Inicio › UD3 › 3.5 Datos e modelos3.5 Datos y modelos3.5 Données et modèles3.5 البيانات والنماذج
3.5 · A aprendizaxe automática: datos, axuste do modelo e análise dos resultados
Que aprenderás: como se recollen os datos cos que aprende un modelo, como se representa o que aprendeu, e —o máis importante— como se mide se funciona de verdade e de onde veñen os seus erros.
En detalle
Cando adestras un modelo no micro:bit, o que estás gardando non son vídeos nin xestos: son números do acelerómetro. Cada mostra é unha secuencia de medidas nos tres eixes ao longo dun segundo e pico. O algoritmo mira esas secuencias e busca en que se parecen entre si as que ti etiquetaches igual, e en que se diferencian das outras. Iso é todo o adestramento.
Por iso a calidade do modelo é a calidade dos teus datos. Se gravas dez mostras de «sacudir» todas iguais e moi brandas, o modelo aprenderá esa sacudida, non a sacudida en xeral. Se as tres accións que escolles son parecidas entre si, o modelo confundiraas por moito que adestres.
E aquí está a parte que non se pode saltar: un modelo non se avalía mirándoo, avalíase medíndoo. Dez intentos por acción, apuntar acertos e fallos, e xa tes un número. Despois cambias algo —máis mostras, mostras máis variadas— e volves medir na mesma escala. Comparar antes e despois é o que distingue traballar dun modelo de opinar sobre el.
Cando teñas os números, a pregunta final é a de CA3.6: de onde vén o erro? Hai tres sospeitosos habituais:
- Poucas mostras. Dez exemplos son moi poucos exemplos.
- Accións demasiado parecidas. O problema non está no modelo, está no que lle pediches distinguir.
- Nesgo de quen gravou. Se todas as mostras as gravaches ti, o modelo aprendeu o teu movemento. Por iso a tarefa remata pedíndoche que o probe outra persoa: ese paso é o que fai visible o nesgo.
Ese último punto é a versión pequena, na túa mesa, do que estudaches na UD2 cos casos de sistemas que funcionaban peor con certos grupos de persoas. Non fixo falta ningunha mala intención: abondou con quen gravou os datos.
Individual ou parellas · 3 sesións · un micro:bit V2 por posto. Pon nota e cobre CA3.4, CA3.5 e CA3.6.
- Abre createai.microbit.org —sen conta, sen rexistro— e conecta o micro:bit.
- Grava tres accións distintas con 10 mostras cada unha. Ponlle nome a cada acción.
- Adestra e mide. Fai 10 intentos por acción e anota nunha táboa cantos acerta e cantos falla. Esta táboa faila ti: é a evidencia de CA3.5.
- Corrixe. Mira cal é a acción que o modelo confunde máis, engádelle mostras novas e volve adestrar.
- Mide outra vez igual ca antes e constrúe un gráfico sinxelo de acertos antes e despois. Pode ser de barras, a man ou coa folla de cálculo.
- Próbao con outra persoa. Que alguén que non gravou as mostras faga as tres accións. Anota unha liña co que pasou.
- Garda o proxecto como ficheiro HEX antes de rematar a sesión.
Que entregas: o ficheiro HEX · a táboa e o gráfico de acertos antes e despois · unha liña sobre o que pasou ao probalo outra persoa.
Que hai que conseguir: Adestra as tres accións, fai os 10 intentos por acción e enche a táboa de acertos e fallos.
Para quen xa acadou o mínimo da unidade e quere tirar do fío. Voluntaria, en pequeno grupo e de duración aberta. Non conta para a nota e non hai entrega obrigatoria: é ampliación, non traballo extra para subir nota.
Traballa co material de robótica dispoñible na aula, no sentido do banco de actividades de enriquecemento.
3.5 · El aprendizaje automático: datos, ajuste del modelo y análisis de los resultados
Qué aprenderás: cómo se recogen los datos con los que aprende un modelo, cómo se representa lo aprendido y —lo más importante— cómo se mide si funciona de verdad y de dónde vienen sus errores.
