Quimiometria - nequimed.iqsc.usp.brnequimed.iqsc.usp.br/files/2018/02/A1.pdf · Mineração de...
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Carlos MontanariGrupo de Química Medicinal
NEQUIMED/IQSC/USPDepartamento de Química e Física Molecular
Instituto de Química de São Carlosemail: [email protected]
http://www.nequimed.iqsc.usp.br/
Carlos MontanariIQSC, 2018
QuimiometriaSQM0488 –
Análise Exploratória de Dados em Química
Salas 4 e 1/Q5 (Segundas e Sextas, 13h50-15h50)
Sala 7)
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Bibliografia
1. Marcia Miguel Castro Ferreira “Quimiometria - Conceitos, Métodos E Aplicações”. Editora Unicamp. 2015
1. Benício B. Neto, Ieda S. Scarminio, Roy, E. Bruns “Como fazer experimentos”, Ed. da UNICAMP, Campinas, 2001
Conteúdo
1. Mineração de dados
2. Estudo de casos
3. Produção e análise de dados
4. Construção de modelos
4.1Regressão, classificação, híbridos
5. Experimentos
6. Validação e interpretação
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Componentes de avaliação
Participação
☺ frequência das aulas
☺ Participação nas aulas
Investigação e comunicação
☺ Seleção de temas
☺ Monografia
☺ Apresentação oral
Primeiro teste de avaliação (80 %)…………………. Maio 2018
☺ A realizar ao meio do semestre, durante as aulas. Apresentação
Segundo teste de avaliação (20 %)…………………. Julho 2018
☺ A realizar no final do semestre. Monografia. Baseado em solução de um problema (PBL) sobre assunto de seu interesse (mesmo grupo da primeira avaliação). Carregar na página do Gdrive até 06/07/2018
Definições?Não tem uma definição universal!
Quimiometria é a disciplina química que usa
métodos matemáticos e estatísticos para:
→ Planejar ou selecionar condições ótimas
de medidas e experimentos, e
→ Extrair o máximo de informação de
dados químicos
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Quimiometria e Laboratórios Inteligentes
1.Ensaio (processos analíticos em tecnologia)2.Qualidade por planejamento
1.Programas acadêmicos e industriais3.Economia de custo e tempo4.Modelagem quantitativa
1.Quão efetivo é o processo de validação5.Otimização
Motivações para o planejamento
Tendência comportamental
Automático: produto de hábitos e rotinas
Planejado: busca intencional de vários objetivos
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TécnicasNão há uma técnica. Use várias em várias etapas, mas
que sejam ortogonais!
1. Pré-processamento
2. Seleção de variáveis
3. Análise de componentes principais (PCA)
4. Análise de agrupamentos (HCA)
5. Similaridade química por analogia (SIMCA)
6. Análise de regressão multivariada (MRA)
7. PCR, PLS, ANN
Modelos
1 Procedimento guiado por teoria1.1 Sistemas complexos mal definidos
1.1.1. Conhecimento prévio insuficiente
1.1.2. Informação prévia incerta sobre a estrutura do modelo
1.1.3. Conhecimento insuficiente sobre os fatores de interferência
2. Procedimento guiado por dados2.1. Falta de conhecimento prévio sobre a
estrutura do modelo matemático
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Problemas em predição
1. Grande coleção de dados
1.1. Mais variáveis do que objetos
1.1.1. Problema: dimensionalidade
2. Capacidade preditiva do modelo ruim
3. Resultado: extração irrelevante de conhecimento
Planejamento de
experimentos (DOE) e
Quimiometria
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Quimiometria
1. Análise de dados:
1.1. Extração de informação dos dados químicos
2. Planejamento experimental:
2.1. Conteúdo de informação dos dados
3. Modelagem:
3.1. Investigação das relações complicadas
4. Obtenção de dados multivariados a partir de experimentos
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Estratégias quimiométricas
Dados Exploração de dados
OtimizaçãoRegressãoClassificação
Análise de agrupamentos
Experimentos
Planejamento experimental
Problema Objetivo
s
Hipótese
s
Modelo qualitativo Modelo quantitativo Modelo empírico
Quimiometria
Quimiometria sem equações (ou quase nenhuma) é designado para aqueles que desejam explorar o poder das ferramentas quimiométricas, mas são desencorajados pelo alto nível da matemática encontrada em muitos livros e manuais de software.
A ênfase da disciplina está na correta aplicação e interpretação de métodos quimiométricos para solucionar os problemas da vida real do químico.
O objetivo é ensinar da forma mais simples possível, para que os(as) alunos(as) tornem-se bons praticantes e gerentes em quimiometria.
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Livro Didático
Bem vindo ao século doplanejamento e da predição
Arieh Warshel, Prêmio Nobel de Química 2013
"desenvolvimento de modelos
multi-escala em sistemas químicos complexos"