Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Lời cảm ơn
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS
Tạ Thị Thảo, đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn, tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô trong bộ môn Hoá
phân tích đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, các anh
chị học viên k18 chuyên ngành Hoá phân tích, các em sinh viên
đã động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua.
Hà Nội, ngày 24 tháng 1 năm 2010
Học viên
Vũ Quỳnh Thu
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
1
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................2
BẢNG KÍ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT...........................................................4
MỞ ĐẦU......................................................................................................................5
Chương I: TỔNG QUAN..........................................................................................7
1.1. Tổng quan về các nguyên tố Cu, Pb, Cd, Co, Ni [13]......................................7
1.1.1. Trạng thái hợp chất ứng dụng trong phân tích trắc quang..............................7
1.1.2. Các phương pháp phân tích quang học xác định riêng rẽ Co, Cd, Ni, Cu, Pb.
...................................................................................................................................8
1.1.2.1. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [6]................................8
1.1.3. Giới thiệu chung về thuốc thử PAR [30,22].................................................10
1.2. Phương pháp trắc quang kết hợp với chemometrics xác định đồng thời các
nguyên tố Co, Cd, Ni, Cu, Pb..................................................................................13
1.2.1. Phương pháp trắc quang kết hợp với hồi qui đa biến tuyến tính..................13
3.1.4. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử dư đến khả năng tạo phức màu.................38
3.1.5. Khảo sát sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của từng phức màu vào nồng
độ ion kim loại.........................................................................................................40
3.2. Nghiên cứu phương pháp mạng nơron nhân tạo ANN xác định đồng thời
các cấu tử trong dung dịch. ....................................................................................43
3.2.1. Xây dựng ma trận nồng độ và ma trận độ hấp thụ quang của dung dịch
chuẩn và dung dịch kiểm tra....................................................................................44
3.2.2. Xây dựng mô hình ANN tối ưu xác định đồng thời 5 ion kim loại..............45
3.2.2. Xây dựng thuật toán loại trừ giá trị đo bất thường (outlier) ........................51
3.3. Phương pháp mạng noron nhân tạo kết hợp với hồi quy thành phần chính
(PCR-ANN) xác định đồng thời 5 cấu tử trong dung dịch..................................54
3.3.1. Khảo sát xây dựng mô hình PCA tối ưu......................................................54
3.3.2. Xây dựng mô hình PCR- ANN.....................................................................56
3.3.3. Đánh giá tính hiệu quả của phương pháp PCR-ANN...................................64
KẾT LUẬN................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................71
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
3
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
BẢNG KÍ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt
4-(2-pyriđinazo)-rezocxin 4-(2-pyridylazo)-rezorcinol PAR
Mạng nơron nhân tạo Artificial Neural Networks ANN
Cấu tử chính Principal Components PC
Mạng nơron nhân tạo kết hợp hồi
quy thành phần chính
Principal component
regression- Artificial Neural
Networks
PCR-
chớnh xỏc. c bit, nu trong hn hp cú thnh phn nn phc tp hoc cú cỏc cu
t tng tỏc vi nhau lm mt tớnh cht cng tớnh tớn hiu o thỡ mụ hỡnh hi quy a
bin phi tuyn tớnh s dng mng nron nhõn to s lm tng tớnh chớnh xỏc ca kt
qu phõn tớch lờn rt nhiu. iu c bit, cng nhiu d liu phõn tớch thỡ mụ hỡnh s
cho kt qu phõn tớch cng chớnh xỏc, tuy nhiờn, nu kớch thc tp d liu phõn tớch
quỏ ln s dn n vic mt nhiu thi gian x lớ ụi khi chng trỡnh tớnh toỏn b
dng li vỡ khụng x lớ c lng s liu khng l ú. Trong trng hp ny,
phng phỏp phõn tớch thnh phn chớnh (PCA) c s dng trc tiờn lm gim
kớch thc tp s liu m khụng lm mt i lng thụng tin cha trong tp d liu
ban u. õy c xem l thut toỏn hiu qu nht xỏc nh ng thi nhiu cht m
tớn hiu o khụng cú tớnh cng tớnh hoc b nh hng bi lng thuc th d.
