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特許7358924化学物質探索方法、化学物質探索装置、及び化学物質探索プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-02
(45)【発行日】2023-10-11
(54)【発明の名称】化学物質探索方法、化学物質探索装置、及び化学物質探索プログラム
(51)【国際特許分類】
G06F 30/10 20200101AFI20231003BHJP
【ＦＩ】
G06F30/10
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019204005
(22)【出願日】2019-11-11
(65)【公開番号】P2021077159
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-07-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】田中 一成
(72)【発明者】
【氏名】大淵 真理
(72)【発明者】
【氏名】栗田 知周
【審査官】合田 幸裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１９１０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１０９０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１１８５９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０９２９６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２２０１７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０５２８１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６２６３２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３０／１０
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンピュータが、ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する類似化学物質に前記変換ルールを適用し、前記類似化学物質の構造を変換して、変換後の類似化学物質を求める工程と、
を行い、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索方法。
【請求項2】
前記変換ルールにおける前記類似化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記類似化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく請求項１に記載の化学物質探索方法。
【請求項3】
前記変換後の類似化学物質を求める工程において、前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質に対する他方の化学物質の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質である請求項１又は２に記載の化学物質探索方法。
【請求項4】
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである請求項１から３のいずれかに記載の化学物質探索方法。
【請求項5】
前記化学物質が、結晶材料である請求項１から４のいずれかに記載の化学物質探索方法。
【請求項6】
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成するユニットと、前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する類似化学物質に前記変換ルールを適用し、前記類似化学物質の構造を変換して、変換後の類似化学物質を求めるユニットと、
を備え、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索装置。
【請求項7】
コンピュータに、ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する類似化学物質に前記変換ルールを適用し、前記類似化学物質の構造を変換して、変換後の類似化学物質を求める工程と、
を行わせ、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、化学物質探索技術に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
しかし、ＩＣＳＤを用いて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。
しかし、ＩＣＳＤを用いて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。
【0005】
他方、コンピュータの計算によって、化学物質の物性を予測することで、化学物質の探索を加速するための技術が開発されてきている。しかし、コンピュータの計算によって、化学物質の物性を予測する場合、計算の処理量が多く、原子数の大きい分子については、計算処理が難しい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１７－９１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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効率的に探索することが可能な化学物質探索方法、化学物質探索装置、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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
１つの実施態様では、化学物質探索方法は、
コンピュータが、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行い、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
コンピュータが、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行い、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
【発明の効果】
【0009】
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効率的に探索することが可能な化学物質探索方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本件の化学物質探索方法は、コンピュータを用いて化学物質を探索する方法である。
本件の化学物質探索方法は、コンピュータが、変換ルール作成工程と、探求工程とを行う。
本件の化学物質探索方法は、コンピュータが、変換ルール作成工程と、探求工程とを行う。
【0012】
変換ルール作成工程では、化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する。
【0013】
化学物質データベースは、化学物質データを含み、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は、ある物性の情報を有する化学物質データと、当該ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する。
化学物質データベースは、ある物性の情報を有する化学物質データと、当該ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
化学物質データは、化学物質を特定するための情報を含む。
【0020】
化学物質を特定するための情報としては、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）などが挙げられる。
【0021】
化学物質データベース内の化学物質データは、ある物性の情報を有する場合と、当該物性の情報を有さない場合とがある。
即ち、化学物質データベースは、ある物性の情報を有する化学物質データと、当該物性の情報を有さない化学物質データとを有する。
物性としては、例えば、沸点、融点、電気伝導性、イオン導電性、容量、比誘電率、熱伝導率、比熱などが挙げられる。
即ち、化学物質データベースは、ある物性の情報を有する化学物質データと、当該物性の情報を有さない化学物質データとを有する。
物性としては、例えば、沸点、融点、電気伝導性、イオン導電性、容量、比誘電率、熱伝導率、比熱などが挙げられる。
【0022】
変換ルール作成工程では、化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する。
【0023】
２つの化学物質の間の構造の類似度を算出する方法としては、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）などにより類似度を算出してもよい。
（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）などにより類似度を算出してもよい。
【0024】
類似度は、一般的に、スコア（点数）により表現される。例えば、スコアが大きいほど、２つの化学物質の構造の類似性が高いと判断される。
【0025】
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。
【0026】
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。
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。
【0027】
以下では、コンフリクトグラフの作成方法について、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）と酢酸メチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ３）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。
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。
【0028】
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。
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
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。
【0031】
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。
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。
【0032】
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。
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
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。
【0035】
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。
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
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。
【0038】
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。
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。
【0039】
【数1】
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。
【0040】
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、ｘｊ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。
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、ｘｊ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。
【0041】
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。
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
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。
【0045】
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。
【0046】
