化学物質データ251、252、253、255、256、257、258、及び259が存在している。また、第1の類似性データとして、第1の類似性データ203、204、206、207、209、210、211、及び212が存在している。また、第2の類似性データとして、第2の類似性データ222、223、225、226、229、230、231、232、233、234、及び235が存在している。なお、図23において、#に続く数は、ICSDデータベース内の無機化合物のNoを表し、「(14)」は、空間群の番号を表す。
化学物質データ251は、放電電位データを持たない。
第1の類似性データ206は、化学物質データ256のLi化合物の放電電位よりも化学物質データ255のLi化合物の放電電位の方が高いという数的差異データ(図23中の矢印)を含む。
第1の類似性データ210は、化学物質データ258のLi化合物の放電電位よりも化学物質データ257のLi化合物の放電電位の方が高いという数的差異データ(図23中の矢印)を含む。
An example of creating a chemical substance database according to the flowchart of FIG. 22 and performing the searches (1-A) and (2-A) will be described with reference to FIG.
Part of the chemical substance database created according to the flowchart of FIG. 22 is visualized as shown in FIG.
In FIG. 23, chemical substance data 251, 252, 253, 255, 256, 257, 258, and 259 exist as chemical substance data. Also, first similarity data 203, 204, 206, 207, 209, 210, 211, and 212 exist as first similarity data. Second similarity data 222, 223, 225, 226, 229, 230, 231, 232, 233, 234, and 235 exist as second similarity data. In FIG. 23, the number following # represents the number of the inorganic compound in the ICSD database, and "(14)" represents the space group number.
Chemical substance data 251 does not have discharge potential data.
The first similarity data 206 includes numerical difference data (arrows in FIG. 23) that the discharge potential of the Li compound of the chemical substance data 255 is higher than the discharge potential of the Li compound of the chemical substance data 256 .
The first similarity data 210 includes numerical difference data (arrows in FIG. 23) that the discharge potential of the Li compound of chemical substance data 257 is higher than the discharge potential of the Li compound of chemical substance data 258 .

このような化学物質データ、第1の類似性データ、及び第2の類似性データを持つ化学物質データベースに対して、前述の探索(1-A)及び(2-B)を行う。
そうすると、例えば、図24に示すようになる。図24においては、図23に対して、第1の類似性データにおける類似性に対応する類似性201、202、205、及び208が生成している。また、第2の類似性データにおける類似性に対応する類似性221、224、227、及び228が生成している。
そして、生成したそれらの類似性によって、化学物質データベースに格納されていなかった、新しいLi化合物254(LiCoP)が見つかる。
ここで、図23のデータから、Li化合物254の放電電位は、化学物質データ255のLi化合物の放電電位、及び化学物質データ257のLi化合物の放電電位よりも高いことが予想される。
即ち、電池材料として有用なLi化合物254(LiCoP)を見出すことができた。
更に、生成した類似性によって、化学物質データ251のLi化合物が、電池材料として有用である可能性が予想される。
The searches (1-A) and (2-B) described above are performed on the chemical substance database having such chemical substance data, first similarity data, and second similarity data.
Then, for example, it becomes as shown in FIG. In FIG. 24, similarities 201, 202, 205, and 208 corresponding to similarities in the first similarity data are generated with respect to FIG. Further, similarities 221, 224, 227, and 228 corresponding to similarities in the second similarity data are generated.
A new Li compound 254 (Li 2 CoP 2 O 7 ) is then found, which was not stored in the chemical substance database, due to those similarities generated.
23, the discharge potential of the Li compound 254 is expected to be higher than the discharge potential of the Li compound of the chemical substance data 255 and the discharge potential of the Li compound of the chemical substance data 257.
That is, the Li compound 254 (Li 2 CoP 2 O 7 ) useful as a battery material could be found.
