Identificación de maderas aserradas propias de la zona de Santander mediante el uso de herramientas basadas en narices electrónicas
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Date
2021
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La deforestación y extracción desordenada de madera ponen en peligro algunas especies maderables
vulnerables. Estas especies prohibidas podrían detectarse durante su proceso de transporte si las entidades de vigilancia
y control tuvieran los instrumentos de seguimiento adecuados. Si bien en trabajos anteriores se reportan métodos para
identificar especies de madera, estos no son aplicables a sitios alejados de las principales ciudades. En el presente
trabajo se propone utilizar narices electrónicas (arreglos de sensores químicos) para identificar especies maderables, a
partir de los compuestos volátiles que estas emanan. La medición de aromas se realiza mediante el uso de una matriz
de 16 sensores químicos, cuyas curvas son la entrada a un procedimiento de estimación de características. Luego,
se realiza un análisis de componentes principales, para finalmente aplicar una estrategia de clasificación basada en
máquinas de vectores de soporte.
En contraste a trabajos previos, en el presente trabajo se aplica una nueva estrategia al problema de detección de especies:
verificación utilizando modelos de mezclas gaussianas y modelos de referencia (Universal Background Model).
Adicionalmente, en comparación con trabajos reportados recientemente, las condiciones de recolección de muestras
son más cercanas a las encontradas en entornos reales para los cuales este trabajo busca resolver el problema; y, el
número de muestras es mayor y más variado. De otra parte, debido a que la distribución de muestras recolectadas
para las especies no está balanceada, se aplica una técnica de aumento de datos para compensar el desequilibrio en las
clases. Al realizar los experimentos se encuentra un desempeño de aproximadamente 80% en cuanto a identificación
de especies. Resultados similares se encuentran en los experimentos de verificación, los cuales mejoran hasta un 88%
cuando se aplica LASSO a modo de estrategia de selección de características. A pesar de los resultados prometedores,
se deben realizar mayores esfuerzos para obtener un mejor desempeño.
Description
Keywords
Identificación de madera, Verificación, Nariz electrónica, Matriz de sensores químicos, Aplicaciones de Aprendizaje Automático, Clasificación de Vectores de Soporte (SVM), Aumento de datos, GMM-UBM, Modelo de mezclas gaussianas, Modelo universal