Recebido em 30/4/98; aceito em 2/9/98 GENETIC ALGORITHM IN CHEMISTRY. Genetic algorithm is an optimization technique based on Darwin evolution theory. In last years its application in chemistry is increasing significantly due the special characteristics for optimization of complex systems. The basic principles and some further modifications implemented to improve its performance are presented, as well as a historical development. A numerical example of a function optimization is also shown to demonstrate how the algorithm works in an optimization process. Finally several chemistry applications realized until now is commented to serve as parameter to future applications in this field.Keywords: chemometrics; optimization; genetic algorithm.
DIVULGAÇÃO
INTRODUÇÃOEm química muitas vezes surgem situações onde se deve considerar uma série de fatores que exercem influência sobre um determinado processo. Devemos então decidir qual desses fatores, ou em quais níveis (quantidades), que irão produzira a melhor resposta baseada em algum parâmetro pré-estabelecido. Neste caso, deseja-se realizar uma otimização numérica do sistema, ou seja, pretende-se encontrar as condições que irão fornecer a melhor resposta desejada baseada nos parâmetros quantificáveis.Por exemplo, em uma determinada síntese, deseja-se determinar quais valores de temperatura, pH e quantidade de catalisador que irão fazer com que numa determinada reação obtenha-se o maior rendimento possível. Outro exemplo seria encontrar quais as melhores condições operacionais de um equipamento para realizar-se uma análise. Como em cromatografia gasosa, onde seria determinada qual a melhor temperatura da coluna e a melhor vazão do gás de arraste que proporcione a separação dos picos.A utilização de métodos para otimização numérica em quí-mica já é explorada há bastante tempo, podendo ser considerada uma das primeiras aplicações da disciplina que hoje se conhece como quimiometria 1 . A quimiometria, na definição atualmente mais aceita, pode ser considerada como a disciplina que utiliza métodos matemáticos e estatísticos, assim como de lógica matemática, a problemas de origem química.Os métodos normalmente utilizados para a otimização de sistemas químicos podem ser divididos em dois grandes grupos. Tem-se os métodos baseados em gradientes e os que não são. Nos métodos baseados em gradiente 2 explora-se o fato de que a partir de processos derivativos pode-se encontrar os mínimos e máximos. Os métodos que não são baseados em derivadas encontram-se assim no outro grupo, e dentre os mais largamente conhecidos e empregados em química destaca-se o método simplex 3 . Este se baseia no deslocamento do simplex, que é uma figura geométrica, sobre a superfície de resposta para encontrar os máximos e mínimos.Mais recentemente tem surgido na literatura e causado grande impacto na comunidade científica o chamados métodos de inteligência artificial 4 . A inteligência artificial faz parte dos processos que simulam via "software" ou "hardware", o talento dos seres racionais para a represen...