Antibiotic production with Streptomyces sindenensis MTCC 8122 was optimized under submerged fermentation conditions by artificial neural network (ANN) coupled with genetic algorithm (GA) and Nelder-Mead downhill simplex (NMDS). Feed forward back-propagation ANN was trained to establish the mathematical relationship among the medium components and length of incubation period for achieving maximum antibiotic yield. The optimization strategy involved growing the culture with varying concentrations of various medium components for different incubation periods. Under non-optimized condition, antibiotic production was found to be $95{\mu}g/ml$, which nearly doubled ($176{\mu}g/ml$) with the ANN-GA optimization. ANN-NMDS optimization was found to be more efficacious, and maximum antibiotic production ($197{\mu}g/ml$) was obtained by cultivating the cells with (g/l) fructose 2.7602, $MgSO_4$ 1.2369, $(NH_4)_2PO_4$ 0.2742, DL-threonine 3.069%, and soyabean meal 1.952%, for 9.8531 days of incubation, which was roughly 12% higher than the yield obtained by ANN coupled with GA under the same conditions.
This paper is aimed at adapting Artificial Neural Networks (ANN) to predict the compressive strength of High Performance Concrete (HPC) containing binary and quaternary blends. The investigations were done on 23 HPC mixes, and specimens were cast and tested after 7, 28 and 56 days curing. The obtained experimental datas of 7, 28 and 56 days are trained using ANN which consists of eight input parameters like cement, metakaolin, blast furnace slag and fly ash, fine aggregate, coarse aggregate, superplasticizer and water binder ratio. The corresponding output parameters are 7, 28 and 56 days compressive strengths. The predicted values obtained using ANN show a good correlation between the Experimental data. The performance of the 8-9-3-3 architecture was better than other architectures. It concluded that ANN tool is convenient and time saving for predicting compressive strength at different ages.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.27
no.7
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pp.187-194
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2022
LNG is known as the transitional energy source for the future eco-friendly, attracting enormous market attention due to global eco-friendly regulations, Covid-19 Pandemic, Russia-Ukraine War. In addition, since new LNG suppliers such as the U.S. and Australia are also diversifying, the LNG spot market is expected to grow. On the other hand, research on the LNG transportation market has been marginalized. Therefore, this study attempted to predict short-term LNG 160K spot rates and compared the prediction performance between artificial neural networks and the ARIMA model. As a result of this paper, while it was difficult to determine the superiority and superiority of ARIMA and artificial neural networks, considering the relative free of ANN's contraints, we confirmed the feasibility of ANN in LNG 160K spot rate prediction. This study has academic significance as the first attempt to apply an artificial neural network to forecasting LNG 160K spot rates and are expected to contribute significantly in practice in that they can improve the quality of short-term investment decisions by market participants by increasing the accuracy of short-term prediction.
Faradmal, Javad;Soltanian, Ali Reza;Roshanaei, Ghodratollah;Khodabakhshi, Reza;Kasaeian, Amir
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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v.15
no.14
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pp.5883-5888
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2014
Background: Breast cancer is the most common cancers in female populations. The exact cause is not known, but is most likely to be a combination of genetic and environmental factors. Log-logistic model (LLM) is applied as a statistical method for predicting survival and it influencing factors. In recent decades, artificial neural network (ANN) models have been increasingly applied to predict survival data. The present research was conducted to compare log-logistic regression and artificial neural network models in prediction of breast cancer (BC) survival. Materials and Methods: A historical cohort study was established with 104 patients suffering from BC from 1997 to 2005. To compare the ANN and LLM in our setting, we used the estimated areas under the receiver-operating characteristic (ROC) curve (AUC) and integrated AUC (iAUC). The data were analyzed using R statistical software. Results: The AUC for the first, second and third years after diagnosis are 0.918, 0.780 and 0.800 in ANN, and 0.834, 0.733 and 0.616 in LLM, respectively. The mean AUC for ANN was statistically higher than that of the LLM (0.845 vs. 0.744). Hence, this study showed a significant difference between the performance in terms of prediction by ANN and LLM. Conclusions: This study demonstrated that the ability of prediction with ANN was higher than with the LLM model. Thus, the use of ANN method for prediction of survival in field of breast cancer is suggested.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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v.2
no.3
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pp.207-213
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2000
This paper introduces a high-performance speed control system based on artificial neural networks(ANN) to estimate unknown parameters of a DC servo motor. The goal of this research is to keep the rotor speed of the DC servo motor to follow an arbitrary selected trajectory. In detail, the aim is to obtain accurate trajectory control of the speed, specially when the motor and load parameters are unknown. By using an artificial neural network, we can acquire unknown nonlinear dynamics of the motor and the load. A trained neural network identifier combined with a reference model can be used to achieve the trajectory control. The performance of the identification and the control algorithm are evaluated through the simulation and experiment of nonlinear dynamics of the motor and the load using a typical DC servo motor model.