Vit Nam, ó cú mt s cụng trỡnh xỏc nh ng thi cỏc cht ỏp dng
thut toỏn hi quy a bin phi tuyn tớnh s dng mng nron nhõn to nhng dựng
phn mm Pascal lp trỡnh tớnh toỏn hoc chng trỡnh mua ca nc ngoi vit
trờn ngụn ng Visual Basic hoc C+. Phn mm Pascal hoc cỏc phn mm khỏc ũi
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
5
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
hi ngi s dng phi rt am hiu v toỏn hc mi cú th lp trỡnh, cũn nu mua rt
t, ng thi mt rt nhiu thi gian s dng. Gn õy, phn mm MATLAB-
mt phn mm rt mnh v cỏc phộp tớnh ma trn ang c s dng trong tt c cỏc
ngnh khoa hc nghiờn cu v xó hi, t nhiờn gii quyt cỏc vn thc t phc
tp mt cỏch hiu qu. Vi nm gn õy, mt s hc viờn cao hc ca b mụn phõn
tớch ó bo v thnh cụng lun ỏn Thc s trờn c s hon thin cỏc thut toỏn hi qui
a bin tuyn tớnh bng phn mm MATLAB. Tuy nhiờn, cha cú cụng trỡnh no ỏp
dng phng phỏp phõn tớch thnh phn chớnh kt hp mng nron nhõn to s dng
phn mm MATLAB trong hoỏ phõn tớch Vit Nam hin nay.
Vi mc ớch úng gúp vo vic ng dng phn mm MATLAB trong
nghiờn cu v ging dy hoỏ phõn tớch Vit Nam, chỳng tụi ó s dng phn mm
ny lp trỡnh phng phỏp phõn tớch thnh phn chớnh (PCA) kt hp vi mng
đều ít tan.
Trong dung dịch nước các muối Cd
2+
bị thuỷ phân:
Cd
2+
+ 2H
2
O → Cd(OH)
2
+ 2H
+
Cd
2+
có khả năng tạo nhiều hợp chất phức, các phức thường gặp là: [CdX
4
]
2+
(X =
Cl
-
, Br
-
,I
-
và CN
-
); [Cd(NH
3
)
; Ni
2+
tạo nên nhiều phức chất, độ bền của những phức chất đó
tăng lên theo chiều giảm của bán kính ion Co
2+
(0,72A
0
); Ni
2+
(0,69A
0
) Co
2+
; Ni
2+
thường tạo phức chất bát diện với số phối trí 6.
Ngoài ra, Ni
2+
Co
2+
, còn có khả năng tạo phức màu với nhiều thuốc thử hữu
cơ như: PAN, PAR, 2 – pyridyl hydrazone, 2 – benzoylpyricdine.
Muối Cu(II) có khả năng phản ứng với feroxianat Fe(CN)
2
tạo thành kết tủa
đỏ nâu Cu
2
Fe(CN)
6
. Trong dung dịch amoniac, Cu(II) phản ứng mãnh liệt với các
2
[PbX
4
].
PbI
2
+ 2KI → K
2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl → H
2
[PbCl
4
]
Các muối của Pb(II) như Pb(NO
3
)
2
, PbCl
2
…
đều bền và độc với con người và
động vật.
1.1.2. Các phương pháp phân tích quang học xác định riêng rẽ Co, Cd, Ni, Cu,
Pb.
Ngi ta s dng phng phỏp hp th nguyờn t xỏc nh ng trong nc
sau khi ó lm giu ng bng cỏch chit hoc dựng nha trao i ion. Cú th chit
ng bng 5 cloxalixyl aldoxim. Xỏc nh ng trong ngn la khụng khớ -
axetilen.
