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La Chemiometira è definita in diversi modi, di seguito qualche definizione:
- "Chemometrics is the use of mathematical and statistical methods for handling, interpreting, and predicting chemical data." Malinowski, E.R. (1991) Factor Analysis in Chemistry, Second Edition.
- "The entire process whereby data (e.g., numbers in a table) are transformed into information used for decision making." Beebe, K. R., Pell, R. J., and M. B. Seasholtz. (1998) Chemometrics: A Practical Guide.
- "Chemometrics is a chemical discipline that uses mathematics, statistics and formal logic (a) to design or select optimal experimental procedures; (b) to provide maximum relevant chemical information by analyzing chemical data; and (c) to obtain knowledge about chemical systems." Massart, D.L., et al. (1997) Data Handling in Science and Technology 20A: Handbook of Chemometrics and Qualimetrics Part A.
- "Chemometrics is the science of relating measurement made on a chemical system or process to the state of the system via application of mathematical or statistical methods." Eigenvector website
La chemiometria è una scienza che utilizza metodi matematico-statistici per la risoluzione di problemi. Queste metodologie sono state inizialmente messe a punto per l'analisi di dati in campo chimico, ma oggi, data la loro estrema versatilità, trovano numerose possibilità di impiego anche in altri settori di differente natura.
Generalmente i sistemi reali che poniamo sotto osservazione e dai quali vogliamo trarre una informazione, sono di tipo multivariato, sono cioè governati da più variabili in contemporanea. Solo raramente sono di tipo univariato. Però la maggior parte delle procedure statistiche ed analitiche non tiene conto di questo fatto e tende a trasformare in univariati tutti i problemi, anche quelli che sono intrinsecamente multivariati.
La chemiometria consente un approccio di tipo multivariato al sistema da studiare: in questo modo permette di tenere conto di tutte le variabili in gioco, consentendo di sfruttare al meglio tutte le informazioni contenute nei dati da analizzare.
La chemiometria oggi raccoglie al suo interno i metodi di classificazione, di modellamento e di regressione multivariata, l'analisi di similarità, l'analisi delle componenti principali e i diversi metodi ad essa collegati, i sistemi esperti e i metodi di intelligenza artificiale, le strategie basate sulle reti neurali, i metodi di disegno sperimentale e di ottimizzazione.
Tra tutte le varie tecniche esistenti, in questo sito sono trattate le più note e fondamentali:
- - Disegno sperimentale (DOE)
- - Analisi esplorativa (PCA, nMDS)
- - Metodi di Classificazione (K-NN, LDA, ad albero...
- - Calibrazione Multivariata (PCR e PLS)
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Experimental Design
( 1 Articolo )
Le tecniche di disegno sperimentale consentono di progettare nel modo più efficiente il tipo ed il numero di prove sperimentali necessarie per ottenere la massima informazione possibile dal sistema in studio. Con tali tecniche è possibile analizzare ed ottimizzare, ad esempio, un processo produttivo, una reazione, una ricetta e così via.
Usualmente lo sviluppo della sperimentazione consiste in una prima fase di studio a tavolino del sistema, durante la quale si elencano tutti i fattori che possono avere un influsso sul sistema e si stabiliscono dei range per ciascuno di essi (dominio sperimentale).
Quindi si passa ad una seconda fase, di sperimentazione pratica, che può a sua volta essere suddivisa in due parti: una di screening preliminare ed una di approfondimento. Nella fase di screening si cerca esclusivamente di individuare, tra tutte le variabili elencate, quali siano quelle più significative. Nella fase di approfondimento invece si studiano meglio le variabili considerate importanti e si ricava una modello per l'ottimizzazione del sistema.
Un'importante applicazione del disegno sperimentale è lo studio di miscele, che permette di ricercare la composizione ottimale per miscele di composti.
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Analisi esplorativa
( 1 Articolo )
L'analisi esplorativa permette di individuare e valutare le strutture insite in un set di dati (anche molto complesso), raccogliendo quanta più informazione possibile riguardo al problema in esame. Si effettua quindi un'analisi su dati già presenti.
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Tecniche di classificazione
( 1 Articolo )
I metodi di classificazione hanno l'obiettivo di costruire, sulla base di un certo numero di variabili indipendenti, un modello capace di individuare la classe cui appartiene un oggetto. E' importante stabilire a priori delle classi (in base a considerazioni teoriche o alla definizione di una variabile categorica o mediante metodi di clusterizzazione). Si tratta quindi di tecniche che forniscono una risposta qualitativa.
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Regressione multivariata
( 3 articoli )
I metodi di regressione multivariata sono impiegati per effettuare predizioni quantitative relativamente ad una o più proprietà del sistema in oggetto. Il loro scopo è di trovare la migliore relazione tra un insieme di variabili che descrive gli oggetti studiati ed un insieme di risposte misurate degli stessi oggetti.
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La Chemiometria