1.1. Thiết kếvà tối ưu hóa công thức
Đối với các nhà sản xuất dược phẩm, xây dựng công thức là việc thường xuyên phải
thực hiện, do mỗi sản phẩm đều có một vòng đời nhất định, và nhu cầu cạnh tranh
trên thịtrường đòi hỏi sản phẩm phải liên tục được cải tiến hay được thay thếbằng
các sản phẩm mới.
Trong mỗi công thức dược phẩm, ngoài các hoạt chất còn có nhiều thành phần tá
dược khác nhau. Tính chất của sản phẩm không chỉphụthuộc vào tính chất và tỷlệ
của các nguyên liệu mà còn bị ảnh hưởng bởi các điều kiện sản xuất (nhiệt độ, độ
ẩm, thời gian, tốc độ ) Vì vậy, việc xây dựng công thức không phải là một vấn đề
đơn giản, mà thực sựlà một sựthửthách.
Các phương pháp tối ưu hóa truyền thống (toán thống kê, đơn hình ) có thểáp
dụng với các dữliệu đơn giản và tuyến tính, nhưng không phù hợp với những dữ
liệu phức tạp và phi tuyến. Ngoài ra, các phương pháp này không tối ưu đồng thời
được nhiều biến phụthuộc trong khi mỗi dược phẩm có rất nhiều tính chất cần được
tối ưu [2].
Việc xây dựng và tối ưu công thức bằng máy tính ngày càng được áp dụng phổbiến
vì các lợi ích của nó nhưkhông giới hạn sốbiến độc lập (x), có thểtối ưu đồng thời
nhiều biến phụthuộc (y), phù hợp với các loại dữliệu phức tạp và phi tuyến.
Có rất nhiều phương pháp xây dựng và tối ưu công thức bằng máy tính đã được áp
dụng như: mạng nơ ron (Neural Networks), logic mờ(Fuzzy Logic), thuật giải di
truyền (Genetic Algorithms) và các hệthống lai giữa chúng. Những kỹthuật này
phần nào giải quyết được yêu cầu tối ưu nhưgiảm thời gian và chi phí nghiên cứu
và phát triển công thức. Tuy nhiên, các kỹthuật này tồn tại nhiều hạn chếnhư:
Mạng neuron thì được biết đến nhưmột phương pháp “hộp đen” (black-box), không
thểtheo dõi tiến trình thực hiện và các kỹthuật trên không thểtạo ra các công thức
ởdạng phương trình toán học. Mặc dù có những hệthống lai của những kỹthuật
này, nhưng những hệthống này chỉcó thểhỗtrợngười dùng trong việc truy vấn tri
thức trong những luật dạng “If then ”, và nhiều khi thông tin tìm được không
thỏa mãn yêu cầu [1], [7].
Với ưu điểm chính là có thểtạo ra các phương trình toán học khác nhau từmột bộ
dữliệu thực nghiệm, lập trình di truyền (Genetic Programming - GP) được hy vọng
sẽgiúp đạt kết quảtốt trong việc mô hình hóa dữliệu. Những ưu điểm của lập trình
di truyền liên quan đến vấn đềtối ưu công thức dược phẩm là:
- Cho ra kết quảlà phương trình toán học.
- Có thểthực hiện với những dữliệu phi tuyến.
- Việc thực thi của lập trình di truyền thì khá linh hoạt, tùy thuộc vào việc lựa
chọn các hàm tính giá trịthích nghi hay thay đổi các tham sốliên quan.
Dựa trên những mô hình dữliệu có được từGP, áp dụng thuật giải di truyền
(Genetic Algorithms - GA) đểcó được công thức dược phẩm tối ưu.
1.2. Mục tiêu và nội dung của đềtài
Mục tiêu của đềtài là đưa ra một phương pháp hiệu quả đểtối ưu hóa công thức
dược phẩm, giúp các nhà bào chếtiết kiệm thời gian và công sức.
Nội dung thực hiện của đềtài là sửdụng 2 kỹthuật chính là lập trình di truyền
(Genetic Programming) đểmô hình hóa dữliệu và thuật giải di truyền (Genetic
Algorithms) đểtìm ra công thức dược phẩm tối ưu. Đềtài sẽsửdụng các dữliệu
thực tế đã được đánh giá bằng Neural Networks kết hợp với Genetic Algorithms. So
sánh các kết quả đạt được với các kết quảtrước đó bằng phương pháp thống kê, đưa
ra đánh giá về ưu điểm của hướng kết hợp mới.
1.3. Nội dung trình bày của luận văn
Luận văn gồm các phần sau đây:
• Chương 1: Đặt vấn đề là chương giới thiệu vềcông việc thiết kếvà tối ưu
công thức dược phẩm, chương này cũng giới thiệu sơlược vềmục tiêu và nội
dung của đềtài.
• Chương 2: Tổng quan và Cơsởlý thuyết là chương giới thiệu vềthuật giải
di truyền và lập trình di truyền, hai thuật toán tính toán tiến hóa được sửdụng
trong đềtài. Chương này cũng mô tảviệc ứng dụng hai kỹthuật tính toán tiến
hóa này cho bài toán tối ưu công thức dược phẩm
• Chương 3: Chương trình ứng dụng là chương trình bày kết quảviệc cài đặt
thuật giải di truyền và lập trình di truyền đểtìm công thức dược phẩm tối ưu,
đồng thời đánh giá kết quảthửnghiệm, so sánh kết quả đạt được từchương
trình với kết quảtừphương pháp thống kê và chương trình INForm 3.6.
• Chương 4: Đánh giá và hướng phát triển là chương đưa ra các kết quảmà
đềtài đã đạt được, cũng nhưnhững tồn tại cần phải khắc phục, đồng thời đưa
ra hướng phát triển đềtài.