【数2】
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
【数3】
【0050】
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。
【0051】
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。
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。
【0052】
【数4】
また、ＶＡ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、Ｖｃ Ａ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、ＶＢ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、Ｖｃ Ｂ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。
【0053】
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。
【0054】
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、｜ＶＡ｜は４となり、｜Ｖｃ Ａ｜は４となり、｜ＶＢ｜は５となり、｜Ｖｃ Ｂ｜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。
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、｜ＶＡ｜は４となり、｜Ｖｃ Ａ｜は４となり、｜ＶＢ｜は５となり、｜Ｖｃ Ｂ｜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。
【0055】
【数5】
【0056】
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。
【0057】
次に、結晶材料の類似度を求める際の結晶材料のグラフ化の態様の一例を、模式図を用いて説明する。
図１０は、結晶材料の結晶構造の模式図である。
結晶構造は、単位格子の無限の繰り返しにより構成される。そのため、通常、結晶構造をグラフで表そうとしても、無理であるか、ある程度の大きさに限定したとしても、非常に多くのノード及びエッジが必要になる。
他方、単位格子をグラフで表しても、そのグラフでは、１つの結晶構造のみを表すことができず、複数の結晶構造を含むことになる場合がある。その一例を説明する。
図１０において、結晶材料の結晶構造１００Ｘは、原子Ａ及び原子Ｂを含む単位格子１００を繰り返し単位として有する。なお、図１０において、上下左右の点線は、単位格子１００が繰り返されていることを意味する。
もしも、図１０の結晶構造１００Ｘの単位格子１００をグラフで表すと、通常、図１１のようになる。
図１１は、単位格子１００のグラフの一例である。図１１のグラフは、原子Ａのデータであるノード１０１Ａと、原子Ｂのデータであるノード１０１Ｂと、原子Ａと原子Ｂとの化学結合のデータであるエッジ１０２とを有する。
ここで、単位格子１００を繰り返し単位として有する結晶構造は、図１０の結晶構造１００Ｘの他に、図１２の結晶構造１００Ｙなどもある。なお、図１２において、上下左右の点線は、単位格子１００が繰り返されていることを意味する。
そして、図１０の結晶構造１００Ｘの単位格子１００を図１１のグラフで表した方法と同じ方法で図１２の結晶構造１００Ｙの単位格子をグラフで表すと、図１１となる。
そうすると、図１１のグラフでは、１つの結晶構造のみを表したことにはならない。
図１０は、結晶材料の結晶構造の模式図である。
結晶構造は、単位格子の無限の繰り返しにより構成される。そのため、通常、結晶構造をグラフで表そうとしても、無理であるか、ある程度の大きさに限定したとしても、非常に多くのノード及びエッジが必要になる。
他方、単位格子をグラフで表しても、そのグラフでは、１つの結晶構造のみを表すことができず、複数の結晶構造を含むことになる場合がある。その一例を説明する。
図１０において、結晶材料の結晶構造１００Ｘは、原子Ａ及び原子Ｂを含む単位格子１００を繰り返し単位として有する。なお、図１０において、上下左右の点線は、単位格子１００が繰り返されていることを意味する。
もしも、図１０の結晶構造１００Ｘの単位格子１００をグラフで表すと、通常、図１１のようになる。
図１１は、単位格子１００のグラフの一例である。図１１のグラフは、原子Ａのデータであるノード１０１Ａと、原子Ｂのデータであるノード１０１Ｂと、原子Ａと原子Ｂとの化学結合のデータであるエッジ１０２とを有する。
ここで、単位格子１００を繰り返し単位として有する結晶構造は、図１０の結晶構造１００Ｘの他に、図１２の結晶構造１００Ｙなどもある。なお、図１２において、上下左右の点線は、単位格子１００が繰り返されていることを意味する。
そして、図１０の結晶構造１００Ｘの単位格子１００を図１１のグラフで表した方法と同じ方法で図１２の結晶構造１００Ｙの単位格子をグラフで表すと、図１１となる。
そうすると、図１１のグラフでは、１つの結晶構造のみを表したことにはならない。
【0058】
他方、結晶材料の好適なグラフは、原子のデータであるノードと、２つの原子の化学結合のデータであるエッジとを有する。
グラフは、結晶材料の１つの単位格子内の原子のデータであるノード（以下、「格子内ノード」と称することがある）を有する。
グラフは、単位格子内の２つの原子の化学結合のデータであるエッジ（以下、「格子内エッジ」と称することがある）を有する。
グラフは、単位格子内の原子と化学結合を有する原子であって単位格子に隣接する単位格子（以下、「隣接単位格子」と称することがある）内の原子のデータであるノード（以下、「拡張ノード」と称することがある）を有する。
グラフは、格子内ノードに当たる原子と拡張ノードに当たる原子との間の化学結合のデータであるエッジ（以下、「拡張エッジ」と称することがある）を有する。
グラフは、結晶材料の１つの単位格子内の原子のデータであるノード（以下、「格子内ノード」と称することがある）を有する。
グラフは、単位格子内の２つの原子の化学結合のデータであるエッジ（以下、「格子内エッジ」と称することがある）を有する。
グラフは、単位格子内の原子と化学結合を有する原子であって単位格子に隣接する単位格子（以下、「隣接単位格子」と称することがある）内の原子のデータであるノード（以下、「拡張ノード」と称することがある）を有する。
グラフは、格子内ノードに当たる原子と拡張ノードに当たる原子との間の化学結合のデータであるエッジ（以下、「拡張エッジ」と称することがある）を有する。
【0059】
結晶材料の好適なグラフでは、図１０の結晶構造に対応するグラフは、図１３のようなグラフとなる。図１３は、図１０の結晶構造の単位格子１００に関するグラフである。
図１３のグラフは、単位格子１００内の原子Ａのデータである格子内ノード１１１Ａと、単位格子１００内の原子Ｂのデータである格子内ノード１１１Ｂと、単位格子内の原子Ａと原子Ｂとの結合関係のデータである格子内エッジ１１２とを有する。図１３のグラフは、更に、以下の拡張ノード及び拡張エッジを有する。
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ａのデータである拡張ノード１２１Ａ（３つ）
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ｂのデータである拡張ノード１２１Ｂ（３つ）
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＡ（２つ）
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＢ（１つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＢ（２つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＡ（１つ）
図１３のグラフは、単位格子１００内の原子Ａのデータである格子内ノード１１１Ａと、単位格子１００内の原子Ｂのデータである格子内ノード１１１Ｂと、単位格子内の原子Ａと原子Ｂとの結合関係のデータである格子内エッジ１１２とを有する。図１３のグラフは、更に、以下の拡張ノード及び拡張エッジを有する。
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ａのデータである拡張ノード１２１Ａ（３つ）
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ｂのデータである拡張ノード１２１Ｂ（３つ）
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＡ（２つ）
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＢ（１つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＢ（２つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＡ（１つ）
【0060】
他方、本件の技術におけるグラフでは、図１２の結晶構造に対応するグラフは、図１４のようなグラフとなる。図１４は、図１２の結晶構造の単位格子１００に関するグラフである。
図１４のグラフは、単位格子１００内の原子Ａのデータである格子内ノード１１１Ａと、単位格子１００内の原子Ｂのデータである格子内ノード１１１Ｂと、単位格子内の原子Ａと原子Ｂとの結合関係のデータである格子内エッジ１１２とを有する。図１４のグラフは、更に、以下の拡張ノードを有する。
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ａのデータである拡張ノード１２１Ａ（３つ）
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ｂのデータである拡張ノード１２１Ｂ（３つ）
ここまでは、図１３のグラフと同じである。図１４のグラフは、更に、以下の拡張エッジを有する。
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＢ（３つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＡ（３つ）
ここで、拡張エッジの種類、及び種類毎の数が図１３のグラフとは異なる。
図１４のグラフは、単位格子１００内の原子Ａのデータである格子内ノード１１１Ａと、単位格子１００内の原子Ｂのデータである格子内ノード１１１Ｂと、単位格子内の原子Ａと原子Ｂとの結合関係のデータである格子内エッジ１１２とを有する。図１４のグラフは、更に、以下の拡張ノードを有する。
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ａのデータである拡張ノード１２１Ａ（３つ）
・単位格子１００内の原子と化学結合を有する隣接単位格子内の原子Ｂのデータである拡張ノード１２１Ｂ（３つ）
ここまでは、図１３のグラフと同じである。図１４のグラフは、更に、以下の拡張エッジを有する。
・格子内ノード１１１Ａと拡張ノード１２１Ｂとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＡＢ（３つ）
・格子内ノード１１１Ｂと拡張ノード１２１Ａとの間のエッジである拡張エッジ１２２ＢＡ（３つ）
ここで、拡張エッジの種類、及び種類毎の数が図１３のグラフとは異なる。
【0061】
以上をまとめると、単位格子を図１１のようにグラフ化すると、１つの結晶構造のみを表したことにはならない。
一方で、図１５に示すように、結晶材料の好適なグラフ化の技術では、単位格子が同じであるが、結晶構造が異なる２以上の結晶構造を、異なったグラフで表すことができる。
結晶構造が異なる２以上の結晶構造を異なったグラフで表すことができれば、結晶材料の類似性の分析において、解析精度を高くすることができる。
一方で、図１５に示すように、結晶材料の好適なグラフ化の技術では、単位格子が同じであるが、結晶構造が異なる２以上の結晶構造を、異なったグラフで表すことができる。
結晶構造が異なる２以上の結晶構造を異なったグラフで表すことができれば、結晶材料の類似性の分析において、解析精度を高くすることができる。
【0062】
グラフは、原子のデータであるノードと、２つの原子の化学結合のデータであるエッジとを有する。グラフとは、ノード（頂点）群とノード間の連結関係を表すエッジ（枝）群で構成される抽象データ型である。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。
グラフは、結晶材料の１つの単位格子内の原子のデータである格子内ノードを有する。
グラフは、単位格子内の２つの原子の化学結合のデータである格子内エッジを有する。
グラフは、単位格子内の原子と化学結合を有する原子であって単位格子に隣接する隣接単位格子内の原子のデータである拡張ノードを有する。
グラフは、格子内ノードに当たる原子と拡張ノードに当たる原子との間の化学結合のデータである拡張エッジを有する。
格子内ノード及び拡張ノードは、例えば、原子の種類、原子の価数、原子の電荷などのデータを有する。
格子内エッジ及び拡張エッジは、例えば、結合の種類、結合の角度、結合の距離、結合次数などのデータを有する。結合の角度、及び結合の距離は、例えば、原子又は化学結合の座標データとして有されている。
グラフは、結晶材料の１つの単位格子内の原子のデータである格子内ノードを有する。