En detalle
Cuando entrenas un modelo en el micro:bit, lo que estás guardando no son vídeos ni gestos: son números del acelerómetro. Cada muestra es una secuencia de medidas en los tres ejes a lo largo de un segundo y pico. El algoritmo mira esas secuencias y busca en qué se parecen entre sí las que tú etiquetaste igual, y en qué se diferencian de las otras. Eso es todo el entrenamiento.
Por eso la calidad del modelo es la calidad de tus datos. Si grabas diez muestras de «agitar» todas iguales y muy blandas, el modelo aprenderá esa sacudida, no la sacudida en general. Si las tres acciones que eliges son parecidas entre sí, el modelo las confundirá por mucho que entrenes.
Y aquí está la parte que no se puede saltar: un modelo no se evalúa mirándolo, se evalúa midiéndolo. Diez intentos por acción, apuntar aciertos y fallos, y ya tienes un número. Después cambias algo —más muestras, muestras más variadas— y vuelves a medir en la misma escala. Comparar antes y después es lo que distingue trabajar un modelo de opinar sobre él.
Cuando tengas los números, la pregunta final es la de CA3.6: ¿de dónde viene el error? Hay tres sospechosos habituales:
- Pocas muestras. Diez ejemplos son muy pocos ejemplos.
- Acciones demasiado parecidas. El problema no está en el modelo, está en lo que le pediste distinguir.
- Sesgo de quien grabó. Si todas las muestras las grabaste tú, el modelo aprendió tu movimiento. Por eso la tarea termina pidiéndote que lo pruebe otra persona: ese paso es el que hace visible el sesgo.
Ese último punto es la versión pequeña, en tu mesa, de lo que estudiaste en la UD2 con los casos de sistemas que funcionaban peor con ciertos grupos de personas. No hizo falta ninguna mala intención: bastó con quién grabó los datos.
Individual o parejas · 3 sesiones · un micro:bit V2 por puesto. Pone nota y cubre CA3.4, CA3.5 y CA3.6.
- Abre createai.microbit.org —sin cuenta— y conecta el micro:bit.
- Graba tres acciones distintas con 10 muestras cada una.
- Entrena y mide: 10 intentos por acción, anotando aciertos y fallos en una tabla. Esa tabla la haces tú: es la evidencia de CA3.5.
- Corrige: añade muestras a la acción que más confunde y vuelve a entrenar.
- Mide otra vez igual y construye un gráfico sencillo de aciertos antes y después.
- Pruébalo con otra persona que no haya grabado las muestras. Anota qué pasó.
- Guarda el proyecto como fichero HEX antes de terminar.
Qué entregas: el HEX · la tabla y el gráfico antes/después · una línea sobre lo que pasó al probarlo otra persona.
Qué hay que conseguir: Entrena las tres acciones, haz los 10 intentos por acción y rellena la tabla de aciertos y fallos.
Para quien ya alcanzó el mínimo de la unidad y quiere tirar del hilo. Voluntaria, en pequeño grupo y de duración abierta. No cuenta para la nota y no hay entrega obligatoria: es ampliación, no trabajo extra para subir nota.
Trabaja con el material de robótica disponible en el aula, en el sentido del banco de actividades de enriquecimiento.
3.5 · L'apprentissage automatique : données, ajustement et analyse des résultats
Ce que tu vas apprendre : comment se recueillent les données avec lesquelles un modèle apprend, comment se représente ce qu'il a appris, et — le plus important — comment on mesure s'il fonctionne vraiment et d'où viennent ses erreurs.
En détail
Quand tu entraînes un modèle sur le micro:bit, ce que tu enregistres, ce ne sont ni des vidéos ni des gestes : ce sont des nombres de l'accéléromètre. Chaque échantillon est une suite de mesures sur les trois axes pendant une seconde et quelques. L'algorithme regarde ces suites et cherche en quoi se ressemblent entre elles celles que tu as étiquetées pareil, et en quoi elles diffèrent des autres. C'est tout l'entraînement.
