Download - MAEB09 Feromonas
![Page 1: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/1.jpg)
Modelado de las cinéticas de difusión de emisores de
feromonas usando programación genética
Eva Alfaro, Anna Esparcia, Pilar Moya,Beatriu Femenia, Ken Sharman, J.J. Merelo
![Page 2: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/2.jpg)
Índice
• Objetivo
• Introducción: la confusión sexual
• Descripción del problema
• Programación genética fuertemente tipificada
• Resultados obtenidos en el modelizado
• Conclusiones y trabajo futuro
![Page 3: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/3.jpg)
Objetivos
• Modelizar la cinética de emisión de feromonas de un difusor experimental desarrollado en el Centro de Ecología Química Agrícola (CEQA) de la UPV.
• Validar la hipótesis de que el comportamiento del difusor CEQA es poco dependiente de las condiciones ambientales, a diferencia del difusor comercial más ampliamente utilizado (Isomate-CPlus).
• )
![Page 4: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/4.jpg)
La técnica de la confusión sexual
• La confusión sexual es una técnica agrícola enfocada a sustituir a los pesticidas.
• Consiste en difundir en el ambiente una gran cantidad de la feromona sexual de las hembras para confundir a los machos y evitar que se produzcan los apareamientos.
• )
![Page 5: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/5.jpg)
Difusores de feromonas
El Centro de Ecología Química Agrícola (CEQA) de la Universidad Politécnica de Valencia ha desarrollado unos emisores biodegradables y capaces de cubrir de forma eficaz toda la campaña.
![Page 6: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/6.jpg)
Descripción del problema
Dado un difusor cuyo residual (porcentaje de producto no emitido) es r, encontrar una función r, tal que r= r(t, T, H)
donde:–t = tiempo–T = temperatura ambiente–H = humedad ambiente
Nuestra hipótesis es que para el difusor diseñado enel CEQA r ≈ r (t)
![Page 7: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/7.jpg)
Datos disponibles
Medidas del residual
0
20
40
60
80
100
120
1 16 31 46 61 76 91 106 121 136 151 166
Días
Re
sid
ua
l (%
)
CPlus 2005
CPlus 2006
CEQA 2005
CEQA 2006
Año 2005 15 medidas del difusor CEQA13 medidas del difusor Isomate CPlus
Año 2006 7 medidas de ambos
![Page 8: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/8.jpg)
Programación genéticaTipo de algoritmo PG fuertemente tipificada, generacional con elitismo (0.1 %).
Inicialización Ramped half and half
Selección Por torneo, tanto para el operador de reemplazo como para los de cruce y mutación
Operadores evolutivos Reemplazo, cruce y mutación.
Los nodos internos del árbol se seleccionan con una probabilidad de 0.9, los terminales con una probabilidad de 0.1 y la raíz nunca puede ser elegida como punto de cruce o mutación. Sólo se admiten los árboles resultantes del cruce o la mutación si su longitud es igual o menor de 17 alturas.
Criterio de finalización 51 generaciones (incluyendo la inicial)
Parámetros fijos Tamaño de la población, popSize = 2000
Tamaño del torneo, tSize = 7
Probabilidad de mutación, pM = 0.1
Probabilidad de cruce, pC = 0.8
Probabilidad de reemplazo, pR = 0.1
Número de ejecuciones, n = 10
![Page 9: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/9.jpg)
Programación genética fuertemente tipificada
Consideramos variables de 4 tipos : • temperatura • humedad• tiempo • valor real
Función de coste: error cuadrático medio (MSE)
MSE = 1/n * (xobtenido – xmedido)2
![Page 10: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/10.jpg)
Programación genética: Funciones y terminales
Datos climatológicos disponibles (diarios): temperatura máxima, temperatura promedio, humedad máxima y humedad promedio. Proporcionados por la Xarxa Agrometeorològica de Catalunya.
Consideramos los valores de temperatura y humedad hasta 9 días antes de la medición del residual. Por ejemplo, T0 representa la temperatura del día que se hizo la medición; T1, la del día anterior; T2, la de dos días antes, etc.
Conjuntos de terminales:•{ temperatura promedio, humedad promedio, tiempo, }•{ temperatura máxima, humedad máxima, tiempo, }•{ tiempo, }
Conjunto de funciones: { +, -, *, /, exp, log}
![Page 11: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/11.jpg)
Resultados - CEQA
AÑO 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Res
idu
al (
%)
AÑO 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Res
idu
al (
%)
Año 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Re
sid
ua
l (%
)
Año 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Re
sid
ua
l (%
)
Valores promedio de T y H
Valores máximos de T y H
Año 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Res
idu
al (
%)
Año 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121 141 161
Días
Res
idua
l (%
)
Sólo tiempo
![Page 12: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/12.jpg)
Resultados - CEQA
![Page 13: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/13.jpg)
Resultados - CEQA
t
t
t
t
tt
tttr
429.679)log(77.7047.79log23.003.96)(
2
Sólo dependencia temporal:
![Page 14: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/14.jpg)
Resultados – Isomate CPlus
Valores promedio de T y H
Valores máximos de T y H
Sólo tiempo
AÑO 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121
Días
Re
sid
ua
l (%
)
AÑO 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121
Días
Re
sid
ua
l (%
)
Año 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101
Días
Res
idu
al (
%)
Año 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121
Días
Res
idua
l (%
)
Año 2006
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101
Días
Res
idu
al (
%)
Año 2005
0
20
40
60
80
100
120
1 21 41 61 81 101 121
Días
Res
idua
l (%
)
![Page 15: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/15.jpg)
Resultados – Isomate CPlus
![Page 16: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/16.jpg)
Resultados – Isomate CPlus
38.83log93.7493.74log67.56
log
log2log8.796.71
38.83loglog93.746.71log47.102.067.1577.0loglog
08.5642
29.146.81log
29.136.81log95.93
32.74log23.046.76)(
tttt
tD
ttttttN
Dt
Ntt
ttttr
Sólo dependencia temporal:
![Page 17: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/17.jpg)
Resultados – Isomate CPlus
7
2
9
12
2
1
1027
1107
4
9
93.43exp
53.271explog
53.271log3.83log
87.179exp1032.1
log
log
53.271exp
log
log
53.271exp1064.6
log42.1
29.92)(
Tt
tHT
tttT
t
TtTT
tT
tL
LTtTTtTt
T
ttr
Temperatura, humedad máxima y tiempo:
![Page 18: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/18.jpg)
Conclusiones• La programación genética ha encontrado funciones que ajustan bien el
comportamiento del residual de ambos difusores.
• En el caso del difusor CEQA, el ajuste a las medidas del residual cuando se ha considerado exclusivamente la dependencia con respecto al tiempo es mejor. Aunque esto no es una prueba concluyente de la independencia del residual frente a estos factores, sí que se puede considerar como un indicio en ese sentido.
• En el caso del difusor comercial el test estadístico revela los resultados obtenidos usando valores de temperatura y humedad máximos son mejores que los otros, lo que reafirma la evidencia experimental que se tiene de la gran influencia de las condiciones atmosféricas en el funcionamiento de estos difusores.
![Page 19: MAEB09 Feromonas](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062406/558a66b6d8b42a484a8b46c4/html5/thumbnails/19.jpg)
Trabajo futuro
• Modelizar la distribución de feromona en el ambiente. – Gran interés económico→ permitiría optimizar la ubicación de
difusores en el campo, de manera que se pudiera minimizar su número, garantizando al mismo tiempo el control eficaz de la plaga.
• Inclusión del gradiente de temperatura como terminal en el algoritmo de programación genética