Furthermore, the generated similarity predicts that the Li compounds of chemical substance data 251 may be useful as battery materials.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行う探索部を有することを特徴とする化学物質探索装置。
(付記2)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2種類以上の類似性を含む付記1に記載の化学物質探索装置。
(付記3)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2つの前記化学物質の間の少なくとも1つの特性の数的差異データを含む付記1又は2に記載の化学物質探索装置。
(付記4)
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の特性から派生して生成された派生特性を含み、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性を含む付記1から3のいずれかに記載の化学物質探索装置。
(付記5)
前記派生特性が、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性である付記4に記載の化学物質探索装置。
(付記6)
前記化学物質データベースを有する付記1から5のいずれかに記載の化学物質探索装置。
(付記7)
コンピュータが、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行う、
ことを特徴とする化学物質探索方法。
(付記8)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2種類以上の類似性を含む付記7に記載の化学物質探索方法。
(付記9)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2つの前記化学物質の間の少なくとも1つの特性の数的差異データを含む付記7又は8に記載の化学物質探索方法。
(付記10)
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の特性から派生して生成された派生特性を含み、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性を含む付記7から9のいずれかに記載の化学物質探索方法。
(付記11)
前記派生特性が、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性である付記10に記載の化学物質探索方法。
(付記12)
コンピュータに、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を含む化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを含む化学物質データベースであって、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性の各々の類似性が1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を含む化学物質データベースの前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に適した化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索の少なくともいずれかの探索を行わせる、
ことを特徴とする化学物質探索プログラム。
(付記13)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2種類以上の類似性を含む付記12に記載の化学物質探索プログラム。
(付記14)
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2つの前記化学物質の間の少なくとも1つの特性の数的差異データを含む付記12又は13に記載の化学物質探索プログラム。
(付記15)
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の特性から派生して生成された派生特性を含み、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性を含む付記12から14のいずれかに記載の化学物質探索プログラム。
(付記16)
前記派生特性が、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性である付記15に記載の化学物質探索プログラム。
The following additional remarks are disclosed regarding the above embodiments.
(Appendix 1)
A chemical substance database including chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances, wherein the similar there are two or more types of similarity data, two or more types of similarity data, each of the two or more types of similarities is generated based on one or more types of characteristics, and each of the similarity data is a chemical suitable for use in relation to at least one of said properties, but in said chemical database A search that searches for unstored chemicals and/or searches for properties of chemicals that are stored in the chemical database but that are not in the chemical data for the chemicals. A chemical substance searching device characterized by having a part.
(Appendix 2)
The chemical substance search device according to appendix 1, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes two or more types of similarity.
(Appendix 3)
3. The chemical substance search device according to appendix 1 or 2, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes numerical difference data of at least one characteristic between the two chemical substances.
(Appendix 4)
the chemical substance data includes, as the property, a derived property generated by deriving from the property of the chemical substance;
4. The chemical substance search device according to any one of Appendices 1 to 3, wherein at least one type of similarity data among the two or more types of similarity data includes similarity generated based on the derived characteristic.
(Appendix 5)
5. The chemical substance search device according to appendix 4, wherein the derived property is a derived property obtained by translating at least one component of the property of the chemical substance into a higher concept.
(Appendix 6)
6. The chemical substance search device according to any one of Appendices 1 to 5, having the chemical substance database.
(Appendix 7)
the computer
A chemical substance database including chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances, wherein the similar there are two or more types of similarity data, two or more types of similarity data, each of the two or more types of similarities is generated based on one or more types of characteristics, and each of the similarity data is a chemical suitable for use in relation to at least one of said properties, but in said chemical database searching for unstored chemicals and/or searching for properties of chemicals stored in the chemical database but not in the chemical data for the chemical;
A chemical substance search method characterized by:
(Appendix 8)
The chemical substance search method according to appendix 7, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes two or more types of similarity.
(Appendix 9)
9. The chemical substance search method according to appendix 7 or 8, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes numerical difference data of at least one property between the two chemical substances.
(Appendix 10)
the chemical substance data includes, as the property, a derived property generated by deriving from the property of the chemical substance;
10. The chemical substance search method according to any one of Appendices 7 to 9, wherein at least one type of similarity data among the two or more types of similarity data includes similarity generated based on the derived characteristic.
(Appendix 11)
11. The chemical substance search method according to appendix 10, wherein the derived property is a derived property obtained by translating at least one component of the property of the chemical substance into a higher concept.
(Appendix 12)
to the computer,
A chemical substance database including chemical substance data including properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarities between two of the plurality of chemical substances, wherein the similar there are two or more types of similarity data, two or more types of similarity data, each of the two or more types of similarities is generated based on one or more types of characteristics, and each of the similarity data is a chemical suitable for use in relation to at least one of said properties, but in said chemical database causing a search to occur for chemicals not stored and/or properties for chemicals stored in the chemical database but not in the chemical data for the chemical; ,
A chemical substance search program characterized by:
(Appendix 13)
13. The chemical substance search program according to appendix 12, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes two or more types of similarity.