グラフは、単位格子内の２つの原子の化学結合のデータである格子内エッジを有する。
グラフは、単位格子内の原子と化学結合を有する原子であって単位格子に隣接する隣接単位格子内の原子のデータである拡張ノードを有する。
グラフは、格子内ノードに当たる原子と拡張ノードに当たる原子との間の化学結合のデータである拡張エッジを有する。
格子内ノード及び拡張ノードは、例えば、原子の種類、原子の価数、原子の電荷などのデータを有する。
格子内エッジ及び拡張エッジは、例えば、結合の種類、結合の角度、結合の距離、結合次数などのデータを有する。結合の角度、及び結合の距離は、例えば、原子又は化学結合の座標データとして有されている。
【0063】
グラフは、格子内ノード、及び拡張ノード以外のノードを有していてもよい。
グラフにおいては、１つの結晶材料における全ノードの数が、１つの結晶材料における格子内ノードの数の２７倍以下であることが好ましい。ある単位格子は、通常、その周囲に、２６の隣接する単位格子を有する。そのことから、ある単位格子に隣接する全ての単位格子内の原子の全てが、ある単位格子内の原子と結合している場合でも、グラフにおける全ノードの数は、格子内ノードの２７倍である。そのため、本件の技術のグラフを作成する場合、グラフのノードの数としては、１つの結晶材料における全ノードの数が、１つの結晶材料における格子内ノードの数の２７倍以下であれば、本件の技術のグラフを作成するのに十分である。
なお、グラフのエッジの数は、ノードの数に応じて、適宜選択される。
グラフにおいては、１つの結晶材料における全ノードの数が、１つの結晶材料における格子内ノードの数の２７倍以下であることが好ましい。ある単位格子は、通常、その周囲に、２６の隣接する単位格子を有する。そのことから、ある単位格子に隣接する全ての単位格子内の原子の全てが、ある単位格子内の原子と結合している場合でも、グラフにおける全ノードの数は、格子内ノードの２７倍である。そのため、本件の技術のグラフを作成する場合、グラフのノードの数としては、１つの結晶材料における全ノードの数が、１つの結晶材料における格子内ノードの数の２７倍以下であれば、本件の技術のグラフを作成するのに十分である。
なお、グラフのエッジの数は、ノードの数に応じて、適宜選択される。
【0064】
格子内エッジ、及び拡張エッジは、格子内ノード間、並びに格子内ノード及び拡張ノード間のボロノイ分割により作成されることがより好ましい。
ボロノイ分割とは、隣り合うノード間を結ぶ直線に垂直二等分線を引き、各ノードの最近隣領域を分割する手法である。
ここで、ボロノイ図及びボロノイ分割について簡単に説明する。
ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉ ｄｉａｇｒａｍ）は、ある距離空間上の任意の位置に配置された複数個の点（母点）に対して、同一距離空間上の他の点がどの母点に近いかによって領域分けされた図のことである。また、その領域分けをボロノイ分割という。母点の位置のみによって分割パターンが決定される。
結晶材料の単位格子を、化学結合を含めて模式的に表す場合、結晶材料の単位格子の化学結合は、通常、一意に定まるものではない。しかし、ボロノイ分割によりエッジ（格子内エッジ、拡張エッジ）を作成することで、エッジ（格子内エッジ、拡張エッジ）を一意に定めることができる。その結果、複数の結晶材料について、一意にエッジを定めることができるため、結晶材料の解析の精度を高めることができる。
ボロノイ分割とは、隣り合うノード間を結ぶ直線に垂直二等分線を引き、各ノードの最近隣領域を分割する手法である。
ここで、ボロノイ図及びボロノイ分割について簡単に説明する。
ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉ ｄｉａｇｒａｍ）は、ある距離空間上の任意の位置に配置された複数個の点（母点）に対して、同一距離空間上の他の点がどの母点に近いかによって領域分けされた図のことである。また、その領域分けをボロノイ分割という。母点の位置のみによって分割パターンが決定される。
結晶材料の単位格子を、化学結合を含めて模式的に表す場合、結晶材料の単位格子の化学結合は、通常、一意に定まるものではない。しかし、ボロノイ分割によりエッジ（格子内エッジ、拡張エッジ）を作成することで、エッジ（格子内エッジ、拡張エッジ）を一意に定めることができる。その結果、複数の結晶材料について、一意にエッジを定めることができるため、結晶材料の解析の精度を高めることができる。
【0065】
結晶材料としては、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、有機化合物、無機化合物、タンパク質、ポリマーなどが挙げられる。
【0066】
ここで、本件の技術のグラフ化の一例を、フローチャートを用いて説明する。
図１６は、本件の技術のグラフ化の一例のフローチャートである。ここでは、図１０に示す結晶構造の単位格子のグラフ化について説明する。
まず、単位格子の情報を取得する（Ｓ１１）。単位格子の情報としては、周期性、単位格子内の原子の種類と位置などが挙げられる。単位格子１００内の原子の数（ｎ）は２である。
次に、直交座標（ｘ，ｙ，ｚ）のｘ，ｙ，ｚ方向のそれぞれについて、－１～１までの周期の原子配置を作成する（Ｓ１２）。ここで、ある単位格子の座標を（０，０，０）とすると、その単位格子の原子配置、及びその単位格子の周囲にある単位格子（０，０，１）～（１，１，１）（２６個）の原子配置を作成する。ここで、これら全ての単位格子の原子の総数は、３×３×３×ｎ＝２７ｎ＝５４となる。
次に、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）の単位格子内の原子について、ボロノイ分割により単位格子内および隣接単位格子内の原子２７ｎ個との結合関係を決定する（Ｓ１３）。ここで、通常、結晶材料中の原子は周囲のあらゆる原子と結合できるわけではなく、原子の種類、価数、電荷などにより、結合できる原子の組み合わせは制限される。上記結合関係の決定は、そのような結合できる原子の組み合わせを考慮して行われる。
次に、隣接単位格子内の２６ｎ個の原子の内、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）の単位格子内の原子と結合している原子（α個）に拡張したラベルを作成する（Ｓ１４）。図１７に、図１３のグラフに対してラベルを付したグラフを示した。図１７のグラフでは、単位格子１００内の原子Ａ及び原子ＢがそれぞれＡ０及びＢ０で表されている。そして、拡張したラベルは、単位格子１００外の原子Ａ、及び原子Ｂに付されている。そのラベルを、図１７においては、それぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３とした。
Ａ０及びＢ０を格子内ノードとし、拡張したラベルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３を付したノードを拡張ノードとする。更に、格子内ノード間のエッジ、及び格子内ノードと拡張ノードとの間のエッジを選択することで、図１７のグラフとなる。
図１６は、本件の技術のグラフ化の一例のフローチャートである。ここでは、図１０に示す結晶構造の単位格子のグラフ化について説明する。
まず、単位格子の情報を取得する（Ｓ１１）。単位格子の情報としては、周期性、単位格子内の原子の種類と位置などが挙げられる。単位格子１００内の原子の数（ｎ）は２である。
次に、直交座標（ｘ，ｙ，ｚ）のｘ，ｙ，ｚ方向のそれぞれについて、－１～１までの周期の原子配置を作成する（Ｓ１２）。ここで、ある単位格子の座標を（０，０，０）とすると、その単位格子の原子配置、及びその単位格子の周囲にある単位格子（０，０，１）～（１，１，１）（２６個）の原子配置を作成する。ここで、これら全ての単位格子の原子の総数は、３×３×３×ｎ＝２７ｎ＝５４となる。
次に、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）の単位格子内の原子について、ボロノイ分割により単位格子内および隣接単位格子内の原子２７ｎ個との結合関係を決定する（Ｓ１３）。ここで、通常、結晶材料中の原子は周囲のあらゆる原子と結合できるわけではなく、原子の種類、価数、電荷などにより、結合できる原子の組み合わせは制限される。上記結合関係の決定は、そのような結合できる原子の組み合わせを考慮して行われる。
次に、隣接単位格子内の２６ｎ個の原子の内、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）の単位格子内の原子と結合している原子（α個）に拡張したラベルを作成する（Ｓ１４）。図１７に、図１３のグラフに対してラベルを付したグラフを示した。図１７のグラフでは、単位格子１００内の原子Ａ及び原子ＢがそれぞれＡ０及びＢ０で表されている。そして、拡張したラベルは、単位格子１００外の原子Ａ、及び原子Ｂに付されている。そのラベルを、図１７においては、それぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３とした。
Ａ０及びＢ０を格子内ノードとし、拡張したラベルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３を付したノードを拡張ノードとする。更に、格子内ノード間のエッジ、及び格子内ノードと拡張ノードとの間のエッジを選択することで、図１７のグラフとなる。
【0067】
また、結晶材料の好適なグラフ化によると、単位格子の大きさの違いに影響されず結晶構造を対比し、解析することもできる。例えば、図１８に示す結晶構造１００Ｚの単位格子２００に対して、図１９に示すようなグラフを作成した場合を考える。一方、図１０に示す結晶構造１００Ｘの単位格子１００に対するグラフは、図２０のとおりである。なお、図２０のグラフは、図１３のグラフと同じである。ここで、図１９のグラフは、部分的に図２０のグラフを有する。そのことから、この場合、図２０のグラフに対応する単位格子１００を持つ結晶構造１００Ｘと、図２０のグラフに対応する単位格子１００の２倍の大きさを持つ図１９のグラフに対応する単位格子２００を持つ結晶構造１００Ｚとを類似性の高い結晶構造として解析することが可能となる。即ち、単位格子の大きさが異なっている場合、それでもって類似性が低いと評価されるのではなく、単位格子の大きさの違いに影響されず、結晶構造を対比し、解析することもできる。
【0068】
変換ルールは、第１の化学物質データ、第２の化学物質データ、並びに、１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
第１の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
第２の化学物質データは、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データである。そのため、第２の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により関連づけられたデータである。
第１の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
第２の化学物質データは、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データである。そのため、第２の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により関連づけられたデータである。
【0069】
変換ルールを作成する際の、１以上の第３の化学物質データは、１つ又は２つの第３の化学物質データであることが好ましい。第３の化学物質データが１つ又は２つであると、第１の化学物質データの化学物質と第２の化学物質データの化学物質との間の類似度の鎖が短い。その結果、第１の化学物質データの化学物質と第２の化学物質データの化学物質との類似性が高くなり、変換ルールの有効性が高くなる。ここでの有効性とは、変換ルールが適用された化学物質の変換後の化学物質の物性が、変換前の化学物質の物性よりも優れる可能性を意味する。
【0070】
変換ルールは、物性がより優れる化学物質を探索するためのルールである。
【0071】
類似度の関連づけは、例えば、２つの化学物質の間の構造の類似度が閾値を超えている場合に設定される。ここでの閾値は、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。類似度の関連づけを多くしたいときは閾値を小さくすればよいし、類似度の関連づけを少なくしたいときは閾値を大きくすればよい。
【0072】
変換ルールにおける化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の類似度を求める際の一方の化学物質から選択され、変換ルールにおける化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、他方の化学物質に基づく。
変換ルールは、例えば、化学物質中のある元素を他の元素に置き換えるルールである。そして、化学物質中のある元素とは、変換ルールを作成する際に類似度で関連づけられた２つの化学物質のうちの第１の化学物質データ側の化学物質に含まれる元素であり、他の元素とは、変換ルールを作成する際に類似度で関連付けられた２つの化学物質のうちの第２の化学物質データ側の化学物質に含まれる元素又は当該元素に基づく元素である。
変換ルールは、例えば、化学物質中のある元素を他の元素に置き換えるルールである。そして、化学物質中のある元素とは、変換ルールを作成する際に類似度で関連づけられた２つの化学物質のうちの第１の化学物質データ側の化学物質に含まれる元素であり、他の元素とは、変換ルールを作成する際に類似度で関連付けられた２つの化学物質のうちの第２の化学物質データ側の化学物質に含まれる元素又は当該元素に基づく元素である。
