تشخیص تعداد و حجم حباب محلول در یک راکتور زیستی به کمک بینایی ماشین

هدف از این مقاله طراحی یک  راکتور زیستی یا فرمانتور مجهز ­­­­­­­­­­­­­­­­­به تکنولوژی پردازش تصویر ­­­­­­­­­­­به صورت بلادرنگ با امکان بررسی حجم و تعداد حباب های موجود در ظرف  راکتور زیستی می باشد تا  امکان کنترل لحظه ای و دقیق به منظور رشد میکروارگانیسم ها را فراهم می نماید. در  راکتور زیستی یاد شده شرایط بهینه ای برای رشد میکروارگانیسم ها مانند قارچ و باکتری و مخمر فراهم شده و کشت سلول های جانوری و گیاهی در آن به راحتی انجام می شود. استفاده از این  راکتور زیستی به میکروارگانیسم ها این امکان را می دهد که پیش از انتقال به مرحله تولید بیش از ده نسل رشد کنند. علاوه بر کنترل حجم حباب های هوا، پارامترهای دما، CO۲، دور موتور، مقدار اکسیژن و pH و پارامترهای دیگر نیز مدام در حال کنترل شدن است. در  راکتورهای زیستی اندازه گیری حباب های ایجاد شده در ظرف دارای اهمیت فراوانی است این اهمیت از این جهت دیده می شود که سبب ایجاد نسل های گوناگونی از سلول ها در  راکتور زیستی می شود، زیرا حباب های ایجاد شده وظیفه رساندن اکسیژن به میکروارگانیسم های موجود و نیز هم زدن محیط و همگن سازی آن را برعهده دارند که این امر موجبات رشد و تکثیر مناسب میکروارگانیسم ها را فراهم می کند. در مدل های همانند پیشین امکان اندازه گیری مقدار هوای موجود در ظرف و کنترل همگن بودن محیط در لحظه وجود نداشته که این ضعف به کمک این شیوه بر طرف می شود. در این مقاله درگام اول به کمک دوربین تصویرهای لحظه به لحظه به عنوان داده ورودی ضبط شده در گام پسین تصویرها پردازش شده و درگام آخر تصویرهای پردازش شده به کمک شبکه های عصبی به عنوان خروجی ایجاد می شود. حجم و مقدار و نسبت پراکندگی حباب ها در ظرف و نتیجه های شبیه سازی کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد.

Keywords:

راکتور زیستی , شبکه عصبی , دوربین , اسپاژر , حباب , اکسیژن