(Appendix 14)
14. The chemical substance search program according to appendix 12 or 13, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes numerical difference data of at least one property between two of the chemical substances.
(Appendix 15)
the chemical substance data includes, as the property, a derived property generated by deriving from the property of the chemical substance;
15. The chemical substance search program according to any one of Appendices 12 to 14, wherein at least one type of similarity data among the two or more types of similarity data includes similarity generated based on the derived characteristic.
(Appendix 16)
16. The chemical substance search program according to appendix 15, wherein the derived property is a derived property obtained by hyper-conceptualizing at least one component of the property of the chemical substance.

1A 化学物質探索装置
1B 化学物質探索装置
2 探索部
3 化学物質データベース
10 化学物質探索装置
11 制御部
12 メモリ
13 記憶部
14 表示部
15 入力部
16 出力部
17 I/Oインターフェース部
18 システムバス
19 ネットワークインターフェース部
20 ネットワークインターフェース部
30 コンピュータ
40 コンピュータ
1A chemical substance search device 1B chemical substance search device 2 search unit 3 chemical substance database 10 chemical substance search device 11 control unit 12 memory 13 storage unit 14 display unit 15 input unit 16 output unit 17 I/O interface unit 18 system bus 19 network Interface unit 20 Network interface unit 30 Computer 40 Computer

Claims (8)

複数の化学物質の各々の化学物質の特性を示す化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を示す類似性データとを含む化学物質データベース前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に用いられる化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索である第1探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索である第2探索の少なくともいずれかの探索を行う探索部を有し、
前記化学物質データベースにおいて、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性データの各々の類似性データが1種類以上の前記化学物質データに基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を示し、
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性を示し、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性データを含み、
2つの前記化学物質の分子構造に基づく最大独立集合の探索をすることにより前記特性に係る前記類似性データが生成され、
前記第1探索においては、前記派生特性から選択され、かつ前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索し、
前記第2探索においては、前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索することを特徴とする化学物質探索装置。
the similarity data of a chemical substance database including chemical substance data indicating properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data indicating similarity between two of the plurality of chemical substances; using a first search, which is a search for chemicals used in applications associated with at least one of said properties, but not stored in said chemical database; a search unit that performs at least one search of a second search that is a search for a property of the chemical substance that is present but not included in the chemical substance data of the chemical substance ;
In the chemical substance database, there are two or more types of similarities, two or more types of similarity data, and each similarity data of the two or more types of similarity data is based on one or more types of chemical substance data wherein each of the similarity data indicates one or more of the two or more similarities,
wherein the chemical substance data indicates, as the property, a derived property obtained by translating at least one of the constituent elements of the property of the chemical substance into a higher concept;
at least one type of the similarity data among the two or more types of the similarity data includes similarity data generated based on the derived characteristic;
generating said similarity data for said property by searching for the largest independent set based on the molecular structures of two said chemical entities;
In the first search, searching for a chemical substance selected from the derived properties and having a high similarity based on the similarity data;
A chemical substance search device , wherein in the second search, the chemical substance is searched so that the similarity based on the similarity data is high .
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2種類以上の類似性を含む請求項1に記載の化学物質探索装置。 2. The chemical substance search device according to claim 1, wherein at least one type of the two or more types of similarity data includes two or more types of similarity. 2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類が、2つの前記化学物質の間の少なくとも1つの特性の数的差異データを含む請求項1又は2に記載の化学物質探索装置。 3. The chemical substance search device according to claim 1, wherein at least one of the two or more types of similarity data includes numerical difference data of at least one property between the two chemical substances. 前記化学物質データベースを有する請求項1からのいずれかに記載の化学物質探索装置。 4. The chemical substance search device according to any one of claims 1 to 3 , comprising the chemical substance database. 前記探索部が、下記式(1)を用いて2つの前記化学物質の分子構造に基づく最大独立集合の探索をすることにより、前記特性に係る前記類似性データが生成される、請求項1から4のいずれかに記載の化学物質探索装置。2. From claim 1, wherein the search unit generates the similarity data related to the properties by searching for a maximum independent set based on the molecular structures of the two chemical substances using the following formula (1) 5. The chemical substance search device according to any one of 4.
