論文の概要: Using evolutionary machine learning to characterize and optimize
co-pyrolysis of biomass feedstocks and polymeric wastes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.16350v1
- Date: Wed, 24 May 2023 19:59:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-29 19:04:43.272030
- Title: Using evolutionary machine learning to characterize and optimize
co-pyrolysis of biomass feedstocks and polymeric wastes
- Title(参考訳): 進化的機械学習を用いたバイオマス飼料と高分子廃棄物の共熱分解特性と最適化
- Authors: Hossein Shahbeik, Alireza Shafizadeh, Mohammad Hossein Nadian, Dorsa
Jeddi, Seyedali Mirjalili, Yadong Yang, Su Shiung Lam, Junting Pan, Meisam
Tabatabaei, Mortaza Aghbashlo
- Abstract要約: 共熱分解は、結果の液体燃料の量および品質パラメータを改善するための有望な戦略である。
機械学習(ML)は、既存のデータを活用することで、このような問題に対処する機能を提供する。
本研究は, バイオマス-ポリマー共熱分解プロセスの生成物を定量化するために, 進化的MLアプローチを導入することを目的とする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.894507238371768
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Co-pyrolysis of biomass feedstocks with polymeric wastes is a promising
strategy for improving the quantity and quality parameters of the resulting
liquid fuel. Numerous experimental measurements are typically conducted to find
the optimal operating conditions. However, performing co-pyrolysis experiments
is highly challenging due to the need for costly and lengthy procedures.
Machine learning (ML) provides capabilities to cope with such issues by
leveraging on existing data. This work aims to introduce an evolutionary ML
approach to quantify the (by)products of the biomass-polymer co-pyrolysis
process. A comprehensive dataset covering various biomass-polymer mixtures
under a broad range of process conditions is compiled from the qualified
literature. The database was subjected to statistical analysis and mechanistic
discussion. The input features are constructed using an innovative approach to
reflect the physics of the process. The constructed features are subjected to
principal component analysis to reduce their dimensionality. The obtained
scores are introduced into six ML models. Gaussian process regression model
tuned by particle swarm optimization algorithm presents better prediction
performance (R2 > 0.9, MAE < 0.03, and RMSE < 0.06) than other developed
models. The multi-objective particle swarm optimization algorithm successfully
finds optimal independent parameters.
- Abstract(参考訳): バイオマス原料と高分子廃棄物の同時熱分解は, 液状燃料の量と品質を向上する上で有望な戦略である。
最適な運転条件を見つけるために、多くの実験的な測定が行われる。
しかし、コストと長期の手順を必要とするため、コピロリシス実験は極めて困難である。
機械学習(ML)は、既存のデータを活用することで、このような問題に対処する機能を提供する。
本研究は, バイオマス-ポリマー共熱分解プロセスの生成物を定量化するための進化的ML手法の導入を目的とする。
幅広いプロセス条件下で様々なバイオマス-ポリマー混合物をカバーする包括的なデータセットを適格文献からコンパイルする。
データベースは統計分析と機械的議論の対象となった。
入力特徴は、プロセスの物理を反映する革新的なアプローチを用いて構築される。
構築された特徴は、その次元性を減らすために主成分分析を受ける。
得られたスコアは6つのMLモデルに導入される。
粒子群最適化アルゴリズムにより調整されたガウス過程回帰モデルは、他の発展モデルよりも優れた予測性能(r2 > 0.9, mae < 0.03, rmse < 0.06)を示す。
多目的粒子群最適化アルゴリズムは最適独立パラメータの探索に成功している。
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