name: Метод анализа и идентификации поликомпонентных коллоидных сред на основе физической интерпретации поверхностно-усиленного рамановского рассеяния в ближнем ИК диапазоне с привлечением глубокого обучения
keyword_list: Поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия коллоидные среды одномерная сверточная нейронная сеть вибрационная мода Рамановская спектроскопия Многомерный анализ
abstract: Целью диссертационной работы является разработка метода анализа и идентификации вибрационных мод поликомпонентных коллоидных сред на основе физической интерпретации спектральных особенностей поверхностно-усиленного рамановского рассеяния в ближнем ИК диапазоне с привлечением глубокого обучения.
  По результатам диссертационной работы:
  1.Предложен метод спектрального анализа на основе поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии, реализуемой на основе субстрата агломератов сферических частиц серебра размером порядка 200 нм с капиллярным эффектом в кристаллах нитрата натрия объемной концентрации 0,02% при возбуждении на длине волны 785 нм. Установлено, что в условиях интенсивного флуоресцентного фона предложенный метод обеспечивает надежную регистрацию вибрационных мод поликомпонетных коллоидных сред в диапазоне 800 – 950 нм даже в отсутствии охлаждения детектора за счет увеличения усиления рамановского сигнала до 4 × 105 раз при одновременном снижении неоднородности спектральной интенсивности излучения. 
  2.	Предложен метод комплексного анализа поликомпонентных коллоидных сред на основе комбинации поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии и интеллектуального анализа спектральных данных в диапазоне 500-1900 см-1, реализованного с использованием одномерных свёрточных нейронных сетей. Метод с привлечением глубокого обучения для распознавания поверхностно-усиленных рамановских спектров, характеризующихся мультиколлинеарностью и множественными перекрытиями спектральных полос, позволяет улучшить точность решения классификационных задач идентификации вибрационных мод на 7 - 13% и увеличить коэффициент детерминации отдельных аналитов среды на 6 - 7% по сравнению с методом без привлечения глубокого обучения.
  3.	Предложен метод идентификации поверхностно-усиленных рамановских спектральных характеристик коллоидных сред, ассоциированных с особенностями их компонентного состава, включающий в себя анализ распределения важности переменных, рассчитанного на основе алгоритма перестановки, в модели одномерной сверточной нейронной сети. Показано, что применение предложенного метода для анализа спектрального вклада низкомолекулярных соединений в поликомпонентной органической коллоидной смеси обеспечивает обнаружение и количественное определение спектрального вклада креатинина в полосах 630 - 650 см-1, 720 - 750 см-1, 1380 - 1415 см-1 и спектрального вклада карбамида в полосах 720 - 750 см-1, 990-1030 см-1 с точностью не ниже 80%.
  Предложенный метод анализа и идентификации поликомпонентных коллоидных сред может найти широкое применение в задачах медицинской физики, материаловедения и для создания интеллектуальных датчиков регистрации рамановского рассеяния и аналитических приборов на их основе.
chairman_dissertation_council.name: Виктор
chairman_dissertation_council.surname: Сойфер
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: Президент Самарского университета
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: C-3088-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 36836834300
chairman_dissertation_council.rinc_id: 3028
chairman_dissertation_council.url: https://ssau.ru/
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-4239-4389
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Владимир
organization_supervisor.surname: Богатырев
organization_supervisor.patronymic: Дмитриевич
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.29.39
rubrics.name: Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением
rubrics.code: 29.03.45
rubrics.name: Обработка данных физического эксперимента
rubrics.code: 29.03.31
rubrics.name: Оптические методы измерения в физическом эксперименте
oecds.code: 01.03.UB
oecds.name: PHYSICS, APPLIED
oecds.code: 01.03.UI
oecds.name: PHYSICS, MULTIDISCIPLINARY
speciality_codes.name: Приборы и методы экспериментальной физики
speciality_codes.code: 1.3.2.
supervisors.fio: Захаров В.П.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Приборы и методы экспериментальной физики
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Генина Э.А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Биофизика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Майорова А.М.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Лазерная физика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: САМАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА"
protection_organization.ogrn: 1026301168310
protection_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
protection_organization.supervisor_surname: БОГАТЫРЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: САМАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА"
author_organization.ogrn: 1026301168310
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: БОГАТЫРЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения