اندازه گیری pH محلول راکتور زیستی دارای شناساگر فنول رد با استفاده از پردازش تصویر و شبکه های عصبی RBF و ANFIS

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش اندازه گیری pH محلول کشت در نظر گرفته شده و سامانه­ ی تعبیه ‌شده‌ای طراحی ­شد تا به‌طور خودکار و بدون دخالت انسان بتواند pH را به ­صورت لحظه ­ای اندازه­ گیری کرده و به کنترل pH  با سرعت بالاتر کمک کند. برای این منظور از پردازش رنگ محلول با دوربین و استفاده از الگوریتم ­های شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده و الگوریتم­ ها بر روی یک پردازنده پیاده‌سازی شد. شبکه توسط داده‌های آزمایشگاهی محلول مانند آموزش داده شد. تعداد لایه‌های شبکه RBF سه و ورودی ­ها در سه دسته RGB به شبکه داده شد و نسبت به محلول استاندارد خطای RBF  در خطای آموزش به 0.35 و خطای تست به 0.1 رسیده و در شبکه ANFIS مقدار خطای آموزش کم ­تر از 0.06 و خطای آزمون به کم­ تر از 0.01 رسید که نشان می­ دهد دقت بالاتری نسبت به شبکه RBF دارد. این درصد خطا با 37 محلول گوناگون به ‌دست‌ آمد. با افزایش تعداد آن می‌توان این خطا را نیز کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Lu A.E., Paulson J.A., Braatz, R.D., pH and Conductivity Control in an Integrated Biomanufacturing Plant, in American Control Conference (ACC), pp. 1741-1746 (2016).
[2] Bhadra S., Dynowski C., Blunt W., McDonald M., Thomson D.J., Freund M., et al., "Wireless Passive Sensor for pH Monitoring Inside a Small Bioreactor," in IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), pp. 276-279 (2013).
[3] S. Bhadra, W. Blunt, C. Dynowski, M. McDonald, D. J. Thomson, M. S. Freund, et al., Fluid Embeddable Coupled Coil Sensor for Wireless pH Monitoring in a Bioreactor, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 63: 1337-1346 (2014).
[4] Dutta S., Sarma D., Patel A., Nath P., Dye-Assisted pH Sensing Using a Smartphone, IEEE Photonics Technology Letters, 27: 2363-2366 (2015).
[5] Schaefer S., "Colorimetric Water Quality Sensing with Mobile Smart Phones," (2014).
[6] Schaefer S., "Colorimetric Water Quality Sensing with Mobile Smart Phones," University of British Columbia, (2014).
[7] Chen C., Tsou C., "Silicon-Based White LED Packaging Module with an Integrated RGB Color Sensor," IEEE Photonics Technology Letters, 27: 553-556, (2015).
[8] Vuong N., Chan S., Lau C., "Classification of pH Levels Using a Mobile Phone," in 2009 IEEE 13th International Symposium on Consumer Electronics, (2009).
[9] Rezaee A., Khalil Golpayegan M.i, Intelligent Control of Cooling-Heating Systems by Using Emotional Learning, Elektronika ir Elektrotechnika, 120: 26-30 (2012).
[10] رضایی, علیرضا؛ علیرضا عابدینی مزرعه و داود پاکنژاد، "طراحی وتوسعه سیستم توکار (embedded) برای اندازه­گیری pH با استفاده از پردازش رنگ محلول و مبنای حس‌گر رنگ و با کمک شبکه های عصبی مصنوعی”، سومین کنفرانس ملی و اولین کنفرانس بین المللی پژوهش هایی کاربردی در مهندسی برق، مکانیک و مکاترونیک، تهران، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ۱۳۹۴.
[11] X. Zhong, X. Peng, X. Zhong, and X. Dong, "Multi-channel with RBF neural network aggregation based on disparity space for color image stereo matching," in Advanced Computational Intelligence (ICACI), 2012 IEEE Fifth International Conference, pp. 620-625 (2012).
[12] N. K. Vuong, S. Chan, and C. T. Lau, "pH Levels Classification by Color Quantization on a Camera Phone," in International Conference on Communications and Mobile Computing, (2010).
[13] G. Batistell and J. Sturm, "Filter-Less Color Sensor in Standard CMOS Technology," in Proceedings of the European Solid-State Device Research Conference (ESSDERC), pp. 123-126 (2013).
[14] Chang C.-C., Chuang C.-J., Chuang Y.-C., Choi B.I., Lee K., Woo S., "Monitor Color Sensing Using Low-Cost Filter Array Spectrum Sensor," in SENSORS, IEEE, pp. 1-4 ( 2013).
[15] H.-t. Li, A.-s. Shi, and B.-s. Zhang, "A Dyeing Color Matching Method Combining RBF Neural Networks with Genetic Algorithms," in Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking, and Parallel/Distributed Computing, SNPD. Eighth ACIS International Conference, pp. 701-706 (2007).
[16] L. Zhang and Y. Zhang, "A new Color Image Restoration Algorithm Based on LAB and RBF Neural Network," in IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp. 2248-2253 (2012).
[17] Rezaee A., Pajohesh M., Suspension System Control with Fuzzy Logic, Journal of Communications Technology, Electronics and Computer Science, 6: 1-5 (2016).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار