論文の概要: Hyperbox Mixture Regression for Process Performance Prediction in Antibody Production
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.01404v1
- Date: Sun, 03 Nov 2024 02:04:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 14:46:04.773908
- Title: Hyperbox Mixture Regression for Process Performance Prediction in Antibody Production
- Title(参考訳): 抗体産生におけるプロセス性能予測のためのハイパボックス混合回帰
- Authors: Ali Nik-Khorasani, Thanh Tung Khuat, Bogdan Gabrys,
- Abstract要約: 本稿では,ハイパーボックスを用いた入力空間分割を用いた新しいHMRモデルを提案する。
本研究では,15日間の培養期間におけるモノクローナル抗体製造における品質特性の予測におけるモデルの性能評価を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.479659578608233
- License:
- Abstract: This paper addresses the challenges of predicting bioprocess performance, particularly in monoclonal antibody (mAb) production, where conventional statistical methods often fall short due to time-series data's complexity and high dimensionality. We propose a novel Hyperbox Mixture Regression (HMR) model which employs hyperbox-based input space partitioning to enhance predictive accuracy while managing uncertainty inherent in bioprocess data. The HMR model is designed to dynamically generate hyperboxes for input samples in a single-pass process, thereby improving learning speed and reducing computational complexity. Our experimental study utilizes a dataset that contains 106 bioreactors. This study evaluates the model's performance in predicting critical quality attributes in monoclonal antibody manufacturing over a 15-day cultivation period. The results demonstrate that the HMR model outperforms comparable approximators in accuracy and learning speed and maintains interpretability and robustness under uncertain conditions. These findings underscore the potential of HMR as a powerful tool for enhancing predictive analytics in bioprocessing applications.
- Abstract(参考訳): 本稿では、特にモノクローナル抗体(mAb)産生において、時系列データの複雑さと高次元性により、従来の統計手法が不足するケースにおいて、バイオプロセス性能を予測することの課題に対処する。
本稿では,バイオプロセスデータに固有の不確実性を管理しつつ,予測精度を高めるために,ハイパーボックスベースの入力空間分割を用いた新しいHMRモデルを提案する。
HMRモデルは、シングルパスプロセスで入力サンプルのハイパーボックスを動的に生成し、学習速度を改善し、計算複雑性を低減するように設計されている。
実験では106個のバイオリアクターを含むデータセットを用いた。
本研究では,15日間の培養期間におけるモノクローナル抗体製造における品質特性の予測におけるモデルの性能評価を行った。
その結果、HMRモデルは精度と学習速度において同等の近似器より優れており、不確実な条件下での解釈可能性や堅牢性を維持していることがわかった。
これらの知見は, バイオプロセッシングアプリケーションにおける予測分析の強力なツールとしてのHMRの可能性を明らかにするものである。
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