In this paper, we explore the application of Kodaly hand signs in enhancing children's music education, performances, and auditory assistance technologies. This research focuses on improving the recognition rate of Multilayer Perceptron (MLP) models in identifying Kodaly hand sign scales through the integration of Artificial Neural Networks (ANN). We developed an enhanced MLP model by augmenting it with additional parameters and optimizing the number of hidden layers, aiming to substantially increase the model's accuracy and efficiency. The augmented model demonstrated a significant improvement in recognizing complex hand sign sequences, achieving a higher accuracy compared to previous methods. These advancements suggest that our approach can greatly benefit music education and the development of auditory assistance technologies by providing more reliable and precise recognition of Kodaly hand signs. This study confirms the potential of parameter augmentation and hidden layers optimization in refining the capabilities of neural network models for practical applications.
In the present work appropriate concrete material models have been proposed to predict drying shrinkage and specific creep of High-performance concrete (HPC) using Artificial Neural Network (ANN). The ANN models are trained, tested and validated using 106 different experimental measured set of data collected from different literatures. The developed models consist of 12 input parameters which include quantities of ingredients namely ordinary Portland cement, fly ash, silica fume, ground granulated blast-furnace slag, water, and other aggregate to cement ratio, volume to surface area ratio, compressive strength at age of loading, relative humidity, age of drying commencement and age of concrete. The Feed-forward backpropagation networks with Levenberg-Marquardt training function are chosen for proposed ANN models and same implemented on MATLAB platform. The results shows that the proposed ANN models are more rational as well as computationally more efficient to predict time-dependent properties of drying shrinkage and specific creep of HPC with high level accuracy.
In this study, artificial neural network (ANN) and multiple regression (MR) models were developed to predict the critical factor of safety ($F_s$) of the homogeneous finite slopes subjected to earthquake forces. To achieve this, the values of $F_s$ in 5184 nos. of homogeneous finite slopes having different slope, soil and earthquake parameters were calculated by using the Simplified Bishop method and the minimum (critical) $F_s$ for each of the case was determined and used in the development of the ANN and MR models. The results obtained from both the models were compared with those obtained from the calculations. It is found that the ANN model exhibits more reliable predictions than the MR model. Moreover, several performance indices such as the determination coefficient, variance account for, mean absolute error, root mean square error, and the scaled percent error were computed. Also, the receiver operating curves were drawn, and the areas under the curves (AUC) were calculated to assess the prediction capacity of the ANN and MR models developed. The performance level attained in the ANN model shows that the ANN model developed can be used for predicting the critical $F_s$ of the homogeneous finite slopes subjected to earthquake forces.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.24
no.8
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pp.72-84
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2024
Plant leaf classification is an imperative task when their use in real world is considered either for medicinal purposes or in agricultural sector. Accurate identification of plants is, therefore, quite important, since there are numerous poisonous plants which if by mistake consumed or used by humans can prove fatal to their lives. Furthermore, in agriculture, detection of certain kinds of weeds can prove to be quite significant for saving crops against such unwanted plants. In general, Artificial Neural Networks (ANN) are a suitable candidate for classification of images when small datasets are available. However, these suffer from local minima problems which can be effectively resolved using some global optimization techniques. Considering this issue, the present research paper presents an automated plant leaf classification system using optimized soft computing models in which ANNs are optimized using Grasshopper Optimization algorithm (GOA). In addition, the proposed model outperformed the state-of-the-art techniques when compared with simple ANN and particle swarm optimization based ANN. Results show that proposed GOA-ANN based plant leaf classification system is a promising technique for small image datasets.
This paper presents the possibilities of adapting artificial neural networks (ANNs) to predict the dimensionless parameters related to the maximum contact pressures of an elasticity problem. The plane symmetric double receding contact problem for a rigid stamp and two elastic strips having different elastic constants and heights is considered. The external load is applied to the upper elastic strip by means of a rigid stamp and the lower elastic strip is bonded to a rigid support. The problem is solved under the assumptions that the contact between two elastic strips also between the rigid stamp and the upper elastic strip are frictionless, the effect of gravity force is neglected and only compressive normal tractions can be transmitted through the interfaces. A three layered ANN with backpropagation (BP) algorithm is utilized for prediction of the dimensionless parameters related to the maximum contact pressures. Training and testing patterns are formed by using the theory of elasticity with integral transformation technique. ANN predictions and theoretical solutions are compared and seen that ANN predictions are quite close to the theoretical solutions. It is demonstrated that ANNs is a suitable numerical tool and if properly used, can reduce time consumed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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