Ngi ta xỏc nh ng trong nc sụng, nc h bng cỏch lm giu Cu
2+
mt
cỏch nhanh chúng v chn lc trờn cht hp th rn (TXA) to phc dng vũng cng.
Lng ng c gi li trờn ct nhi 0,4g TXA pH = 5,5 7,5 vi vn tc v = 25
200ml. Sau khi lm giu, lng TXA ho tan vo trong 10ml hn hp n-butylamin
DMPA (5:100), ng c xỏc nh bng phng phỏp hp th nguyờn t trong
ngn la khụng khớ C
2
H
2
324,7nm. ng chun thng trong khong nng t
2 - 80g Cu/10ml. nhy 0,093 g/ml (i vi s hp th 1%). Sai s tng i
khi xỏc nh 10g Cu (n = 10) l 0,01. nh hng ca Fe
3+
cú th c loi tr bng
NH
4
F, che Al v Bi bng natriactrat [16].
Phng phỏp AAS kt hp vi phng phỏp chit cú th xỏc nh vi lng Cu v
Zn trong du v m n. Vt kim loi trong du, m vi nng thp cng cú th lm
hng hng v v mu sc. Cụng trỡnh nghiờn cu thu hi c tin hnh vi du u
nnh cú hm lng kim loi thp. Mu x lý vi dch chit (HCl 18% v EDTA
0,01%) axit HNO
3
m c. Qua cỏc bc x lý cú th thu hi ti 96% Cu.
= 590 nm, hệ số hấp thụ phân
tử gam của phức ε = 8,4.10
4
(l/mol.cm). Ảnh hưởng của các ion kim loại chuyển tiếp
khác được loại trừ bằng phương pháp chiết với dung môi 8- hidroxylquinolin.
Phương pháp này được ứng dụng thành công xác định coban trong các mẫu thép.
[45]
Coban và niken còn được xác định đồng thời bằng phương pháp quang phổ
hấp thụ phân tử và màng điện trung hoà nhân tạo, dựa trên phản ứng tạo phức chất
của Co(II) và Ni(II) với pyrolidine và CS
2
. Phức chất được chiết bằng p-xylen. Giới
hạn phát hiện của Co
2+
và Ni
2+
tương ứng là 5ppm và 6ppm. Phương pháp này cho
phép xác định đồng thời các ion kim loại trong hợp kim và vật liệu tổng hợp. [29]
Xác định Cd và Pb bằng cách chuyển nó về dạng Cadmi-dithizonat và Chì-
dithizonat trong môi trường pH 5-6:
Cd
2+
+ 2H
2
Dz (xanh) → Cd(HDz)
2
(đỏ) + 2H
+
Pb
2+
L
+
↔ H
2
L ↔ HL
-
↔ L
2-
90% H
2
SO
4
50% H
2
SO
4
pH < 2 pH 2,1– 4,2 pH 4,2- 7 pH > 10,5
Bốn dạng sau cùng là 4 dạng phổ biến nhất của PAR tương ứng với 3 hằng số bền
của phân tử là:
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
10
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
H
3
L
+
↔ H
2
L + H
2-
lần lượt là: 433,
390, 395, 385, 413 và 490nm. Trong dung dịch axit yếu hoặc bazơ yếu, PAR đều
có màu da cam.
