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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Souza, Paulo Sérgio de
Título: Desenvolvimento de um Programa Gerenciador de Biblioteca de Espectros e de um Programa Especialista para Identificação de Grupos Funcionais de Compostos Orgânicos a Partir de Espectros de Infravermelho
Ano: 1994
Orientador: Prof. Dr. Celio Pasquini
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: -
Resumo: Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais que se complementam com o objetivo comum de utilização de computadores de pequeno porte na obtenção, armazenamento, gerenciamento e interpretação de dados espectrais de infravermelho (I.V.). Na sua primeira parte é descrito um programa elaborado em linguagem Quick- Basic. versão 4.5, capaz de adquirir dados de espectros de I.V., através de digitalização com instrumentos que empregam transdutores de posição do tipo denominado "mesa digitalizadora ". Um destes instrumentos foi desenvolvido para possibilitar o andamento inicial deste trabalho e sua construção se encontra aqui descrita. Os dados de espectros de I. V. podem ser acessados, também, através de tradução de arquivos originados em discos flexíveis através do microcomputador do espectrofotômetros da linha Perkin Elmer. Os dados epectrais originam uma biblioteca de espectros, de baixo custo e de utilidade específica do usuário, que pode com o auxílio do programa, gerenciá-la de forma a visualizar graficamente, apagar e/ou incluir espectros e compará-los de forma fácil e efetiva com o uso dos recursos gráficos da linguagem empregada. Os espectros presentes na biblioteca podem ser preparados para serem interpretados, através de sistemas especialistas desenvolvidos em linguagem Turbo Prolog. A interface que pemite a interação entre os dois aplicativos, está também descrita. Na segunda parte deste trabalho, é descrito um sistema especialista elabo - rado em linguagem Turbo Prolog, versão 2.0, executável em um microcomputador tipo IBM- PC/ AT-386. O sistema foi desenvolvido com o objetivo de identificar, automaticamente, grupos funcionais de compostos orgânicos através de dados obtidos de espectros de infravermelho (I.V.). Uma vez que o espectro digitalizado é colocado na forma de uma lista (formato requerido pelo Prolog), o programa pode ser utilizado para interpretação do espectro através de regras baseadas em conhecimento de um especialista humano. Esta interpretação possibilita a identificação dos grupos funcionais presentes no composto que deu origem ao espectro. O programa especialista é constituído de dois módulos prinicpais. O primeiro, denominado módulo de leitura, atua sobre a lista Prolog, que contém o espectro digitalizado, produzindo como resultado a extração de informações relevantes para a interpretação tais como: posição intensi dade, largura e formato do pico. O segundo módulo é encarregado da interpretação propriamente dita, atuando sobre o conjuntode fatos amostrados na etapa anterior e utilizado inúmeras regras de interferência. Neste módulo, também, foram implementadas ferramentas de lógica difusa, com o objetivode tornar o banco de conhecimento do programa especialista mais completo e de direcionar algumas conclusões de forma menos determinística. Uma avaliaçãodo sistema especialista revela um índice médio de acerto maior do que 90%, na identificação de grupos funcionais, quando presentes nos compostos analisados.
Abstract: "Development of an Spectra Library Manager Program and of an Expert System for Identification of Functionals Group of Organic Compounds using Inftared Spectra". The present work is divided in two main parts which complement themselves in order to make use of low capacity computers for acquisition, storage, management and interpretation of spectral data in the infrared (I.R.) region. The first part describes a program written in Quick-Basic version 4.5 aiming I.R. spectral data acquisition using digitising devices named "digitising tables". One of such devices has been developed in the early stages of this work and its construction is, therefore, herein described. Also, I.R spectral data can be retrieved from standard files generated by Perkin Elmer spectrophotometers. Spectral data that has been acquired originate low-cost, user tailored library of spectra. By making use of the program, the user can, manage the library showing graphically the spectra, remove/include spectra and compare those spectra in a user friendly environment. Spectra in the library can be prepared to be interpreted through the use of Expert System wrote in Turbo Prolog. The interface allowing such interaction is also described. The second part describes an Expert System (E.S.) developed in Turbo Prolog, version 2.0. The E.S. has been developed for automatic identification of organic functional groups, exploiting data obtained from infrared spectra (I.R). The expert program is constituted of two main modules. The first, named reading module, works on Prolog lists containing the digitised spectrum, providing the relevant information for interpretation such as: position, intensity, band width and peak shape. The second, makes the interpretation, working on the set of facts gathered in first step and is constituted of many production rulles. Fuzzy characteristics have been imposed to ilie system aiming to avoid extremely deterministic conclusions. The interpretation module of the expert system, achieves correct functional group identification in more than 90 % of the cases when they actually exist in the investigated organic compounds.
Arquivo (Texto Completo): vtls000076350.pdf ( tamanho: 17,9MB )

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