Figure 0007338315000006
Figure 0007338315000006
ただし、前記式(1)において、However, in the above formula (1),
前記Hは、当該Hを最小化することが前記最大独立集合の探索をすることを意味するハミルトニアンであり、The H is a Hamiltonian that means that minimizing the H means searching for the maximum independent set,
前記nは、グラフ化した2つの前記化学物質である第1の化学物質及び第2の化学物質のコンフリクトグラフにおけるノードの数であり、The n is the number of nodes in the conflict graph of the two chemical substances graphed, the first chemical substance and the second chemical substance,
前記コンフリクトグラフは、グラフ化した前記第1の化学物質を構成する各ノード原子と、グラフ化した前記第2の化学物質を構成する各ノード原子との組合せを前記ノードとし、複数ある前記ノードどうしを比較して互いに同一でない前記ノード間にはエッジを作成し、複数ある前記ノードどうしを比較して互いに同一である前記ノード間にはエッジを作成しないというルールに基づき作成されるグラフとして理解されるものであり、In the conflict graph, a combination of each node atom that constitutes the graphed first chemical substance and each node atom that constitutes the graphed second chemical substance is set as the node, and a plurality of the nodes It is understood as a graph created based on the rule that an edge is created between the nodes that are not identical by comparing each other, and an edge is not created between the nodes that are identical by comparing the plurality of nodes. and
前記bb. ii は、i番目の前記ノードに対するバイアスを表す数値であり、is a number representing the bias for the i-th node;
前記ww ijij は、teeth,
前記i番目の前記ノードと前記j番目の前記ノードとの間にエッジが存在するときは、0ではない正の数であり、a positive number other than 0 when an edge exists between the i-th node and the j-th node;
前記i番目の前記ノードと前記j番目の前記ノードとの間にエッジが存在しないときは、0であり、0 when no edge exists between the i-th node and the j-th node;
前記xSaid x ii は、i番目の前記ノードが0又は1であることを表すバイナリ変数であり、is a binary variable representing whether the i-th node is 0 or 1,
前記xSaid x jj は、j番目の前記ノードが0又は1であることを表すバイナリ変数であり、is a binary variable representing whether the j-th node is 0 or 1,
前記α及び前記βは、正の数である。The α and the β are positive numbers.
前記特性に係る前記類似性データが、下記式(2)を用いて、探索された最大独立集合に基づいて生成される、請求項5に記載の化学物質探索装置
Figure 0007338315000007
ただし、前記式(2)において、
前記G は、グラフ化した前記第1の化学物質を表し、
前記G は、グラフ化した前記第2の化学物質を表し、
前記S(G ,G )は、グラフ化した前記第1の化学物質とグラフ化した前記第2の化学物質との類似度を表し、0~1で表され、1に近づく程、類似度が高いことを意味し、
前記V は、グラフ化した前記第1の化学物質における前記ノード原子の総数を表し、
前記V は、グラフ化した前記第1の化学物質における前記ノード原子の内、前記コンフリクトグラフの最大独立集合に含まれる前記ノード原子の数を表し、
前記V は、グラフ化した前記第2の化学物質における前記ノード原子の総数を表し、
前記V は、グラフ化した前記第2の化学物質における前記ノード原子の内、前記コンフリクトグラフの最大独立集合に含まれる前記ノード原子の数を表し、
前記δは、0~1の数である。
6. The chemical substance searching device according to claim 5, wherein said similarity data relating to said characteristic is generated based on the searched maximum independent set using the following formula (2).
Figure 0007338315000007
However, in the above formula (2),
said GA represents said graphed first chemical;
said G B represents said graphed second chemical;
The S (G A , G B ) represents the degree of similarity between the graphed first chemical substance and the graphed second chemical substance, and is represented by 0 to 1. The closer to 1, the more similar. means high degree,
said VA represents the total number of said node atoms in said graphed first chemical;
The V c A represents the number of the node atoms included in the maximum independent set of the conflict graph among the node atoms in the graphed first chemical substance,
said V B represents the total number of said node atoms in said graphed second chemical;
The V c B represents the number of the node atoms included in the maximum independent set of the conflict graph among the node atoms in the graphed second chemical substance,
The δ is a number of 0-1.