Cấu trúc các phức vòng càng của PAR tương tự như PAN, nguyên tử H
của nhóm OH ở vị trí octo được thay thế bằng nguyên tử kim loại bằng cách liên
kết kim loại đó với gốc piridin N và azo N (2 vòng 5 cạnh). Các phức dạng ion
hoặc dạng phân tử tạo thành có thể chuyển hóa lẫn nhau phụ thuộc vào pH trong
dung dịch. Tốc độ phản ứng của kim loại với PAR có thể xác định được tuy nhiên
thành phần của sản phẩm thì không xác định được. Thí dụ Ni
2+
phản ứng với PAR
trong cả môi trường axit và bazơ đều tạp phức có tỉ lệ 1:2 tuy nhiên vẫn tồn tại
các dạng phức khác. Trong dung dịch axit yếu, (pH = 3,3) tồn tại phức Ni(HL)
2
có
màu đỏ (Є
520
= 37200), trong môi trường bazo phức có màu da cam (Є
496
= 79400,
pH =8) đó là màu của NiL
2
2-
. Các phức Co(HL)
2
trong môi trường axit và
Co(HL)L
-
trong môi trường bazo đều có màu đỏ. Phức của Mn trong môi trường
Mn 1:2 496 86.5
Nb
1:1 (0.1 – 0.2 N H
2
SO
4
) 530 18
1:1 (pH – 6) 555 38.7 , 31.2
Pb
1:1 512 10.8
1:2 522 50.2
Pd 1:1 (môi trường H
2
SO
4
) 440 18.4
Pt(II) 1:1 450,660 22.9
Các nguyên tố đất hiếm 1:2 515 16 – 50
Sc 1:1 (pH 2) 505 (515) 14.7 (22.1)
Ta 1:1 515 20.4
Th 1:4 500 38.9
Zn 495 81
Zr 1:1 (pH 4) 535 21
Tl(III) 1:1 520 18 – 19.4
Zr, Ti, Tl(III) và Bi, Pd hoạt động trong dung dịch axit mạnh (pH =1).
Phức của PAR và As, Sb, Mo, W và Be không có màu. Phức của PAR và Fe có màu
nâu, đôi khi có kết tủa. Phức của các kim loại hóa trị 2 thường bị kết tủa trong dung
môi nước.
Hầu hết các phức của PAR đều có màu đỏ hoặc màu đỏ tím. Với Pd, phức có
màu xanh trong môi trường axit và màu đỏ trong môi trường trung tính và bazơ.
1.2.1. Phng phỏp trc quang kt hp vi hi qui a bin tuyn tớnh.
Vic xỏc nh ng thi nhiu cu t trong hn hp ó c cỏc nh khoa hc
nghiờn cu v ng dng rt nhiu do nhng u im vỡ rỳt ngn c thi gian phõn
tớch v tng nhy ca phộp phõn tớch. Vic nghiờn cu xỏc nh ng thi nhiu
cu t m ph hp th ca chỳng xen ph nhau ó c nhiu tỏc gi quan tõm
nghiờn cu.
Trờn th gii, phn ln cỏc cụng trỡnh nghiờn cu xỏc nh ng thi cỏc
cht trong cựng hn hp u s dng thut toỏn hi quy a bin ng dng phn
mm Matlab tớnh toỏn kt qu v x lý s liu.
Jahanbakhsh v cỏc cng s [53] ó tin hnh xỏc nh ng thi c ba
nguyờn t coban, ng v niken trong cỏc mu hp kim bng thuc th nitrosol-R-
salt kt hp vi phng phỏp bỡnh phng ti thiu riờng phn, mt cụng c toỏn
hc ng dng trong phõn tớch hi quy a bin. Cỏc thớ nghim c tin hnh trờn
ma trn thc nghim cho h ba cu t. Khong tuyn tớnh xỏc nh Co, Cu, Ni tng
ng l 0,4-2,6 ppm; 0,6-3,4 ppm v 0,5-5,5 ppm.
nh hng ca pH n nhy, chn lc ca phộp phõn tớch ó c
nghiờn cu. Kho sỏt nh hng ca rt nhiu cỏc cation, anion n phng phỏp.
p dng phng phỏp ny xỏc nh ng thi coban, ng, niken trong cỏc mu hp
kim Cunico (cha coban, ng, niken) v hp kim Conife (cha coban, niken, st)
thu c kt qu tt.