【0073】
変換ルールは、例えば、変換ルールが適用される化学物質が有する、類似度により関連付けられた２つの化学物質データにおける一方の化学物質中のある元素を、他方の化学物質中のある元素に置き換えるルールである。
変換ルールは、例えば、変換ルールが適用される化学物質が有する、類似度により関連付けられた２つの化学物質データにおける一方の化学物質中のある元素を、その元素と類似する他の元素に置き換えるルールであってもよい。
ここでの類似とは、例えば、元素の性質が類似することを指す。
ある元素がアルカリ金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他のアルカリ金属が挙げられる。
ある元素がアルカリ土類金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他のアルカリ土類金属が挙げられる。
ある元素が遷移金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他の遷移金属が挙げられる。
変換ルールは、例えば、変換ルールが適用される化学物質が有する、類似度により関連付けられた２つの化学物質データにおける一方の化学物質中のある元素を、その元素と類似する他の元素に置き換えるルールであってもよい。
ここでの類似とは、例えば、元素の性質が類似することを指す。
ある元素がアルカリ金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他のアルカリ金属が挙げられる。
ある元素がアルカリ土類金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他のアルカリ土類金属が挙げられる。
ある元素が遷移金属である場合、類似する他の元素としては、例えば、他の遷移金属が挙げられる。
【0074】
また、変換ルールは、例えば、変換ルールが適用される化学物質が有する、類似度により関連付けられた２つの化学物質データにおける一方の化学物質中のある原子群（置換基）を、他方の化学物質中のある原子群（置換基）に置き換えるルールであってもよい。
【0075】
変換ルールが、化学物質中のある原子群（置換基）を他の原子群（置換基）に置き換えるルールである場合、ある原子群（置換基）と他の原子群（置換基）とは、類似していることが好ましい。ここでの類似とは、例えば、分子構造が類似していること、極性が類似していることなどが挙げられる。
【0076】
探求工程では、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に変換ルールを適用し、化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める。
【0077】
変換ルールが適用される化学物質は、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質である。
変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質は、例えば、類似度に基づいて決められる。例えば、変換ルールが適用される化学物質と、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質との類似度は、閾値を超えている。ここでの閾値としては、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。変換ルールが適用される化学物質を多くしたいときは閾値を小さくすればよいし、変換ルールが適用される化学物質を少なくしたいときは閾値を大きくすればよい。
変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質は、例えば、類似度に基づいて決められる。例えば、変換ルールが適用される化学物質と、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質との類似度は、閾値を超えている。ここでの閾値としては、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。変換ルールが適用される化学物質を多くしたいときは閾値を小さくすればよいし、変換ルールが適用される化学物質を少なくしたいときは閾値を大きくすればよい。
【0078】
探求工程において、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質は、例えば、変換ルール作成工程において２つの化学物質の間の構造の類似度を求める際の、一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の一方の化学物質である。
【0079】
変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質は、例えば、化学物質データベースに収録されている。
【0080】
開示の化学物質探索方法では、化学物質の物性の向上と、化学物質の類似性とが加味されて作成された変換ルールを、化学物質の構造の変換に適用して、変換後の化学物質を得ている。そのため、変換後の化学物質は、構造変換前の化学物質よりも、物性が向上した化学物質である可能性が高いことが期待できる。
【0081】
また、開示の化学物質探索方法で得られた変換後の化学物質が、化学物質データベースに収録されていない場合には、ある用途に適した新しい化学物質を見出した可能性が高い。
他方、開示の化学物質探索方法で得られた変換後の化学物質が、化学物質データベースに収録されている場合には、既存の化学物質の新しい用途を見出した可能性が高い。
他方、開示の化学物質探索方法で得られた変換後の化学物質が、化学物質データベースに収録されている場合には、既存の化学物質の新しい用途を見出した可能性が高い。
【0082】
開示の化学物質探索プログラムは、コンピュータに、開示の化学物質探索方法を実行させるプログラムである。
化学物質探索プログラムにおいて、化学物質探索方法の実行における態様は、開示の化学物質探索方法における態様と同じである。
化学物質探索プログラムにおいて、化学物質探索方法の実行における態様は、開示の化学物質探索方法における態様と同じである。
【0083】
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。
【0084】
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（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〕などの記録媒体に記録しておいてもよい。プログラムをＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどの記録媒体に記録する場合には、必要に応じて随時、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（他のコンピュータ等）にプログラムを記録しておき、必要に応じて随時、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もできる。
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。
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。
【0085】
開示の記録媒体は、開示の化学物質探索プログラムを記録してなる。
開示の記録媒体は、コンピュータが読み取り可能である。
開示の記録媒体は、一過性であってもよいし、非一過性であってもよい。
開示の記録媒体は、例えば、開示の化学物質探索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体である。
開示の記録媒体は、コンピュータが読み取り可能である。
開示の記録媒体は、一過性であってもよいし、非一過性であってもよい。
開示の記録媒体は、例えば、開示の化学物質探索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体である。
【0086】
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。
記録媒体は、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、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。
【0087】
開示の化学物質探索装置は、変換ルール作成ユニットと探求ユニットとを少なくとも備え、更に必要に応じて、その他のユニットを備える。
変換ルール作成ユニットは、ある物性の情報を有する化学物質データとある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する。即ち、変換ルール作成ユニットは、変換ルール作成工程を実行する。
探求ユニットは、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質データベース内の化学物質に変換ルールを適用し、化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める。即ち、探求ユニットは、開示の化学物質探索方法における探求工程を実行する。
変換ルールは、ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により関連づけられたある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
変換ルール作成ユニットは、ある物性の情報を有する化学物質データとある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する。即ち、変換ルール作成ユニットは、変換ルール作成工程を実行する。
探求ユニットは、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質データベース内の化学物質に変換ルールを適用し、化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める。即ち、探求ユニットは、開示の化学物質探索方法における探求工程を実行する。
変換ルールは、ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により関連づけられたある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
【0088】
変換ルール作成ユニットの態様は、開示の化学物質探索方法における変換ルール作成工程の態様と同じである。
探求ユニットの態様は、開示の化学物質探索方法における探求工程の態様と同じである。
探求ユニットの態様は、開示の化学物質探索方法における探求工程の態様と同じである。
【0089】
開示の化学物質探索装置は、例えば、メモリと、プロセッサとを有し、更に必要に応じて、その他のユニットを有する。
【0090】
メモリは、例えば、化学物質データベースを記憶する。
メモリは、例えば、変換ルールを記憶する。
メモリは、例えば、変換後の化学物質を記憶する。
メモリは、例えば、変換ルールを記憶する。
メモリは、例えば、変換後の化学物質を記憶する。
【0091】
プロセッサは、メモリに結合されている。
プロセッサは、変換ルール作成工程を実行するように構成されている。
プロセッサは、探求工程を実行するように構成されている。
プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ又はその組み合わせである。
プロセッサは、変換ルール作成工程を実行するように構成されている。
プロセッサは、探求工程を実行するように構成されている。
プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ又はその組み合わせである。
【0092】
【0093】
図２２に、化学物質探索方法の一例のフローチャートを示す。
【0094】
まず、変換ルール作成工程Ｓ１を行う。変換ルール作成工程では、ある物性の情報を有する化学物質データと当該物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する。変換ルール作成工程は、変換ルール作成ユニット２により実行される。
この際、変換ルールは、第１の化学物質データ、第２の化学物質データ、並びに、１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
第１の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
第２の化学物質データは、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データである。そのため、第２の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により直接的又は間接的に関連づけられたデータである。
この際、変換ルールは、第１の化学物質データ、第２の化学物質データ、並びに、１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
第１の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
