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機(jī)器學(xué)習(xí)與連續(xù)流連載系列丨使用康寧反應(yīng)器集成在線光譜,通過半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別化學(xué)反應(yīng)式計(jì)量和動(dòng)力學(xué)模型

閱讀:1227      發(fā)布時(shí)間:2024-7-4
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研究背景



近年來,隨著數(shù)據(jù)儲(chǔ)存成本絳低、算力提高和高效算法的提出,AI領(lǐng)域的機(jī)器學(xué)習(xí)突飛猛進(jìn)。Chat GPT、Sora等AI工具大大提高了人類的效率,很有可能引發(fā)第四次工業(yè)革命浪潮。英偉達(dá)(Nvida) CEO 黃仁勛在近期會(huì)議中提到的 “人類生物學(xué)才是未來" ,英偉達(dá)在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力??梢娙斯ぶ悄芑驒C(jī)器學(xué)習(xí)在藥物發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和合成生產(chǎn)領(lǐng)域,即將扮演越來越重要的角色。為此了解什么是機(jī)器學(xué)習(xí),它在藥物化學(xué)領(lǐng)域會(huì)起到什么樣的作用,它是如何工作,能幫助我們理解并使用這一工具提高工作效率。下面我們通過印度理工的這篇文章看看,運(yùn)用康寧反應(yīng)器集成在線光譜獲的數(shù)據(jù),通過半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)的方法識(shí)別反應(yīng)機(jī)理,動(dòng)力學(xué)方程。

機(jī)器學(xué)習(xí)與連續(xù)流連載系列丨使用康寧反應(yīng)器集成在線光譜,通過半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別化學(xué)反應(yīng)式計(jì)量和動(dòng)力學(xué)模型

傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程建立需要校準(zhǔn)模型,使用釜式反應(yīng)器獲得相關(guān)數(shù)據(jù)是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。與光譜儀器集成的連續(xù)流反應(yīng)器可快速收集豐富的光譜數(shù)據(jù)信息。測(cè)量的光譜數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)模型可用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)展,闡明反應(yīng)動(dòng)力學(xué),并有效地獲得反應(yīng)機(jī)理見解。通常使用傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器在不同時(shí)間取樣,獲得的濃度信息會(huì)受到傳質(zhì)傳熱的影響,得不到本征動(dòng)力學(xué)模型。該文利用康寧反應(yīng)器得高效傳熱傳質(zhì)特征,集成在線光譜工具,實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)度,避免離線分析造成結(jié)果偏離。該文提出一種不需要校準(zhǔn)模型的半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法,自動(dòng)識(shí)別反應(yīng)機(jī)理方程的系數(shù)及擬合不同動(dòng)力學(xué)方程,通過不同動(dòng)力學(xué)方程擬合的信息熵AIC(Akaike information criterion)來選擇較為合適的動(dòng)力學(xué)方程。

機(jī)器學(xué)習(xí)與連續(xù)流連載系列丨使用康寧反應(yīng)器集成在線光譜,通過半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別化學(xué)反應(yīng)式計(jì)量和動(dòng)力學(xué)模型

圖1:實(shí)驗(yàn)裝置示意圖




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