C'est pourquoi la qualité du modèle est la qualité de tes données. Si tu enregistres dix échantillons de « secouer » tous identiques et très mous, le modèle apprendra cette secousse-là, pas la secousse en général. Si les trois gestes que tu choisis se ressemblent entre eux, le modèle les confondra, quel que soit l'entraînement.
Et voici la partie qu'on ne peut pas sauter : un modèle ne s'évalue pas en le regardant, il s'évalue en le mesurant. Dix essais par geste, noter les réussites et les échecs, et tu as déjà un nombre. Ensuite tu changes quelque chose — plus d'échantillons, des échantillons plus variés — et tu remesures sur la même échelle. Comparer avant et après, c'est ce qui distingue travailler un modèle de donner un avis sur lui.
Quand tu auras les nombres, la question finale est celle du CA3.6 : d'où vient l'erreur ? Il y a trois suspects habituels :
- Trop peu d'échantillons. Dix exemples, ce sont très peu d'exemples.
- Gestes trop semblables. Le problème n'est pas dans le modèle, il est dans ce que tu lui as demandé de distinguer.
- Biais de celui qui a enregistré. Si tu as enregistré toi-même tous les échantillons, le modèle a appris ton mouvement. C'est pour cela que la tâche se termine en te demandant de le faire tester par quelqu'un d'autre : c'est ce pas qui rend le biais visible.
Ce dernier point est la version miniature, sur ta table, de ce que tu as étudié en UD2 avec les cas de systèmes qui fonctionnaient moins bien avec certains groupes de personnes. Aucune mauvaise intention n'a été nécessaire : il a suffi de savoir qui avait enregistré les données.
Individuel ou binômes · 3 séances · un micro:bit V2 par poste. Tâche notée : CA3.4, CA3.5, CA3.6.
- Ouvre createai.microbit.org — sans compte, sans inscription — et connecte le micro:bit.
- Enregistre trois gestes différents avec 10 échantillons chacun. Donne un nom à chaque geste.
- Entraîne et mesure. Fais 10 essais par geste et note dans un tableau combien il réussit et combien il rate. Ce tableau, c'est toi qui le fais : c'est la preuve de CA3.5.
- Corrige. Regarde quel est le geste que le modèle confond le plus, ajoute-lui de nouveaux échantillons et réentraîne.
- Mesure à nouveau de la même façon qu'avant et construis un graphique simple des réussites avant et après. Il peut être en barres, à la main ou avec le tableur.
- Fais-le tester par quelqu'un d'autre. Que quelqu'un qui n'a pas enregistré les échantillons fasse les trois gestes. Note une ligne sur ce qui s'est passé.
- Sauvegarde le projet en fichier HEX avant de terminer la séance.
Ce que tu rends : le fichier HEX · le tableau et le graphique des réussites avant et après · une ligne sur ce qui s'est passé quand une autre personne l'a essayé.
Ce qu'il faut réussir : Entraîne les trois gestes, fais les 10 essais par geste et remplis le tableau de réussites et d'échecs.
Pour celles et ceux qui ont déjà atteint le minimum de l'unité et veulent aller plus loin. Facultative, en petit groupe et de durée ouverte. Elle ne compte pas pour la note et il n'y a pas de rendu obligatoire : c'est un approfondissement, pas du travail en plus pour gagner des points.
Elle se fait avec le matériel de robotique disponible en classe, dans l'esprit de la banque d'activités d'enrichissement.
3.5 · التعلّم الآلي: البيانات وضبط النموذج وتحليل النتائج
ما ستتعلّمه: كيف تُجمع البيانات التي يتعلّم منها النموذج، وكيف يُمثَّل ما تعلّمه، والأهمّ: كيف يُقاس ما إذا كان يعمل حقًّا، ومن أين تأتي أخطاؤه.
بالتفصيل
حين تدرّب نموذجًا على micro:bit، فإن ما تحفظه ليس فيديوهات ولا حركات: إنها أرقام من مقياس التسارع. كل عيّنة سلسلة من القياسات على المحاور الثلاثة على امتداد ثانية ونيّف. تنظر الخوارزمية في تلك السلاسل وتبحث عن أوجه الشبه بين ما وسمته أنت بالتسمية نفسها، وعن أوجه اختلافها عن غيرها. هذا هو التدريب كله.
