Análise experimental da relação entre pH e cor do extrato de repolho roxo sob LED RGB utilizando aprendizagem de máquina

Resumo

Os recursos de aprendizagem de máquina têm se consolidado como ferramentas relevantes na análise de conjuntos de dados multidimensionais, especialmente em estudos qualitativos e quantitativos de substâncias sob diferentes condições experimentais. Neste trabalho, investigamos a relação entre pH e cor do extrato de repolho roxo por meio de uma montagem experimental acessível, composta por uma estrutura plástica que alinha um LED RGB, uma cubeta de vidro e a câmera de um smartphone. Cada cor primária do LED foi utilizada separadamente para produzir condições específicas de transmitância, permitindo registrar as variações colorimétricas do extrato em níveis de pH entre 2,0 e 9,0. A partir de repetições independentes para cada combinação de pH e cor de iluminação, foi obtido um conjunto de dados com mais de cem amostras e cinco características, analisado por métodos de aprendizagem de máquina nos domínios não supervisionado (clusterização) e supervisionado (regressão). Os resultados indicaram que as amostras iluminadas pelo LED verde apresentaram maior separação no espaço HSV, possibilitando o desenvolvimento de um modelo preditivo com desempenho mais consistente para estimar o valor de pH a partir dos parâmetros de cor. Os achados reforçam a utilidade de abordagens experimentais de baixo custo associadas à análise computacional moderna para a investigação quantitativa de indicadores naturais e para a construção de modelos preditivos baseados em aprendizado de máquina.