第２の化学物質データは、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データである。そのため、第２の化学物質データは、ある物性の情報を有する。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により直接的又は間接的に関連づけられたデータである。
【0095】
次に、探求工程Ｓ２を行う。探求工程では、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に変換ルールを適用し、化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める。探求工程は、探求ユニット３により実行される。
変換ルールを適用する対象の化学物質は、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質であり、かつ化学物質データベース内の化学物質である。
変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質は、類似度に基づいて決められる。
変換ルールを適用する対象の化学物質は、変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質であり、かつ化学物質データベース内の化学物質である。
変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質は、類似度に基づいて決められる。
【0096】
図２３に、開示の化学物質探索装置の構成例を示す。
化学物質探索装置１０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、Ｉ／Ｏインターフェース部１７等がシステムバス１８を介して接続されて構成される。
化学物質探索装置１０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、Ｉ／Ｏインターフェース部１７等がシステムバス１８を介して接続されて構成される。
【0097】
制御部１１は、演算（四則演算、比較演算等）、ハードウエア及びソフトウエアの動作制御などを行う。
【0098】
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。
【0099】
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。
プログラムは、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。
プログラムは、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。
【0100】
表示部１４は、表示装置であり、例えば、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等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。例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどのデータの入出力を可能にする。
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。例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどのデータの入出力を可能にする。
【0101】
図２４に、開示の化学物質探索装置の他の構成例を示す。
図２４の構成例は、クラウド型の構成例であり、制御部１１が、記憶部１３等とは独立している。この構成例では、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等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。
図２４の構成例は、クラウド型の構成例であり、制御部１１が、記憶部１３等とは独立している。この構成例では、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等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。
【0102】
図２５に、開示の化学物質探索装置の他の構成例を示す。
図２５の構成例は、クラウド型の構成例であり、記憶部１３が、制御部１１等とは独立している。この構成例では、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。
図２５の構成例は、クラウド型の構成例であり、記憶部１３が、制御部１１等とは独立している。この構成例では、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。
【0103】
以下、更なる具体例により開示の技術の実施形態を説明する。
以下では、無機化合物の結晶材料について開示の技術を適用した場合の一例を挙げる。
以下では、無機化合物の結晶材料について開示の技術を適用した場合の一例を挙げる。
【0104】
無機化合物の結晶材料では、金属元素を他の金属元素に置き換えると、所望の物性が変化し、場合によっては、当該物性が向上する場合がある。
しかし、通常、化学物質データベースでは、収録されている化学物質についての化学物質データの全てが、所望の物性の情報を有しているわけではない。
その場合、当該化学物質データベースを用い、所望の物性が向上するように、金属元素を他の金属元素に置き換えるルールを作成しようとしても、そのルールを見つけることができないか、見つかってもルールの数が少ない場合が多い。
例えば、図２６に示すように、化学物質データベースの一例の結晶材料データベースに化学物質データ（結晶材料データ）としての以下の結晶材料データが収録されている場合を考える。
・結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕
・結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕
ここで、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
また、結晶材料データ１００１は、物性情報として容量の情報を有する。他方、結晶材料データ１０１１は、物性情報として容量の情報を有しない。
この場合に、結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造との類似性に着目しても、結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の容量の情報がないため、容量を高めるような変換ルールを得ることはできない。
しかし、通常、化学物質データベースでは、収録されている化学物質についての化学物質データの全てが、所望の物性の情報を有しているわけではない。
その場合、当該化学物質データベースを用い、所望の物性が向上するように、金属元素を他の金属元素に置き換えるルールを作成しようとしても、そのルールを見つけることができないか、見つかってもルールの数が少ない場合が多い。
例えば、図２６に示すように、化学物質データベースの一例の結晶材料データベースに化学物質データ（結晶材料データ）としての以下の結晶材料データが収録されている場合を考える。
・結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕
・結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕
ここで、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
また、結晶材料データ１００１は、物性情報として容量の情報を有する。他方、結晶材料データ１０１１は、物性情報として容量の情報を有しない。
この場合に、結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造との類似性に着目しても、結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の容量の情報がないため、容量を高めるような変換ルールを得ることはできない。
【0105】
そこで、開示の技術では、例えば、以下のようにして変換ルールを作成する。
例えば、図２７に示すように、化学物質データベースの一例の結晶材料データベースに化学物質データ（結晶材料データ）としての以下の結晶材料データが収録されている場合を考える。
・結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕
・結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕
・結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕
ここで、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
結晶材料データ１０２１の結晶材料〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
また、結晶材料データ１００１及び結晶材料データ１０２１は、物性情報として容量の情報を有する。他方、結晶材料データ１０１１は、物性情報として容量の情報を有しない。結晶材料データ１０２１の結晶材料の容量（１１０ｍＡｈ／ｇ）は、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも高い。
この場合、物性情報として容量の情報を有しない結晶材料データ１０１１があった場合でも、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、容量の情報を有する結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造とが類似し、かつ結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、容量の情報を有する結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕の結晶材料の構造とが類似しているときには、それらの類似関係から、容量がより高い結晶材料を探索するための変換ルールとして、以下の変換ルールを作成できる。
・変換ルール１：ＣｒをＮａまたはＺｎに変換する。
・変換ルール２：Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換する。
ここで、類似しているかどうかは、類似度を求めて判断する。判断は、例えば、その類似度が所定の閾値を超えているかどうかを確認することで行う。所定の閾値としては、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。
例えば、図２７に示すように、化学物質データベースの一例の結晶材料データベースに化学物質データ（結晶材料データ）としての以下の結晶材料データが収録されている場合を考える。
・結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕
・結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕
・結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕
ここで、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
結晶材料データ１０２１の結晶材料〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造に類似する。
また、結晶材料データ１００１及び結晶材料データ１０２１は、物性情報として容量の情報を有する。他方、結晶材料データ１０１１は、物性情報として容量の情報を有しない。結晶材料データ１０２１の結晶材料の容量（１１０ｍＡｈ／ｇ）は、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも高い。
この場合、物性情報として容量の情報を有しない結晶材料データ１０１１があった場合でも、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、容量の情報を有する結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造とが類似し、かつ結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）〕の構造と、容量の情報を有する結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕の結晶材料の構造とが類似しているときには、それらの類似関係から、容量がより高い結晶材料を探索するための変換ルールとして、以下の変換ルールを作成できる。
・変換ルール１：ＣｒをＮａまたはＺｎに変換する。
・変換ルール２：Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換する。
ここで、類似しているかどうかは、類似度を求めて判断する。判断は、例えば、その類似度が所定の閾値を超えているかどうかを確認することで行う。所定の閾値としては、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。
【0106】
化学物質の種類を、結晶材料に限定しない場合、図２７は、図２８のように表すことができる。即ち、図２８に示すように、物性値Ｘを有する化学物質Ｘ１の化学物質データ１１０１と、物性値Ｘよりも優れる物性値（Ｘ＋α）を有する化学物質Ｘ３の化学物質データ１１２１との間に、物性情報を有しない化学物質データベース１１１１がある場合、化学物質の類似性に着目して、変換ルールｘ１及びｘ２を作成することができる。
【0107】
また、開示の技術では、図２９に示すように、物性値Ｙを有する化学物質Ｙ１の化学物質データ１２０１と、物性値Ｙよりも優れる物性値（Ｙ＋β）を有する化学物質Ｙ４の化学物質データ１２３１との間に、物性情報を有しない２以上の化学物質データベース（１２１１、１２２１）がある場合でも、図２８と同様にして、化学物質の類似性に着目して、変換ルールｙ１～ｙ３を作成することができる。
【0108】
即ち、開示の技術では、変換ルールは、物性の情報を有する第１の化学物質データ、第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の類似度を用いた関連づけに基づいて作成される。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により直接的又は間接的に関連づけられている。
１以上の第３の化学物質データは、第１の化学物質データ及び第２の化学物質データと化学物質の構造の類似度により直接的又は間接的に関連づけられている。
【0109】
ここで、図２８における化学物質データ１１０１は、第１の化学物質データに該当する。化学物質データ１１２１は、第２の化学物質データに該当する。化学物質データ１１１１は、第３の化学物質データに該当する。
図２８において、化学物質データ１１１１の化学物質の構造は、化学物質データ１１０１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１１１１は、化学物質データ１１０１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１１２１の化学物質の構造は、化学物質データ１１１１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１１１１は、化学物質データ１１２１と直接的に関連づけられている。
図２８において、化学物質データ１１１１の化学物質の構造は、化学物質データ１１０１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１１１１は、化学物質データ１１０１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１１２１の化学物質の構造は、化学物質データ１１１１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１１１１は、化学物質データ１１２１と直接的に関連づけられている。
【0110】
また、図２９における化学物質データ１２０１は、第１の化学物質データに該当する。化学物質データ１２３１は、第２の化学物質データに該当する。化学物質データ１２１１及び１２２１は、第３の化学物質データに該当する。
図２９において、化学物質データ１２１１の化学物質の構造は、化学物質データ１２０１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２０１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１２３１の化学物質の構造は、化学物質データ１２２１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２３１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２３１と直接的に関連づけられていない。しかし、化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２２１を介して、化学物質データ１２３１と間接的に関連づけられている。
化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２０１と直接的に関連づけられていない。しかし、化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２１１を介して、化学物質データ１２０１と間接的に関連づけられている。
図２９において、化学物質データ１２１１の化学物質の構造は、化学物質データ１２０１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２０１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１２３１の化学物質の構造は、化学物質データ１２２１の化学物質の構造と類似する。即ち、化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２３１と直接的に関連づけられている。
化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２３１と直接的に関連づけられていない。しかし、化学物質データ１２１１は、化学物質データ１２２１を介して、化学物質データ１２３１と間接的に関連づけられている。
化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２０１と直接的に関連づけられていない。しかし、化学物質データ１２２１は、化学物質データ１２１１を介して、化学物質データ１２０１と間接的に関連づけられている。
【0111】
次に、変換ルールを作成する際の構造の類似度及び物性の考慮方法の一例を説明する。
図３０を用いて、リチウム系無機化合物の結晶材料データを用いて変換ルールを作成する一例を示す。５桁又は６桁の番号は、ＩＣＳＤのＩＤ番号である。
図３０において、物性情報である容量データを有する結晶材料データは、結晶材料データ１００１、１０２１、１０２４、及び１０２６の４つである。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２１の結晶材料の容量（１１０ｍＡ／ｇ）の方が優れる。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２４の結晶材料の容量（１２０ｍＡ／ｇ）の方が優れる。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２６の結晶材料の容量（９０ｍＡ／ｇ）の方が劣る。
図３０を用いて、リチウム系無機化合物の結晶材料データを用いて変換ルールを作成する一例を示す。５桁又は６桁の番号は、ＩＣＳＤのＩＤ番号である。
図３０において、物性情報である容量データを有する結晶材料データは、結晶材料データ１００１、１０２１、１０２４、及び１０２６の４つである。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２１の結晶材料の容量（１１０ｍＡ／ｇ）の方が優れる。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２４の結晶材料の容量（１２０ｍＡ／ｇ）の方が優れる。
結晶材料データ１００１の結晶材料の容量（１０５ｍＡｈ／ｇ）よりも、結晶材料データ１０２６の結晶材料の容量（９０ｍＡ／ｇ）の方が劣る。
【0112】
図３０において、２つの結晶材料データ間の実線の矢印は、矢印の根元の結晶材料データの結晶材料の構造と、矢印の先端の結晶材料データの結晶材料の構造とが類似していることを意味する。２つの結晶材料データ間の破線の矢印は、矢印の根元の結晶材料データの結晶材料の構造と、矢印の先端の結晶材料データの結晶材料の構造とが類似していないことを意味する。
即ち、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１３の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２１の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２２の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２３の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２４の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２５の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２６の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１３の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２７の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２８の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造と類似していない。
即ち、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１３の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造は、結晶材料データ１００１の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２１の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２２の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２３の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２４の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２５の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１２の結晶材料の構造と類似していない。
結晶材料データ１０２６の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１３の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２７の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造と類似している。
結晶材料データ１０２８の結晶材料の構造は、結晶材料データ１０１４の結晶材料の構造と類似していない。
【0113】
このような関係の中、作成される各変換ルールは、以下の（１）及び（２）を満たす。
（１）各変換ルールは、結晶材料データ１００１と、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量よりも優れる容量を有する結晶材料の結晶材料データ（１０２１、１０２４）との間の２以上の関連づけの各関連づけに基づいて作成される。
（２）各変換ルールは、結晶材料データ１００１と、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量よりも優れる容量を有する結晶材料の結晶材料データ（１０２１、１０２４）との間の２以上の関連づけの全てにおいて類似度が高い場合に、当該各関連づけに基づいて作成される。
その結果、図３０においては、変換ルール１～３が作成される。ここでの変換ルールは、結晶材料の金属元素を他の金属元素に変換するルールである。
作成された変換ルール１～３の内容は以下の通りである。
・変換ルール１：ＣｒをＮａまたはＺｎに変換する。
・変換ルール２：Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換する。
・変換ルール３：ＣｒをＦｅに変換する。
なお、結晶材料データ１０１２と結晶材料データ１０２４との間の関係は、上記（１）及び（２）を満たすが、両方の結晶材料が同じ組成式であるため、変換ルールは作成されない。
また、例えば、ＣｒとＦｅとがともに遷移金属である関係から、変換ルール３は、Ｃｒを、他の遷移金属に変換するルールとしてもよい。
（１）各変換ルールは、結晶材料データ１００１と、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量よりも優れる容量を有する結晶材料の結晶材料データ（１０２１、１０２４）との間の２以上の関連づけの各関連づけに基づいて作成される。
（２）各変換ルールは、結晶材料データ１００１と、結晶材料データ１００１の結晶材料の容量よりも優れる容量を有する結晶材料の結晶材料データ（１０２１、１０２４）との間の２以上の関連づけの全てにおいて類似度が高い場合に、当該各関連づけに基づいて作成される。
その結果、図３０においては、変換ルール１～３が作成される。ここでの変換ルールは、結晶材料の金属元素を他の金属元素に変換するルールである。
作成された変換ルール１～３の内容は以下の通りである。
・変換ルール１：ＣｒをＮａまたはＺｎに変換する。
・変換ルール２：Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換する。
・変換ルール３：ＣｒをＦｅに変換する。
なお、結晶材料データ１０１２と結晶材料データ１０２４との間の関係は、上記（１）及び（２）を満たすが、両方の結晶材料が同じ組成式であるため、変換ルールは作成されない。
