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Filtro de dados com redes neurais multinível para remoção deruídos na resposta de sensores baseados na ressonância Deplasmon de superfície

dc.contributor.advisor-co1Costa, Marcus Vinicius Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9147299200917284pt_BR
dc.contributor.advisor1Oliveira, Leiva Casemiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1292601001838768pt_BR
dc.contributor.authorBatista, Jackson Carlos Sousa
dc.contributor.referee1Vale, Marcelo Roberto Bastos Guerra
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5510574256894005pt_BR
dc.contributor.referee2Souza, Leandro Carlos de
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7894153744845649pt_BR
dc.creator.ID10395234476pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1200775228496984pt_BR
dc.date.accessioned2022-05-18T15:13:24Z
dc.date.available2020-08-06
dc.date.available2022-05-18T15:13:24Z
dc.date.issued2020-07-23
dc.description.abstractSurface plasmon resonance (SPR) sensor devices are conventionally used for molecular interaction detection from features extracted from the SPR curve, which represents the resonance position and reflects the quality of the provided response. The instruments used in the SPR sensors require very specific coupling conditions for optical-electronic, mechanical, and fluidic components in order to have the correct excitation of surface plasmons obtained. Inherent noise from the sensor and in these instruments is reflected on the SPR curve and has an impact on the quality of the extracted features. Smart data processing is used to eliminate the main general noise inherent to the analysis process of the SPR sensors. A multilayer artificial neural networkbased smart filter (NNSF) was designed for this purpose and coupled to SPR sensors running in spectral/wavelength interrogation (WIM) and angular interrogation (AIM) modes. To increase the filter’s application capacity, a committee machine was implemented to reduce variance, being an alternative for a system with a high level of noise. NNSF correlated the experimental and theoretical responses, with a mean square error of 10􀀀5 and tested model correlation indeces over 90%, consequently draining most of the noise throughout the experiments. The use of NNSF led to better Width, Energy, Phase, Asymmetry, and Position (minimum wavelength and angle) resonance monitoring performance of the SPR curves. Filter noise bypassing occurs due to the following aspects: metallic film layer roughness and imprecise incident light angle and/or wavelength. The filter also eliminates amplitude and phase electromagnetic oscillations caused by defective temperature, luminous source current, and experimental environment control. For this reason, NNSF has been a less onerous alternative, avoiding the replacement or incorporation of new componentspt_BR
dc.description.resumoSensores baseados na ressonância de plasmons superficie (SPR) são dispositivos comumente utilizados para detectar interações moleculares, tais interações são classificadas por meio da computação das características da curva SPR. A instrumentação utilizada nos sensores SPR exige condições específicas para acoplamento de componentes óptico-eletrônicos, mecânicos e fluídicos para a correta excitação dos plasmons de superfície. Ruídos inerentes a essa instrumentação e do uso do sensor refletem-se na curva SPR, afetando a qualidade das características extraídas. Através do processamento inteligente de dados, objetiva-se eliminar os principais ruídos generalistas inerentes ao processo de análise com o uso de sensores SPR. Para isso, um filtro-inteligente baseado em redes neurais artificiais multicamadas foi projetado. Denominado de Neural Net SPR Filter (NNSF), o filtro foi acoplado a sensores SPR operando nos modos de interrogação espectral (WIM) e angular (AIM). Para ampliar a capacidade de aplicação do filtro implementou-se uma máquina de comitê que atua na redução da variância, sendo uma alternativa para sistema com elevado nível de ruído. O NNSF, aproximou a resposta experimental à resposta teórica com erro médio quadrático na ordem de 10􀀀5 e índices de correlação de modelo testado acima de 90%, drenando a maior parte dos ruídos presentes durante os experimentos. Com o uso do NNSF registrou-se melhor desempenho para o monitoramento da Largura, Energia, Fase, Assimetria e Posição de ressonância (ângulo e comprimento de onda mínimos) das curvas SPR. O filtro contorna ruídos devido a aspectos como rugosidade na camada de filme metálico, imprecisão de ângulo e/ou comprimento de onda da luz incidente, além de remover oscilações eletromagnéticas de amplitude e fase, devido a ausência de controle na temperatura e corrente da fonte luminosa e do ambiente experimental. Desse modo, o NNSF demonstra-se uma alternativa menos onerosa, evitando a substituição ou incorporação de novos componentespt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.21708/bdtd.ppgee.dissertacao.7049
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7049
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal Rural do Semi-Áridopt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Engenharias - CEpt_BR
dc.publisher.initialsUFERSApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.relation.referencesBATISTA, Jackson Carlos Sousa. Filtro de dados com redes neurais multinível para remoção deruídos na resposta de sensores baseados na ressonância Deplasmon de superfície. 2020. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2020.pt_BR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesspt_BR
dc.rights.licenseCC-BY-SApt_BR
dc.subjectMáquinas de comitêpt_BR
dc.subjectRedução de ruídospt_BR
dc.subjectSensores ópticospt_BR
dc.subjectRessonância de plasmon de superfíciept_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.titleFiltro de dados com redes neurais multinível para remoção deruídos na resposta de sensores baseados na ressonância Deplasmon de superfíciept_BR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesispt_BR

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