ولذلك جودة النموذج هي جودة بياناتك. إن سجّلت عشر عيّنات لـ«الهزّ» كلها متماثلة وخفيفة جدًا، فسيتعلّم النموذج تلك الهزّة، لا الهزّ عمومًا. وإن كانت الحركات الثلاث التي تختارها متشابهة فيما بينها، فسيخلط بينها مهما درّبت.
وهنا يأتي الجزء الذي لا يمكن تخطّيه: النموذج لا يُقيَّم بالنظر إليه، بل يُقيَّم بقياسه. عشر محاولات لكل حركة، وتدوين الإصابات والأخطاء، فيكون لديك رقم. ثم تغيّر شيئًا — عيّنات أكثر، عيّنات أكثر تنوّعًا — وتعيد القياس على المقياس نفسه. والمقارنة بين قبلُ وبعدُ هي ما يميّز العمل على نموذج عن إبداء الرأي فيه.
وحين تحصل على الأرقام، يصبح السؤال الأخير هو سؤال CA3.6: من أين يأتي الخطأ؟ هناك ثلاثة مشتبهين معتادين:
- عيّنات قليلة. عشرة أمثلة أمثلة قليلة جدًا.
- حركات متشابهة أكثر من اللازم. المشكلة ليست في النموذج، بل فيما طلبت منه أن يميّزه.
- تحيّز من سجّل العيّنات. إن سجّلت أنت كل العيّنات، فقد تعلّم النموذج حركتك أنت. لذلك تنتهي المهمّة بأن تطلب منك أن يجرّبها شخص آخر: تلك الخطوة هي ما يُظهر التحيّز.
هذه النقطة الأخيرة هي النسخة المصغّرة، على طاولتك، لما درسته في الوحدة 2 من حالات أنظمة كانت تعمل بشكل أسوأ مع فئات معيّنة من الناس. لم تلزم أي نيّة سيئة: كفى أن نعرف من سجّل البيانات.
فردي أو ثنائي · ثلاث حصص · micro:bit V2 لكل مقعد. مهمّة بدرجة وتغطّي CA3.4 وCA3.5 وCA3.6.
- افتح createai.microbit.org — بلا حساب وبلا تسجيل — واربط جهاز micro:bit.
- سجّل ثلاث حركات مختلفة بـ10 عيّنات لكل واحدة. وسمِّ كل حركة باسم.
- درّب وقِس. أجرِ 10 محاولات لكل حركة ودوّن في جدول كم أصاب وكم أخطأ. هذا الجدول تصنعه أنت: وهو دليل CA3.5.
- صحّح. انظر أي حركة يخلط بينها النموذج أكثر من غيرها، وأضف إليها عيّنات جديدة ثم أعد التدريب.
- قِس مرة أخرى بالطريقة نفسها التي قِست بها من قبل، وابنِ رسمًا بيانيًا بسيطًا للإصابات قبل وبعد. ويمكن أن يكون بالأعمدة، بخطّ اليد أو بجدول البيانات.
- جرّبه مع شخص آخر. ليؤدِّ شخص لم يسجّل العيّنات الحركات الثلاث. ودوّن سطرًا عمّا حدث.
- احفظ المشروع كملف HEX قبل أن تنتهي الحصّة.
ما تسلّمه: ملف HEX · جدول ورسم الإصابات قبل وبعد · سطر عمّا حدث حين جرّبه شخص آخر.
المطلوب إنجازه: درّب الحركات الثلاث، وأجرِ 10 محاولات لكل حركة، واملأ جدول الإصابات والأخطاء.
لمن بلغ الحد الأدنى للوحدة ويرغب في التوسّع. اختياري، في مجموعة صغيرة، ومدّته مفتوحة. لا يُحتسب في الدرجة ولا يوجد تسليم إلزامي: هو توسيع، وليس عملًا إضافيًا لرفع الدرجة.
يُنجَز بعتاد الروبوتات المتاح في الصف، على نهج بنك الأنشطة الإثرائية.