English version

Formularz logowania

zarejestruj się


Drukuj

M. Rabiej, W. Biniaś

Sztuczny system immunologiczny do identyfikacji materiałów polimerowych na podstawie ich widm w bliskiej podczerwieni (NIR) (j. ang.)

Polimery 2014, nr 7-8, 575


DOI: dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.575

Streszczenie

W pracy przedstawiono sztuczny system immunologiczny, należący do metod sztucznej inteligencji, przeznaczony do identyfikacji polimerów na podstawie ich widm w bliskiej podczerwieni (NIR). Analiza widm polega na porównaniu zgodności nieznanego widma z widmami zapisanymi w bazie danych, przy użyciu odpowiedniego algorytmu. Struktura algorytmu i działanie poszczególnych procedur naśladują strukturę naturalnego układu immunologicznego. Podobnie jak w naturalnych systemach, identyfikacja jest dokonywana na dwóch etapach. W pierwszym etapie przeprowadzana jest wstępna selekcja widm, realizowana za pomocą procedury odpowiadającej działaniu limfocytu T. Do wykonania tego zadania zastosowano filtry cyfrowe i pochodne numeryczne. W drugim etapie uruchamiana jest procedura odpowiadająca działaniu limfocytu B, której zadaniem jest wybranie spośród wyselekcjonowanych widm takiego, którego pochodna ma kształt najbardziej zbliżony do kształtu pochodnej nieznanego widma. W tym celu algorytm dzieli porównywane pochodne widm (antygen i przeciwciało) na małe fragmenty, czyli paratopy i epitopy, dla każdego z nich oblicza wskaźniki podobieństwa, takie jak: współczynnik determinacji (R2), współczynnik Kendalla (t), stosunek pól pod krzywymi (A), średni błąd względny (W) oraz sumę kwadratów różnic pochodnych. Na podstawie tych miar ocenia stopień dopasowania kolejnych paratopów i epitopów, a następnie stopień dopasowania antygenu i przeciwciała oraz poziom stymulacji. Zamiast klonowania i hipermutacji algorytm wykonuje lokalne przeszukiwanie każdego pasma widma. Widma, dla których stopień dopasowania przekroczy zadany próg są rozwiązaniem zadania. Przeprowadzone testy wykazały wysoką efektywność i niezawodność opracowanego algorytmu. Algorytm może służyć do identyfikacji polimerów w dużych bazach danych, a także do zabezpieczania baz danych przed wprowadzeniem kilku widm tego samego polimeru.


Słowa kluczowe: sztuczny system immunologiczny, algorytm immunologiczny, bliska podczerwień, NIR, identyfikacja polimeru

e-mail: mrabiej@ath.bielsko.pl

M. Rabiej, W. Biniaś (176.2 KB)
Sztuczny system immunologiczny do identyfikacji materiałów polimerowych na podstawie ich widm w bliskiej podczerwieni (NIR) (j. ang.)