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
13
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Tỏc gi [32] ó xỏc nh Ni, Cu, Co s dng 1-(2-thiazolylazo)-2-naphthol
bng phng phỏp chun a bin l hi quy bỡnh phng ti thiu riờng phn
xỏc nh ng thi Co, Cu v Ni trong khong nng ln lt l 0,05 -1,05; 0,05
1,30 v 0,05 0,80àg/ml vi sai s tng i tng ng vi vic x lý tớn hiu
trc giao v khụng x lý tớn hiu trc giao ln lt cho Co, Cu v Ni l: 0,007;
0,008; 0,011 v 0,031; 0,037; 0,032 àg/ml.
Bng phng phỏp trc quang, cỏc tỏc gi Trn Thỳc Bỡnh, Trn T Hiu, Phm
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
14
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Hỡnh 1 : Mụ hỡnh mt nron ca con ngi
Mt loi dõy dn tớn hiu khỏc cng gn vi soma l cỏc axon. Khỏc vi
dendrites, axon cú kh nng phỏt cỏc xung in th, chỳng l cỏc dõy dn tớn hiu t
nron i cỏc ni khỏc. Ch khi no in th trong soma vt quỏ mt giỏ tr ngng
no ú (threshold) thỡ axon mi phỏt mt xung in th, cũn nu khụng thỡ nú trng
thỏi ngh.
Axon ni vi cỏc dendrites ca cỏc nron khỏc thụng qua nhng mi ni c bit
gi l synapse. Khi in th ca synapse tng lờn do cỏc xung phỏt ra t axon thỡ
synapse s nh ra mt s cht hoỏ hc (neurotransmitters); cỏc cht ny m "ca"
trờn dendrites cho cỏc ions truyn qua. Chớnh dũng ions ny lm thay i in th
trờn dendrites, to ra cỏc xung d liu lan truyn ti cỏc nron khỏc.
Mt tớnh cht rt c bn ca mng nron sinh hc l cỏc ỏp ng theo kớch thớch
cú kh nng thay i theo thi gian. Cỏc ỏp ng cú th tng lờn, gim i hoc hon
ton bin mt. Qua cỏc nhỏnh axon liờn kt t bo nron ny vi cỏc nron khỏc, s
thay i trng thỏi ca mt nron cng s kộo theo s thay i trng thỏi ca nhng
nron khỏc v do ú l s thay i ca ton b mng nron cú th thc hin qua quỏ
trỡnh dy hoc do kh nng hc t nhiờn [3 ].
1.2.2.1.2. Khỏi nim mng nron nhõn to (ANN)
Mng nron nhõn to l mt mụ phng x lý thụng tin, c nghiờn cu t h
thng thn kinh ca sinh vt, trong ú mt mụ hỡnh toỏn hc c to ra ging nh
b nóo x lý thụng tin. ANN ging nh con ngi, c hc bi kinh nghim,
lu nhng kinh nghim hiu bit v s dng trong nhng tỡnh hung phự hp (hỡnh
2).
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
15
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
e
u
+ e
-u
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
16
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Hỡnh 3: th cỏc hm thng dựng
Vi mi mụ hỡnh tớnh toỏn, ta phi xỏc nh cỏc thut toỏn hc t ng
xỏc nh cỏc giỏ tr tham s ti u cho mụ hỡnh trờn c s b s liu cho trc (cỏc
con s ny ngi xõy dng chng trỡnh khụng phi quan tõm) .
* Hng s tc hc
Hng s tc hc l mt yu t quan trng nh hng n hiu qu v
hi t ca thut gii lan truyn ngc sai s. Khụng cú hng s tc phự hp
cho tt c cỏc bi toỏn khỏc nhau. Hng s tc hc thng c chn bng thc
nghim cho mi bi toỏn ng dng c th. Nu giỏ tr ca hng s tc hc quỏ
nh, tc hi t ca gii thut s rt chm v khụng cú li vỡ th tc hc s kt
thỳc ti mt cc tiu cc b a phng gn nht.