コンピュータが、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を示す化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を含む類似性データとを示す化学物質データベース前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に用いられる化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索である第1探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索である第2探索の少なくともいずれかの探索を行
前記化学物質データベースにおいて、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性データの各々の類似性データが1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を示し、
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性を含み、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性データを含み、
前記2つの前記化学物質の分子構造に基づく最大独立集合の探索をすることにより前記特性に係る前記類似性データが生成され、
前記第1探索においては、前記派生特性から選択され、かつ前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索し、
前記第2探索においては、前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索することを特徴とする化学物質探索方法。
the computer
the similarity data of a chemical substance database showing chemical substance data indicating characteristics of each of a plurality of chemical substances and similarity data including similarity between two of the plurality of chemical substances; using a first search, which is a search for chemicals used in applications associated with at least one of said properties, but not stored in said chemical database; performing at least one of a second search that is a search for a property of the chemical substance that is present but not in the chemical substance data of the chemical substance;
In the chemical substance database, there are two or more types of similarities, two or more types of similarity data, and each similarity data of the two or more types of similarity data is generated based on one or more types of the characteristics wherein each of the similarity data indicates one or more of the two or more similarities;
wherein the chemical substance data includes, as the property, a derived property obtained by translating at least one of the constituent elements of the property of the chemical substance into a higher concept;
at least one type of the similarity data among the two or more types of the similarity data includes similarity data generated based on the derived characteristic;
generating said similarity data for said property by searching for the largest independent set based on the molecular structures of said two said chemical entities;
In the first search, searching for a chemical substance selected from the derived properties and having a high similarity based on the similarity data;
A chemical substance search method , wherein in the second search, the chemical substance is searched so that the similarity based on the similarity data is high .
コンピュータに、
複数の化学物質の各々の化学物質の特性を示す化学物質データと、複数の前記化学物質のうちの2つの化学物質の類似性を示す類似性データとを含む化学物質データベース前記類似性データを用いて、前記特性の少なくとも1つに関連した用途に用いられる化学物質であるが、前記化学物質データベースに格納されていない化学物質の探索である第1探索、及び前記化学物質データベースに格納されている化学物質の特性であるが、前記化学物質の前記化学物質データ内にない特性の探索である第2探索の少なくともいずれかの探索を行わせ
前記化学物質データベースにおいて、前記類似性が2種類以上あり、前記類似性データが2種類以上あり、2種類以上の前記類似性データの各々の類似性データが1種類以上の前記特性に基づいて生成されており、前記類似性データの各々が2種類以上の前記類似性の1種類以上を示し、
前記化学物質データが、前記特性として、前記化学物質の前記特性の構成要素の少なくとも一つを上位概念化して得られる派生特性を含み、
2種類以上の前記類似性データの少なくとも1種類の前記類似性データは、前記派生特性に基づいて生成される類似性データを含み、
前記2つの前記化学物質の分子構造に基づく最大独立集合の探索をすることにより前記特性に係る前記類似性データが生成され、
前記第1探索においては、前記派生特性から選択され、かつ前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索させ、
前記第2探索においては、前記類似性データに基づく前記類似性が高くなるように化学物質を探索させることを特徴とする化学物質探索プログラム。
to the computer,
the similarity data of a chemical substance database including chemical substance data indicating properties of each of a plurality of chemical substances and similarity data indicating similarity between two of the plurality of chemical substances; using a first search, which is a search for chemicals used in applications associated with at least one of said properties, but not stored in said chemical database; perform at least one search of a second search that is a search for a property of the chemical substance that is present but not in the chemical substance data of the chemical substance ;
In the chemical substance database, there are two or more types of similarities, two or more types of similarity data, and each similarity data of the two or more types of similarity data is generated based on one or more types of the characteristics wherein each of the similarity data indicates one or more of the two or more similarities;
wherein the chemical substance data includes, as the property, a derived property obtained by translating at least one of the constituent elements of the property of the chemical substance into a higher concept;
at least one type of the similarity data among the two or more types of the similarity data includes similarity data generated based on the derived characteristic;
generating said similarity data for said property by searching for the largest independent set based on the molecular structures of said two said chemical entities;
In the first search, searching for a chemical substance selected from the derived characteristics and having a high similarity based on the similarity data;
A chemical substance search program characterized in that, in the second search, the chemical substance is searched so as to increase the similarity based on the similarity data.
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