Вышедшие номера
Диагностика вредных примесей в водных средах с помощью спектроскопических методов и алгоритмов машинного обучения
Грант президента РФ на поддержку молодых российских ученых и ведущих научных школ, МК-2143.2022.4
Лаптинский К.А. 1, Буриков С.А. 1,2, Сарманова О.Э. 2, Вервальд А.М. 2, Утегенова Л.С.2, Пластинин И.В. 1, Доленко Т.А. 1,2
1Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (физический факультет), Москва, Россия
Email: laptinskiy@physics.msu.ru, sergey.burikov@gmail.com, oe.sarmanova@physics.msu.ru, alexey.vervald@physics.msu.ru, plastinin_ivan@mail.ru, tdolenko@mail.ru
Поступила в редакцию: 30 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 13 января 2023 г.
Принята к печати: 17 января 2023 г.
Выставление онлайн: 19 июля 2023 г.

Представлены результаты разработки метода диагностики 8-компонентных водных растворов, содержащих катионы лития, аммония, железа (III), никеля, меди и цинка, а также сульфат- и нитрат-анионы, по спектрам ИК поглощения и спектрам оптической плотности с помощью искусственных нейронных сетей. Применение искусственных нейронных сетей к полученным массивам спектроскопических данных позволило обеспечить одновременное определение исследуемых ионов в многокомпонентной смеси с точностью, удовлетворяющей потребности экологического мониторинга природных и сточных вод, а также диагностики технологических сред. Ключевые слова: диагностика водных сред, спектроскопия, ИК спектроскопия, спектроскопия поглощения, методы машинного обучения, нейронные сети.
  1. Всемирная программа ЮНЕСКО по оценке водных ресурсов. [Электронный ресурс]. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000215644
  2. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Официальный сайт. [Электронный ресурс]. https://www.meteorf.gov.ru/upload/iblock/981/2022-%D1% 84%D0%B5%D0%B2%D1%80%D0%B0%D0%BB% D1%8C-%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%8F%D1%87% D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D0% B7%D0%BE%D1%80%20%D0%BF%D0%BE%20%D0% A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1% 81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D0%A4%D0%B5% D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8% D0%B8.docx
  3. A.Q. Alorabi, M. Abdelbaset, S.A. Zabin. Chemosensors, 8 (1), 1 (2019). DOI: 10.3390/chemosensors8010001
  4. А.В. Мочалов. Современные наукоемкие технологии, 8 (2), 333 (2013)
  5. I. Isaev, N. Trifonov, O. Sarmanova, S. Burikov, T. Dolenko, K. Laptinskiy, S. Dolenko. SPIE Proceedings, 11458, 1 (2020). DOI: 10.1117/12.2564398
  6. P.S. Fomina, M.A. Proskurnin, B. Mizaikoff, D.S. Volkov. Critical Reviews in Analytical Chemistry, 1 (2022). DOI: 10.1080/10408347.2022.2041390
  7. S. Dolenko, A. Efitorov, S. Burikov, T. Dolenko, K. Laptinskiy, I. Persiantsev. Engineering Applications of Neural Networks, 109, 1 (2015). DOI: 10.1007/978-3-319-23983-5_11
  8. S.A. Burikov, T.A. Dolenko, V.V. Fadeev, A.V. Sugonyaev. Pattern Recognition and Image Analysis, 17 (4), 554 (2007). DOI: 10.1134/s1054661807040141
  9. Y. LeCun, Y. Bengio, G. Hinton. Nature, 521 (7553), 436 (2015). DOI: 10.1038/nature14539
  10. D. Ferguson, A. Henderson, E.F. McInnes, R. Lind, J. Wildenhain, P. Gardner. The Analyst, 147 (16), 3709 (2022). DOI: 10.1039/d2an00775d
  11. T.A. Dolenko, S.A. Burikov, E.N. Vervald, A.O. Efitorov, K.A. Laptinskiy, O.E. Sarmanova, S.A. Dolenko. Laser Physics, 27 (2), 025203 (2017). DOI: 10.1088/1555-6611/aa51a7
  12. Л.Ф. Долина. Современная техника и технологии для очистки сточных вод от солей тяжелых металлов (Континент, Днепропетровск, 2008)
  13. И.В. Гердова, С.А. Доленко, Т.А. Доленко, И.Г. Персианцев, В.В. Фадеев, И.В. Чурина. Изв. РАН. Серия физическая, 66 (8), 1116 (2002)
  14. M. Bravo, A.C. Olwiert, B. Oelckers. J. Chilean Chem. Society, 54 (1), 1 (2009). DOI: 10.4067/s0717-97072009000100022
  15. M. Malik, K.H. Chan, G. Azimi. RSC Advances, 11 (45), 28014 (2021). DOI: 10.1039/d1ra03962h
  16. C.L. Aravinda, S.M. Mayanna, V.S. Muralidharan. J. Chem. Sciences, 112 (5), 543 (2000). DOI: 10.1007/bf02709287
  17. C. Loures, M. Alc\^antara, H. Filho, A. Teixeira, F. Silva, T. Paiva, G. Samanamud. Intern. Rev. Chem. Engineering, 5 (2) 102 (2013). DOI: 10.15866/ireche.v5i2.6909
  18. W. Mantele, E. Deniz. Spectrochimica Acta, Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 173, 965 (2017). DOI: 10.1016/j.saa.2016.09.037
  19. P. Verma, A. Kundu, M. Puretz, C. Dhoonmoon, O. Chegwidden, C. Londergan, M. Cho. J. Phys. Chem. B, 122 (9), 2587 (2017). DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b09641
  20. S.A. Burikov, T.А. Dolenko, V.V. Fadeev, I.I. Vlasov. Laser Physics, 17 (9), 1255 (2007). DOI: 10.1134/S1054660X0710012X
  21. S.A. Burikov, T.A. Dolenko, V.V. Fadeev, A.V. Sugonyaev. Laser Physics, 15 (8), 1 (2005)
  22. D. Goebbert, E. Garand, T. Wende, R. Bergmann, G. Meijer, K. Asmis, D. Neumark. J. Phys. Chem. A, 113 (26), 7584 (2009). DOI: 10.1021/jp9017103
  23. N. Kitadai, T. Sawai, R. Tonoue, S. Nakashima, M. Katsura, K. Fukushi. J. Solution Chemistry, 43 (6), 1055 (2014). DOI: 10.1007/s10953-014-0193-0
  24. S.A. Burikov, S.A. Dolenko, T.A. Dolenko, I.G. Persiantsev. Optical Memory and Neural Networks (Information Optics), 19 (2), 140 (2010). DOI: 10.3103/S1060992X10020049
  25. S.A. Dolenko, S.A. Burikov, T.A. Dolenko, I.G. Persiantsev. Pattern Recognition and Image Analysis, 22 (4), 551 (2012). DOI: 10.1134/S1054661812040049
  26. Техническое описание метода Dropout [Электронный ресурс]. https://pgaleone.eu/deep-learning/regularization/ 2017/01/10/anaysis-of-dropout/\#fnref:1
  27. Техническое описание метода Adam [Электронный ресурс]. https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/keras/ optimizers/Adam

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.