PreOBP_ML: Machine Learning Algorithms for Prediction of Optical Biosensor Parameters
Notice bibliographique
Résumé
To develop standard optical biosensors, the simulation procedure takes a lot of time. For reducing that enormous amount of time and effort, machine learning might be a better solution. Effective indices, core power, total power, and effective area are the most crucial parameters for evaluating optical sensors. In this study, several machine learning (ML) approaches have been applied to predict those parameters while considering the core radius, cladding radius, pitch, analyte, and wavelength as the input vectors. We have utilized least squares (LS), LASSO, Elastic-Net (ENet), and Bayesian ridge regression (BRR) to make a comparative discussion using a balanced dataset obtained with the COMSOL Multiphysics simulation tool. Furthermore, a more extensive analysis of sensitivity, power fraction, and confinement loss is also demonstrated using the predicted and simulated data. The suggested models were also examined in terms of R2-score, mean average error (MAE), and mean squared error (MSE), with all of the models having an R2-score of more than 0.99, and it was also shown that optical biosensors had a design error rate of less than 3%. This research might pave the way for machine learning-based optimization approaches to be used to improve optical biosensors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».