利用 Wolfram 語言構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)促進學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)
利用 Wolfram 語言構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)促進學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí) JI; i1@| b
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我參加了2020 年 Wolfram 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練營，它啟發(fā)我將數(shù)據(jù)科學(xué)和機器學(xué)習(xí)的元素融入我的課程中。機器學(xué)習(xí)的輔助函數(shù)使實驗和向?qū)W生介紹此類應(yīng)用程序變得非常容易。我們選擇通常引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習(xí)主題的圖像識別和分類問題。 xu pdjT%4
然而，我很快對缺乏面向化學(xué)的圖像數(shù)據(jù)集這一事實感到震驚，并在使用了修改后的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 ( MNIST ) 手寫數(shù)據(jù)集示例后，決定創(chuàng)建這種類型的數(shù)據(jù)集。目標(biāo)是為學(xué)生提供端到端的數(shù)據(jù)科學(xué)項目體驗，從創(chuàng)建數(shù)據(jù)到執(zhí)行高級機器學(xué)習(xí)練習(xí)的最后一步。因此，該項目創(chuàng)建了一組化學(xué)實驗室中常見的玻璃器皿圖像，目的是構(gòu)建我們自己的物體識別示例。 KNyD}1
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方法 l|QFNW[i
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以下步驟概述了如何收集每件玻璃器皿的圖片： 1. 為空的和裝滿水的玻璃器皿拍照。 2. 用不同顏色的溶液填充玻璃器皿，使其達到不同的水平，例如，250 毫升錐形瓶將被填充到不同的體積容量。 3. 提供各種背景，例如，一些玻璃器皿被放置在實驗室工作臺或升高的表面上以提供不同的背景。 4. 整理 Google Drive 上共享文件夾中的所有圖片。學(xué)生將手機中的圖片上傳到共享云端硬盤。 分類問題中的項目類別以及每個類別中的項目數(shù)量是： ~,4Z nuin
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這幅拼貼畫包含 17 種不同類型的實驗室設(shè)備，每種設(shè)備各一張圖片。展示移液器圖片存在一些困難。在圖片中似乎很難看到 5 mL 移液管，因此我們使用白色或黃色紙張背景來突出顯示它們。當(dāng)然，標(biāo)簽還有一些其他問題。一些玻璃器皿通常被懸掛使用，例如滴定管和分液漏斗。 G8c}re
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可以裝滿液體的測定體積的玻璃器皿比數(shù)據(jù)集中的其他物品擁有更多的圖片。這組燒杯圖像說明了多樣性： uUB%I
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