1.2.2.1.4. Cỏc mụ hỡnh mng nron nhõn to.
Liờn kt cỏc u vo v ra ca nhiu nron vi nhau ta c mt mng
nron. Vic ghộp ni cỏc nron trong mng vi nhau cú th theo mt nguyờn tc
bt kỡ no ú. T ú cú th phõn bit cỏc nron khỏc nhau nh cỏc loi nron m
cỏc u vo nhn thụng tin t mụi trng bờn ngoi vi cỏc loi nron m cỏc u
vo c ni vi cỏc nron khỏc trong mng. Cỏc nron m u vo gi chc nng
nhõn thụng tin t mụi trng bờn ngoi gi l u vo ca mng. Cng tng t
nh vy, mt nron cú mt u ra, u ra ca nron ny cng cú th l u vo ca
nhiu nron khỏc hoc cú th a ra t mụi trng bờn ngoi. Nhng nron cú u
ra a tớn hiu vo mụi trng bờn ngoi c gi l u ra ca mng. Mt mng
nron bao gm nhiu lp, mi lp bao gm nhiu nron cú cựng mt chc nng
trong mng.
XN
X1
.
.
.
1
2
M
.
.
.
1
K
yo
yk
.
.
.
u1
v1
g1
Lớp vào
lớp ra
lớp ẩn
[W]
[V]
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
- Mạng lan truyền ngược (RBF)
Mạng lan truyền ngược hay còn gọi là mạng phản hồi là mạng mà đầu ra
của một nơron có thể là đầu vào của nơron trên cùng một lớp hoặc của lớp trước
này sẽ chuyển tổng tín hiệu nhập thành tín hiệu ra (outgoing) sử dụng hàm chuyển
đổi (transfering function) và phát đi đến các nơron khác. Trong khi đó một tín hiệu
sai số xuất phát tại một nơron ra của mạng và truyền ngược lại theo từng lớp đến
các nút mạng phía trước. Mỗi quá trình truyền đi của tín hiệu và truyền ngược lại
của sai số được gọi là một bước lặp (epoch). Tín hiệu sai số và gradient sai số tại
mỗi nơron được tính cho một trọng số đã chọn (weight optimizato) sao cho sai số
đầu ra là nhỏ nhất.
n
E = ∑ (t (x
i
, w) – y (x
i
))
2
i = 1
Trong đó:
t (x
i
, w): giá trị của tập mẫu
y (x
i
): giá trị đầu ra của mạng
Trước tiên , ta xét trên 1 nơron, mỗi nơron đều có giá trị vào và ra, mỗi giá
trị đều có một trọng số để đánh giá mức độ ảnh hưởng của giá trị vào đó. Thuật
toán Back – Propagation sẽ điều chỉnh các trọng số đó để giá trị e
j
= T
j
– y
j
(n) = t
j
(n) – y
j
(n)
- Tổng bình phương sai số của mạng nơron:
k
E (n) = 1 ∑ e
2
j
(n)
2
j =1
- Tại nơron j ta có tổng trọng số input:
p
u
j
(n) = ∑ w
ij
.x
j
(n)
i= 0
- Giá trị đầu ra của nơron j:
y
j
(n) = f
định không nằm trong khoảng tuyến tính.
- ANN cho phép xác định đồng thời nhiều cấu tử mà phổ của chúng trùng
lấn nhau bằng các kỹ thuật khác nhau như: điện hoá, trắc quang động học, huỳnh
quang tia X...
* Nhược điểm
- Thời gian luyện mạng thường khá lâu.
- Chưa có phần mềm tiện ích để sử dụng ngay, đòi hỏi người thực hiện phải
nắm rõ thuật toán để viết chương trình trên các phần mềm khác (Pascal, Matlab,
C+, ... ) mới sử dụng được.
- ANN có rất nhiều thuật toán khác nhau, do đó khi xây dựng một mô hình phân
tích chất, đòi hỏi người sử dụng phải thử nhiều mô hình để tìm được cấu trúc mạng
tối ưu.
1.2.2.1.7. Ứng dụng của mạng nơron nhân tạo
Đặc trưng của ANN là khả năng học và xử lý song song. Nó cho phép học
được dáng điệu và lưu lại mối quan hệ giữa các yếu tố đầu vào và đầu ra của các
quá trình cần nghiên cứu dựa trên việc học một tập dữ liệu đủ lớn mô tả quá trình
đó. Sau khi học xong, ANN có thể tính toán kết quả đầu ra tương ứng với bộ số liệu
đầu vào mới.
ANN có rất nhiều ứng dụng trong nhiều ngành và lĩnh vực khác nhau:
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
22
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
- Giải các bài toán phân lớp: bài toán này đòi hỏi giải quyết vấn đề phân
loại các đối tượng thành các nhóm dựa trên những đặc điểm của các nhóm đối
tượng. Trên cơ sở này người ta sử dụng ANN trong nhận dạng chữ viết, tiếng nói,
phân loại gen, phân loại chất lượng sản phẩm...[23]
- Bài toán dự báo: mạng ANN đã được ứng dụng trong việc xây dựng
mô hình dự báo sử dụng tập dữ liệu trong quá khứ để dự đoán số liệu cho tương lai
(dự báo thời tiết).
- Bài toán điều khiển và tối ưu hoá: ANN được sử dụng trong hệ điều
cyclohexylamin cho kt qu cú lch chun tng i (RMSD) t 0,9-1,17 [32]
- Bng phng phỏp trc quang s dng mng ANN ó xỏc nh ng thi
phenobarbiton v phenytoinnatri trong cỏc mu thuc v dc phm. xỏc nh ng
thi Zn(II), Cd(II), Hg(II) trong nc vi lờch chun 0,29-Cd, 0,38 v 0,35 vi
Hg v Zn(II). [35]
Bờn cnh ú, nhúm tỏc gi [39] ó nghiờn cu mng nron nhõn to gm 3
lp vi thut toỏn lan truyn ngc thit lp mi quan h phi tuyn gia nng
ca anthranilic acid (HA), nicotinic acid (HN), picolinic acid (HP) and sulfanilic acid
(HS) trong hn hp v pH ca cỏc dung dch cỏc th tớch khỏc nhau ca dung dch
thờm vo khi chun . Cỏc cu t chớnh ca ma trn pH c s dng lm u vo
trong ANN. Mụ hỡnh mng ti u ó xỏc nh c nng ca axit trong cỏc mu
t to. Kt qu ch ra rng, ANN phõn tớch d liu chun vi sai s tng i thp
(< 4%).
Bng phng phỏp trc quang ng hc s dng mng ANN ó nghiờn
cu xỏc nh glucoza, fructoza, lactoza vi kaliferi xianua (K
3
Fe(CN)
6
. Xỏc nh
ng thi Co(II), V(IV) trờn c s tc phn ng ca chỳng vi Fe(II) khi cú mt
thuc th 1,10-phenanthrolin. [39]
Vit Nam, ó cú mt s cụng trỡnh xỏc nh ng thi cỏc cht bng mng
nron nhõn to nh phn mm WinNN (mua ca M) nh: xỏc nh ng thi Uran
v Thori[2], xỏc nh ng thi Ni(II), Cu(II), Zn(II) bng phng phỏp chun a
bin s dng mng nron nhõn to bng phn mm WinNN vi sai s ln nht ca
Ni(II) l 8%, Cu(II) l 5% v Zn(II) l 10,2%; phng phỏp xỏc nh c nng
cỏc mu c trong v ngoi khong tuyn tớnh.[22]
Tuy nhiờn, cha cú cụng trỡnh nghiờn cu no tin hnh phõn tớch ng thi
cỏc cht s dng phng phỏp mng nron nhõn to v phõn tớch thnh phn chớnh
kt hp vi mng nron nhõn to vit trờn phn mm MATLAB.
Copyright: Tài liệu đại học ©