また、例えば、ＣｒとＦｅとがともに遷移金属である関係から、変換ルール３は、Ｃｒを、他の遷移金属に変換するルールとしてもよい。
【0114】
次に、図３０を用いて説明した方法により作成した変換ルール１～３のうち変換ルール１を適用する一例を、図３１を用いて説明する。
結晶材料データベース内に収録されている結晶材料データに関し、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している構造を有する結晶材料の結晶材料データを探索する。ここで、類似しているかどうかは類似度を用いて判断する。判断は、例えば、その類似度が所定の閾値を超えているかどうかを確認することで行う。所定の閾値としては、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。
その結果、結晶材料データ１０５１、１０５２、及び１０５３を見つけることができる。
そして、それら結晶材料データの各結晶材料に対して、変換ルール１を適用して、変換後の結晶材料を得る。
ここで、結晶材料データ１０５１の結晶材料〔ＬｉＫ（ＺｎＰ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５９６０〕に対しては、変換ルール１として、ＺｎをＦｅに変換するルールを適用し、ＬｉＫ（ＦｅＰ２Ｏ７）が得られる。
結晶材料データ１０５２の結晶材料〔ＬｉＮａ３Ｐ２Ｏ７、ＩＣＳＤ：４２４３７５〕に対しては、変換ルール１として、ＮａをＦｅに変換するルールを適用し、ＬｉＦｅ３Ｐ２Ｏ７が得られる。
結晶材料データ１０５３の結晶材料〔Ｌｉ２．２Ｚｎ０．８（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１６９７９９〕に対しては、変換ルール１として、ＺｎをＦｅに変換するルールを適用し、Ｌｉ２．２Ｆｅ０．８（Ｐ２Ｏ７）が得られる。
結晶材料データベース内に収録されている結晶材料データに関し、結晶材料データ１０１１の結晶材料の構造と類似している構造を有する結晶材料の結晶材料データを探索する。ここで、類似しているかどうかは類似度を用いて判断する。判断は、例えば、その類似度が所定の閾値を超えているかどうかを確認することで行う。所定の閾値としては、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。
その結果、結晶材料データ１０５１、１０５２、及び１０５３を見つけることができる。
そして、それら結晶材料データの各結晶材料に対して、変換ルール１を適用して、変換後の結晶材料を得る。
ここで、結晶材料データ１０５１の結晶材料〔ＬｉＫ（ＺｎＰ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５９６０〕に対しては、変換ルール１として、ＺｎをＦｅに変換するルールを適用し、ＬｉＫ（ＦｅＰ２Ｏ７）が得られる。
結晶材料データ１０５２の結晶材料〔ＬｉＮａ３Ｐ２Ｏ７、ＩＣＳＤ：４２４３７５〕に対しては、変換ルール１として、ＮａをＦｅに変換するルールを適用し、ＬｉＦｅ３Ｐ２Ｏ７が得られる。
結晶材料データ１０５３の結晶材料〔Ｌｉ２．２Ｚｎ０．８（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１６９７９９〕に対しては、変換ルール１として、ＺｎをＦｅに変換するルールを適用し、Ｌｉ２．２Ｆｅ０．８（Ｐ２Ｏ７）が得られる。
【0115】
このようにして得られた化学物質（結晶材料）は、化学物質（結晶材料）の物性の向上と、化学物質（結晶材料）の類似性とが加味されて作成された変換ルールを適用して作成されている。そのため、得られた化学物質（結晶材料）は、物性が向上した化学物質（結晶材料）である可能性が高いことが期待できる。
【0116】
次に、化学物質データベースに、類似度を用いた関連づけ、変換ルール等の情報が付加された態様の一例を説明する。
図３２に示す結晶材料データベースは、ノードとしての結晶材料データ１００１、１０１１、及び１０２１を有する。
結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕、結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕、及び結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕のノードは、含まれる元素、物性値などの情報を持つ。
また、結晶材料データベースは、結晶材料間の関係を表すノード１５０１、及び１５０２を有する。
また、ノード１５０１、及び１５０２は、２つの結晶材料の間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０１は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕と、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕との間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０２は、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕と、結晶材料データ１０２１の結晶材料〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕との間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０１は、データとして、類似度（０．３２）、類似度を求める際のタイプ（ｔ）、及び変換ルール（Ｃｒを、Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかに変換するルール）を有する。
ノード１５０２は、データとして、類似度（０．３２）、類似度を求める際のタイプ（ｔ）、及び変換ルール（Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換するルール）を有する。
なお、タイプｔは、類似度を求める際に、化学的に近い元素グループを同一の元素と見なすことを意味する。
また、類似度は、求め方により方向性がある場合がある。例えば、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕に対して、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕の類似度を求めた際の類似度と、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕に対して、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕の類似度を求めた際の類似度とは異なる場合がある。そこで、ノード１５０１は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕に対して、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕の類似度を求めたことを示す情報（図中の「Ｂｅｆｏｒｅ」、「Ａｆｔｅｒ」）を有する。
図３２に示す結晶材料データベースは、ノードとしての結晶材料データ１００１、１０１１、及び１０２１を有する。
結晶材料データ１００１〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕、結晶材料データ１０１１〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕、及び結晶材料データ１０２１〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕のノードは、含まれる元素、物性値などの情報を持つ。
また、結晶材料データベースは、結晶材料間の関係を表すノード１５０１、及び１５０２を有する。
また、ノード１５０１、及び１５０２は、２つの結晶材料の間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０１は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕と、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕との間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０２は、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕と、結晶材料データ１０２１の結晶材料〔ＬｉＦｅ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：９５７５１〕との間の構造の類似度に基づいて作成される。
ノード１５０１は、データとして、類似度（０．３２）、類似度を求める際のタイプ（ｔ）、及び変換ルール（Ｃｒを、Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかに変換するルール）を有する。
ノード１５０２は、データとして、類似度（０．３２）、類似度を求める際のタイプ（ｔ）、及び変換ルール（Ｎａ及びＺｎの少なくともいずれかをＦｅに変換するルール）を有する。
なお、タイプｔは、類似度を求める際に、化学的に近い元素グループを同一の元素と見なすことを意味する。
また、類似度は、求め方により方向性がある場合がある。例えば、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕に対して、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕の類似度を求めた際の類似度と、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕に対して、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕の類似度を求めた際の類似度とは異なる場合がある。そこで、ノード１５０１は、結晶材料データ１００１の結晶材料〔ＬｉＣｒ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：２４０９６５〕に対して、結晶材料データ１０１１の結晶材料〔ＬｉＮａＺｎ（Ｐ２Ｏ７）、ＩＣＳＤ：１５４４２９〕の類似度を求めたことを示す情報（図中の「Ｂｅｆｏｒｅ」、「Ａｆｔｅｒ」）を有する。
【0117】
図３３に、化学物質探索方法の一例のフローチャートを示す。
【0118】
まず、化学物質の情報を取得する（Ｓ２１）。化学物質の情報は、例えば、既知の化学物質データベースから取得する。
次に、取得した化学物質の情報に合わせてナレッジグラフのサブグラフを取得する（Ｓ２２）。サブグラフには化学物質の諸情報が入っている。
次に、物性の情報がある化学物質のノードを起点として、類似度の高い化学物質のノードのペアを取得する（Ｓ２３）。
次に、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質に物性の情報がない場合には、物性値を保留にして類似度の高い化学物質のノードをさらにたどる（Ｓ２５）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
一方、起点となる化学物質とペアとなる化学物質に物性の情報がある場合には、起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上しているかを確認する（Ｓ２６）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上していない場合には、次のノードを起点とする（Ｓ２７）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上している場合には、ノード間の関係を表す各ノードから変換ルールを抽出する（Ｓ２８）。この際、変換ルールを、起点になっているノードのＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と一緒に記録する。
次に、全てのノードについて処理したかどうかを確認する（Ｓ２９）。
全てのノードについて処理していない場合、次のノードを起点とする（Ｓ２７）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
全てのノードについて処理している場合には、起点になっているノードと類似度の高いノードについて、変換ルールを適用して、新しい化学物質の候補を得る（Ｓ３０）。
以上により、化学物質の探索が行われる。
なお、更に、得られた化学物質の候補について、データベースに問い合わせをして、既知の化学物質かどうかを確認してもよい。
次に、取得した化学物質の情報に合わせてナレッジグラフのサブグラフを取得する（Ｓ２２）。サブグラフには化学物質の諸情報が入っている。
次に、物性の情報がある化学物質のノードを起点として、類似度の高い化学物質のノードのペアを取得する（Ｓ２３）。
次に、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質に物性の情報がない場合には、物性値を保留にして類似度の高い化学物質のノードをさらにたどる（Ｓ２５）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
