• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Kemometri01. 08. 2012 | Katrine Meyn

Tucker3 kan håndtere alle typer af multivejsdata

Kemometri01. 08. 2012 By Katrine Meyn

PARAFAC støder indimellem på problemer med at modellere multivejsdata. Tucker3-modellen har ikke sådanne problemer, da den ligesom PCA altid kan modellere data.

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 8, 2012 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.

Af Rasmus Bro, Søren Balling Engelsen, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet og Lars Nørgaard, FOSS

PARAFAC har indimellem problemer med at modellere multivejsdata. Problemet er af matematisk art og er dermed ikke relateret til data. For sensoriske data (prøver × deskriptorer × dommere) er det f.eks. naturligt at ønske at anvende en PARAFAC-model. Også selvom der ikke ligger en decideret ”hård” model, som Beers lov, bag sådanne data, som der gør ved modellering af fluorescensdata. Det synes blot rimeligt at visualisere sensoriske data vha. underliggende latente fænomener såsom ”afsmag”, ”modenhed” eller lignende. Hvis en PARAFAC-model af sensoriske data virker, har man således basis for at fortolke og forstå data.
Men som vist i figur 1, så lykkes det desværre ikke altid. I figuren er vist plot for en PARAFAC-model af et sensorisk datasæt, hvor forskellige flødeoste blev vurderet af otte dommere mht. 23 forskellige attributter/deskriptorer. Data er også kort beskrevet i klummen i Dansk Kemi 5, 2012. I figuren ses et eksempel på en tofaktor-degenerering, hvor to komponenter er næsten identiske, men med omvendt fortegn.
I figur 1 ses det, at de to viste scores i første mode (oste) er negativt korrelerede, og hvad der måske er værre, så er loadings i sensorik-deskriptor-retningen (figur 1, til højre) modsat korrelerede. Det er vanskeligt rent visuelt at vurdere, hvad der sker imellem prøver og variable, og det er også vanskeligt at beskrive rent matematisk.

Tucker virker
I stedet for PARAFAC forsøger vi at lave en Tucker3-model. I en sådan model skal vi beslutte antal komponenter for hver mode. Altså antal scorevektorer for oste-retningen, antal loadingvektorer for attribut/deskriptor-retningen og antal loadingvektorer for dommer-mode. I dette eksempel gør vi blot nogenlunde som i PARAFAC-modellen og anvender tre komponenter i hver retning. Det kalder man en (3,3,3)-komponent Tucker3-model. I figur 2 er vist Tucker3-scores og loadings svarende til PARAFAC-modellen i figur 1.
Det er tydeligt, at Tucker3-komponenterne ser meget anderledes ud. For det første så findes problemet med to-faktor-degenerering ikke. For det andet, så er Tucker3-modellen ikke unik som PARAFAC-modellen. I stedet har den egenskaber, der kan sammenlignes med PCA – inkl. kravet om at scores og loadings skal være ortogonale. Man ser, at prøver og attributter spreder sig langt bedre ud i de respektive plot pga. ortogonaliteten, og fordi der ikke er problemer med degenerering.

Fortolkning af enkel-plot er let
Vi kan fortolke scoreplottet fuldstændig analogt til et scoreplot i PCA. Vi kan f.eks. se, at triplikater ligger tæt, hvilket fortæller, at de er meget ens relativt til de øvrige prøver. Vi kan også se, at prøverne mærket med D-CHO ligger ret langt fra prøverne mærket med 16% og dermed er forskellige fra disse relativt set og mht. den variation, de to komponenter beskriver.
På samme måde kan vi fortolke plottet af attributter og se, at M-Resistance og M-Firm er tæt på hinanden og derfor følges ad mht. variationen i disse komponenter. Vi kan også se, at M-Chalky er modsat korreleret M-Butter.

Kobling af plot – Tucker-kernen
Fortolkning af Tucker-score- og loadingplot er helt analogt til PCA og derfor ikke det store problem for en erfaren kemometriker. Det er derimod noget mere vanskeligt, når man vil koble score og loadingplot. Hvis man f.eks. gerne vil vide, hvilke osteprøver der har høje værdier af attributten M-Butter, så kræver det, at man kigger på kernen, G, i Tucker3-modellen. Det er nemlig kernen, der viser, hvordan loadings i mode to hænger sammen med scores i mode et. I PCA og PARAFAC er denne del let, da score tre hænger sammen med loading tre og så videre. I Tucker3 må vi igennem kernen og resten af modellen for at finde denne sammenhæng. I figur 3 er der vist en visualisering af kernen. Kernen har dimensionen 3×3×3, hvilket giver 27 elementer. Element nummer i,j,k definerer, hvor vigtig komponenten med scorevektor i, anden-mode loadingvektor j og tredje-mode loadingvektor k er. Det lyder voldsomt at skulle fortolke 27 kombinationer mellem de tre modes sammenlignet med, at vi i PARAFAC kun behøver at se på tre: 1,1,1; 2,2,2 og 3,3,3. Der er imidlertid hjælp at hente ved at kikke på kerneelementernes størrelse. I figur 3 er hvert kerneelements størrelse indikeret af størrelsen på dens cirkel. Som man kan se, så er langt de fleste elementer meget små, og det betyder eksplicit, at vi ikke behøver at bekymre os om dem. De beskriver så lidt variation, at det er uvæsentligt, når vi skal fortolke modellen.
I dette tilfælde kan man se, at vi kun behøver at fortolke komponent (1,1,1), (2,2,1) og (3,3,1). De resterende elementer er så små, at vi kan ’lade som om’ de er nul. Det betyder så også, at vi måske burde beregne en (3,3,1)-model fremfor en (3,3,3)-model. Kan det give mening? Egentlig passer det fint, for den tredje retning er dommer-retningen og ideelt er dommerne replikater. Så selvom der findes tre forskellige fænomener i oste- og attribut-retningen, så manifesterer disse tre fænomener sig på samme vis i dommer/replikat-retningen. Tucker3-kerneelementernes størrelse antyder således blot, at der er tale om et godt og veltrænet sensorisk panel.
Da vi kan se, at også (1,1,1)- og (2,2,1)-komponenterne er vigtige og har positive kerneværdier, kan vi nu nemt fortolke og kombinere de to plot i figur 2. De kan i dette tilfælde fortolkes næsten ligesom i en PCA-model. Den eneste lille finte er, at vi skal huske at tage dommer-loadings med i fortolkningen. Alle dommere har negative elementer i loading et (ikke vist). Derfor bliver fortolkningen, at prøver med store M-Butter-værdier (negativ loading to) må være prøver med høje positive score to-værdier. Det vil eksempelvis sige, at prøverne mærket C-CHO har relativt høje M-Butter-værdier, hvilket efterfølgende bør og kan bekræftes i rådata.

Outro
Tucker3 virker altid og er et meget stærkt eksplorativt redskab. Tucker3-modellen er let at fortolke, når man holder sig til et mode ad gangen. Når man skal koble forskellige modes, så må man være varsom med at se på kernen og de øvrige retninger i modellen.

Referencer
1. R. Bro, E. M. Qannari, H. A. L. Kiers, Tormod Næs, M. B. Frøst. Multi-way models for sensory profiling data. J.Chemom. 22:36-45, 2008.

Figur 1. Score- og loadingplot af trekomponent PARAFAC-model for sensoriske data. I dette tilfælde er 30 forskellige oste blevet bedømt af otte dommere mht. til 23 forskellige deskriptorer. Komponent et er plottet mod komponent to (figur fra Dansk Kemi 5, 2012).

Figur 2. Score- og loadingplot af (3,3,3)-komponent Tucker3-model for de sensoriske data. Komponent et er plottet mod komponent to.

Figur 3. Tucker-kerne fra (3,3,3)-Tucker3-model. Cirkler indikerer størrelsen af element, og blå farve angiver en positiv værdi, mens rød angiver en negativ.

Skrevet i: Kemometri

Seneste nyt fra redaktionen

Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

Analytisk kemiArtikler fra Dansk KemiTop19. 05. 2025

Advances in chemical ionization mass spectrometry can improve our understanding of atmospheric composition. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Varun Kumar, Institut for

Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi14. 05. 2025

Oldgamle CO2-ædende mikroorganismer kan fange CO2 direkte fra skorstensrøg og omdanne kulstoffet til grønne molekyler. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mads Ujarak Sieborg1 og

Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

AktueltBranchenyt14. 05. 2025

Busch Group annoncerer, at deres brand centrotherm clean solutions bliver en del af Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions. Fra september 2025 vil gasreduktionssystemerne til Semicon-industrien, som tidligere blev tilbudt under dette mærke, blive integreret i Pfeiffer-porteføljen og fremover være

I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

Branchenyt14. 05. 2025

For blot fjerde gang i dette årtusinde uddeles Videnskabernes Selskabs Guldmedalje. Det sker i dag, hvor bakterieforsker Per Halkjær Nielsen, professor ved Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet, får den fine hæder for sit livsværk og sin holdånd. Han er manden, der kortlægger

Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø28. 04. 2025

Tilstedeværelsen af PFAS-forbindelser skyldes ikke kun lokale kilder, men de kan langtransporteres i luften til selv meget fjerntliggende arktiske egne. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

AktueltMedicinalkemi21. 04. 2025

I dag er det frem med nålen, hvis man er i behandling med diverse former for fedme-medicin. Det hæmmer imidlertid udbredelsen på specielt asiatiske og afrikanske markeder, hvor der er en udtalt nålefobi. Derfor arbejder det danskstiftede biotekselskab Pila Pharma med at få udvikle deres

Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

AktueltBioteknologiFødevarekemi07. 04. 2025

NitroVolt, en dansk biotech-virksomhed, vil vende produktionen af ammoniak på hovedet. I stedet for den velkendte løsning, der bygger på den energitunge Haber-Bosch-proces, vil produktionen nu foregå i en container, der fx kan stå direkte ude hos en landmand. Ammoniak til kunstgødning er en slags

En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi01. 04. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 6, 2024 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Læs originalartiklen her Nomenklaturudvalget får indimellem henvendelser om dansk kemisk nomenklatur fra de oversættere i EU, hvis opgave det er at oversætte EU-lovgivning på

Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

AktueltEnergi31. 03. 2025

Efter en byggeperiode på omkring to år, er BASF nye 54 megawatt elektrolyseanlæg blevet indviet. Udover at være Tyskland største, med en kapacitet til at producere op til 8.000 ton grøn brint årligt, skriver det også historie på et andet område. Brinten skal primært anvendes som råmateriale i

Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

AktueltBranchenyt31. 03. 2025

Danske virksomheder er fortsat nogle af de mest aktive i Europa til at innovere. Det viser nye tal fra Den Europæiske Patentmyndighed, EPO, som udsteder patenter, der kan dække i op til 45 lande. Vestas, Novozymes og Danmarks Tekniske Universitet har leveret de største bidrag til, at Danmark kan

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Kem-En-Tec Nordic

    Sikker gelfarvning på kun 15 minutter?

  • DENIOS ApS

    Her er den oversete vej til et sundere arbejdsmiljø

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions lancerer den nye HiCube Neo RGA

  • Busch Vakuumteknik A/S

    centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

  • DENIOS ApS

    Ved du, hvornår det er tid til at vedligeholde, udskifte eller flytte dit opsamlingskar?

  • DENIOS ApS

    3 sikkerhedsfunktioner, du skal kigge efter på dit opsamlingskar

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage i videnskabens og fremtidens tegn

  • Holm & Halby

    Holm & Halby deltager i Europe Biobank Week 2025

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    LabDays – Almost sold out

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Busch på IFFA 2025: Vacuum Diagnostics til intelligente vakuumløsninger til kødforarbejdning

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

  • I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

    14.05.2025

  • Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

    28.04.2025

  • Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

    21.04.2025

  • Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

    07.04.2025

  • En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

    01.04.2025

  • Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

    31.03.2025

  • Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

    31.03.2025

  • Ny grundbog tager studerende på videregående uddannelser ind i den basale kemi

    26.03.2025

  • Nedrivningsarbejdere i kontakt med PCB slipper med skrækken – kun lave niveauer i blodet

    25.03.2025

  • Styrkelse af nyfundet gen kan gøre kartoflen resistent over for svampeangreb

    24.03.2025

  • Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i det danske arbejdsmiljø

    21.03.2025

  • Dansk forbud mod PFAS er lige på trapperne – indsigelsesfrist mod 2024-aftale er overskredet

    20.03.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik