Published June 25, 2024
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Conference paper
Kalman-based approaches for online estimation of bioreactor dynamics from fluorescent reporter measurements
Contributors
Others:
- Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME) ; Inria Grenoble - Rhône-Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA)
- Modélisation et commande de systèmes biologiques et écologiques (MACBES) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Institut Sophia Agrobiotech (ISA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- ANR-20-CE45-0014,Ctrl-AB,Optimisation et controle de la productivité d'un écosystème algues-bactéries(2020)
Description
We address online estimation of microbial growth dynamics in bioreactors from measurements of a fluorescent reporter protein synthesized along with microbial growth. We consider an extended version of standard growth models that accounts for the dynamics of reporter synthesis. We develop state estimation from sampled, noisy measurements in the cases of known and unknown growth rate functions. Leveraging conservation laws and regularized estimation techniques, we reduce these nonlinear estimation problems to linear time-varying ones, and solve them via Kalman filtering. We establish convergence results in absence of noise and show performance on noisy data in simulation.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.science/hal-04556535
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04556535v1
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- UNICA