一方、起点となる化学物質とペアとなる化学物質に物性の情報がある場合には、起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上しているかを確認する（Ｓ２６）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上していない場合には、次のノードを起点とする（Ｓ２７）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
起点となる化学物質とペアとなる化学物質の物性が向上している場合には、ノード間の関係を表す各ノードから変換ルールを抽出する（Ｓ２８）。この際、変換ルールを、起点になっているノードのＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と一緒に記録する。
次に、全てのノードについて処理したかどうかを確認する（Ｓ２９）。
全てのノードについて処理していない場合、次のノードを起点とする（Ｓ２７）。そして、再度、ペアの両方の化学物質に物性の情報があるかどうかを確認する（Ｓ２４）。
全てのノードについて処理している場合には、起点になっているノードと類似度の高いノードについて、変換ルールを適用して、新しい化学物質の候補を得る（Ｓ３０）。
以上により、化学物質の探索が行われる。
なお、更に、得られた化学物質の候補について、データベースに問い合わせをして、既知の化学物質かどうかを確認してもよい。
【0119】
以下、実施例を用いて、開示の技術の一態様を説明する。なお、開示の技術はこの実施例に限定されない。
【0120】
以下に実施例１について説明する。
構造中にＰ２Ｏ７を含む８０種類の結晶材料を用いた。なお、８０種類の結晶材料のうち、９種類の結晶材料は容量の情報を有する。
これらの結晶材料について、図３２のようなデータ構造を有する結晶材料データベースを構築した。
類似度は以下の方法で算出した。結晶構造を図１６のフローチャートに従ってグラフ化した。得られたグラフを用いて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で解くことにより、類似度を算出した。
構造中にＰ２Ｏ７を含む８０種類の結晶材料を用いた。なお、８０種類の結晶材料のうち、９種類の結晶材料は容量の情報を有する。
これらの結晶材料について、図３２のようなデータ構造を有する結晶材料データベースを構築した。
類似度は以下の方法で算出した。結晶構造を図１６のフローチャートに従ってグラフ化した。得られたグラフを用いて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で解くことにより、類似度を算出した。
【0121】
変換ルールを作成する際には、類似度の閾値を０．５とした。即ち、類似度が０．５以上の結晶材料間のみに図３２に示すような結晶材料間の関係を表すノードを設けた。
また、変換ルールは、容量が８０ｍＡｈ／ｇ上昇する結晶材料間の関連づけに基づいて作成した。
また、変換ルールは、容量が８０ｍＡｈ／ｇ上昇する結晶材料間の関連づけに基づいて作成した。
【0122】
その結果、６４種類の変換ルールが作成された。
【0123】
６４種類の変換ルールを、構築した結晶材料データベース内の結晶材料に適用した。この際、変換ルールを作成する際の結晶材料と類似度が０．９５以上の結晶材料に変換ルールを適用した。
その結果、容量が優れる結晶材料として、６０種類の結晶材料の候補を得ることができた。
その結果、容量が優れる結晶材料として、６０種類の結晶材料の候補を得ることができた。
【0124】
それらの中で、容量を実際に測定した結果を以下に示す。
変換ルールは、ＣｏをＦｅに変換するルールである。
変換前の結晶材料はＬｉ５．８８Ｃｏ５．０６（Ｐ２Ｏ７）４であり、容量は３０ｍＡｈ／ｇである。
変換後の結晶材料はＬｉ５．８８Ｆｅ５．０６（Ｐ２Ｏ７）４であり、容量は１０５ｍＡｈ／ｇである。
変換ルールは、ＣｏをＦｅに変換するルールである。
変換前の結晶材料はＬｉ５．８８Ｃｏ５．０６（Ｐ２Ｏ７）４であり、容量は３０ｍＡｈ／ｇである。
変換後の結晶材料はＬｉ５．８８Ｆｅ５．０６（Ｐ２Ｏ７）４であり、容量は１０５ｍＡｈ／ｇである。
【0125】
以下に比較例１について説明する。
他方、８０種類の結晶材料に対して、類似度を考慮せずに、網羅的に変換ルールを作成した場合、１４２１種類の変換ルールが作成される。なお、ここで、作成された１４２１種類の変換ルールでは、重複する変換ルールを１つと数えている。
その場合、単純計算で、得られる結晶材料の候補は、８０×１４２１＝１１３，６８０種類となる。この数は、実施例１で得られた結晶材料の候補の１９００倍である。
他方、８０種類の結晶材料に対して、類似度を考慮せずに、網羅的に変換ルールを作成した場合、１４２１種類の変換ルールが作成される。なお、ここで、作成された１４２１種類の変換ルールでは、重複する変換ルールを１つと数えている。
その場合、単純計算で、得られる結晶材料の候補は、８０×１４２１＝１１３，６８０種類となる。この数は、実施例１で得られた結晶材料の候補の１９００倍である。
【0126】
比較例１では、実施例１のように容量が上昇する結晶材料間の関連づけに基づいて変換ルールを作成したわけではない。そのため、これらの結晶材料の候補の中で容量が優れている確率は、実施例１で得られた結晶材料の候補の中で容量が優れている確率よりも低いと考えられる。
即ち、実施例１では、容量が優れている結晶材料の候補を、比較例１よりも高い確率で、かつ比較例１よりも絞り込んで得ることができた。
即ち、実施例１では、容量が優れている結晶材料の候補を、比較例１よりも高い確率で、かつ比較例１よりも絞り込んで得ることができた。
【0127】
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）
コンピュータが、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行い、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索方法。
（付記２）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記１に記載の化学物質探索方法。
（付記３）
前記変換後の化学物質を求める工程において、前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記１又は２に記載の化学物質探索方法。
（付記４）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記１から３のいずれかに記載の化学物質探索方法。
（付記５）
前記化学物質が、結晶材料である付記１から４のいずれかに記載の化学物質探索方法。
（付記６）
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成するユニットと、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求めるユニットと、
を備え、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索装置。
（付記７）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールの作成において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記６に記載の化学物質探索装置。
（付記８）
前記変換後の化学物質を求める際の前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する際の一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記６又は７に記載の化学物質探索装置。
（付記９）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記６から８のいずれかに記載の化学物質探索装置。
（付記１０）
前記化学物質が、結晶材料である付記６から９のいずれかに記載の化学物質探索装置。
（付記１１）
コンピュータに、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行わせ、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索プログラム。
（付記１２）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記１１に記載の化学物質探索プログラム。
（付記１３）
前記変換後の化学物質を求める工程において、前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記１１又は１２に記載の化学物質探索プログラム。
（付記１４）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記１１から１３のいずれかに記載の化学物質探索プログラム。
（付記１５）
前記化学物質が、結晶材料である付記１１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１）
コンピュータが、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行い、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索方法。
（付記２）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記１に記載の化学物質探索方法。
（付記３）
前記変換後の化学物質を求める工程において、前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記１又は２に記載の化学物質探索方法。
（付記４）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記１から３のいずれかに記載の化学物質探索方法。
（付記５）
前記化学物質が、結晶材料である付記１から４のいずれかに記載の化学物質探索方法。
（付記６）
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成するユニットと、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求めるユニットと、
を備え、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索装置。
（付記７）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールの作成において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記６に記載の化学物質探索装置。
（付記８）
前記変換後の化学物質を求める際の前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する際の一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記６又は７に記載の化学物質探索装置。
（付記９）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記６から８のいずれかに記載の化学物質探索装置。
（付記１０）
前記化学物質が、結晶材料である付記６から９のいずれかに記載の化学物質探索装置。
（付記１１）
コンピュータに、
ある物性の情報を有する化学物質データと前記ある物性の情報を有さない化学物質データとを有する化学物質データベース内の２つの化学物質の間の構造の類似度を用いて、化学物質の構造を変換する変換ルールを作成する工程と、
前記変換ルールを作成する際に用いられた化学物質に類似する化学物質に前記変換ルールを適用し、前記化学物質の構造を変換して、変換後の化学物質を求める工程と、
を行わせ、
前記変換ルールが、前記ある物性の情報を有する第１の化学物質データ、前記第１の化学物質データの化学物質よりも物性が優れる化学物質に関する第２の化学物質データ、並びに、前記第１の化学物質データ及び前記第２の化学物質データと化学物質の構造の前記類似度により関連づけられた前記ある物性の情報を有さない１以上の第３の化学物質データの間の前記類似度を用いた関連づけに基づいて作成される、
ことを特徴とする化学物質探索プログラム。
（付記１２）
前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換前の変換部分は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質の構造に対する他方の化学物質の構造の前記類似度を求める際の前記一方の化学物質から選択され、前記変換ルールにおける前記化学物質の構造の変換における変換後の変換部分は、前記他方の化学物質に基づく付記１１に記載の化学物質探索プログラム。
（付記１３）
前記変換後の化学物質を求める工程において、前記変換ルールを作成する際に用いられた前記化学物質は、前記変換ルールを作成する工程において一方の化学物質に対する他方の化学物質の類似度を求める際の前記一方の化学物質である付記１１又は１２に記載の化学物質探索プログラム。
（付記１４）
前記１以上の第３の化学物質データが、１つ又は２つの第３の化学物質データである付記１１から１３のいずれかに記載の化学物質探索プログラム。
（付記１５）
前記化学物質が、結晶材料である付記１１から１４のいずれかに記載の化学物質探索プログラム。
【符号の説明】
【0128】
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
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
