Análise cinética da decomposição térmica de sólidos através do uso inovador de redes neurais
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
Título alternativo
Kinetic analysis of the thermal decomposition of solids through the innovative use of neural networks
Primeiro orientador
Membros da banca
Hosane Aparecida Tarôco
Márcio Oliveira Alves
Renata Diniz
Bernardo Lages Rodrigues
Márcio Oliveira Alves
Renata Diniz
Bernardo Lages Rodrigues
Resumo
Redes neurais artificiais (RNAs) são ferramentas robustas, usadas para resolução de problemas complexos em diversas áreas do conhecimento. Isso é possível, pois as redes simulam o comportamento de aprendizado, auto-organização e alto paralelismo do cérebro humano, permitindo o processamento de dados de diversas fontes com baixo erro residual e excelente resposta mesmo em conjuntos de dados com falhas. O projeto, fundamentado em redes neurais artificiais, representa uma abordagem inovadora para enfrentar desafios complexos em diferentes áreas do conhecimento. O algoritmo desenvolvido, incorporando a rede de Hopfield e outras duas RNAs, demonstrou sua eficácia na análise cinética de sólidos em três cenários distintos: conversão polimórfica, estudo de interação intermolecular e decomposição térmica. Ao ser aplicado a diversos sólidos, como fármacos, materiais híbridos e compostos, o método revelou uma redução significativa do erro residual em comparação com abordagens tradicionais, evidenciando sua precisão e confiabilidade na interpretação de dados térmicos. Além da precisão aprimorada, uma vantagem marcante foi a notável economia de tempo computacional, ultrapassando 500 vezes em determinadas análises. Esse aumento de eficiência é crucial para pesquisas científicas, proporcionando insights mais rápidos e confiáveis sobre a cinética de processos térmicos complexos. O projeto foi aprovado e pré-acelerado no programa Catalisa ICT. Destaca-se a plataforma online, concebida com base em análises térmicas, como uma solução inovadora para pesquisadores e empresas, oferecendo dados precisos de cinética. A abordagem estratégica incluiu análises de riscos categorizados em diferentes níveis de probabilidade, permitindo uma visão aprofundada dos desafios e a elaboração de estratégias de mitigação. A interação contínua com especialistas, empreendedores experientes e outros participantes contribuiu significativamente para ajustes e refinamentos. A consolidação das experiências e aprendizados posiciona o projeto de forma vantajosa para avançar nas próximas etapas, destacando-se como um caso exemplar da aceleração de negócios inovadores de base tecnológica no contexto do Catalisa ICT.
Abstract
Artificial neural networks (ANNs) emerge as robust tools to tackle complex challenges, simulating the learning, self-organization, and parallelism of the human brain. The developed algorithm, incorporating the Hopfield network and two other ANNs, stands out in the kinetic analysis of solids, covering polymorphic conversion, intermolecular interaction, and thermal decomposition. Applied to various solids such as pharmaceuticals and hybrid materials, the method shows a significant reduction in residual error, demonstrating precision and reliability in interpreting thermal data. The substantial computational time savings, exceeding 500 times in certain analyses, are crucial for scientific research, providing agile insights into the kinetics of complex thermal processes. The project, pre-accelerated in the Catalisa ICT program, stands out for the online platform based on thermal analyses, offering precise kinetic data. The strategic approach includes categorized risk analyses, providing an in-depth view of challenges and the development of mitigation strategies. Interaction with experts and entrepreneurs contributed to adjustments and refinements. The consolidation of experiences positions the project to advance, exemplifying the acceleration of innovative businesses in Catalisa ICT.
Assunto
Físico-química, Redes neurais (Computação), Cinética química, Análise térmica, Inovações tecnológicas
Palavras-chave
Redes neurais artificiais, Cinética, Catalisa ict, Análise térmica, Inovação tecnológica
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