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Informatik

Wie eine Maschine aus Beispielen lernt

Beim maschinellen Lernen findet ein Programm Muster in vielen Beispielen. Damit sagt es dann Neues voraus.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 6
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich weiß: Maschinelles Lernen heißt, aus Beispielen Muster zu erkennen.
  • Ich kann Trainingsdaten und Test unterscheiden.
  • Ich weiß, warum die Auswahl der Beispiele wichtig ist.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Entscheidungsbäume

Beim maschinellen Lernen bekommt ein Programm viele Beispiele. Zu jedem Beispiel gehört die richtige Antwort. Das nennt man Trainingsdaten. Das Programm sucht Muster, zum Beispiel: Äpfel sind meist rund, Bananen sind gebogen. Danach bekommt es ein neues Bild und sagt voraus, was darauf ist. Der Entscheidungsbaum aus der letzten Lektion kann so aus Beispielen entstehen. Wichtig: Das Programm kann nur lernen, was in den Beispielen vorkommt. Zeigt man ihm nur Katzen auf Sofas, lernt es vielleicht „Sofa“ statt „Katze“. Gute Beispiele sind vielfältig.

Die vier Schritte.
SchrittWas passiert
1. Beispiele sammelnBilder mit richtiger Beschriftung
2. LernenDas Programm findet Muster
3. TestenNeue Bilder, die es noch nicht kannte
4. NutzenDas Programm sagt Neues voraus

Vom Beispiel zum Muster

  1. Sammle Beispiele mit richtiger Antwort.
  2. Suche Merkmale, die oft zusammen auftreten.
  3. Teste mit neuen Beispielen.
  4. Fehler zeigen, wo du bessere Beispiele brauchst.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Beispiele sammeln.

Muster finden.

Mit neuen Beispielen testen.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Kind lernt Hunde kennen, indem es viele verschiedene Hunde sieht. Dann erkennt es auch einen neuen Hund.

Schritt für Schritt

Wir trainieren ein Programm: Apfel oder Banane?

  1. Beispiel 1: rund, rot, Apfel.
  2. Beispiel 2: gebogen, gelb, Banane.
  3. Neues Bild: gebogen, gelb. Voraussage: Banane.

Mit einem Bild erklärt

Trainingsdaten und eine Voraussage.
FormFarbeAntwort
rundrotApfel
gebogengelbBanane
gebogengelb? → Banane

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Programm kennt: rund und rot = Apfel, gebogen und gelb = Banane. Neues Bild: gebogen und gelb. Was sagt es voraus?
Zeig mir den ersten Schritt

Welches Beispiel hat dieselben Merkmale?

Lösung ansehen

Lösung: Banane

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Programm sieht nur Hunde auf Wiesen. Was kann schiefgehen?
Zeig mir den ersten Schritt

Was haben alle Bilder gemeinsam?

Lösung ansehen

Lösung: Es lernt vielleicht „Wiese“ statt „Hund“.

Tipp: Sortiere zu Hause Bilder in Gruppen und überlege, woran du sie erkennst. So lernst du wie das Programm.

Merksatz: Maschinelles Lernen: aus Beispielen Muster finden und damit Neues voraussagen. Vielfältige Beispiele sind wichtig.

Typischer Fehler: Zu glauben, mehr Beispiele reichen immer. Sie müssen auch vielfältig sein.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie heißen die Beispiele mit richtiger Antwort?
Lösung ansehen

Lösung: Trainingsdaten

Frage 2 Wofür dienen neue Beispiele nach dem Lernen?
Lösung ansehen

Lösung: Zum Testen, ob das Programm gut gelernt hat

Frage 3 Maschinelles Lernen heißt, dass ein Programm aus Beispielen Muster findet.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Ein Programm lernt auch Dinge, die nie in den Beispielen vorkamen.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Das Programm sieht viele Beispiele und merkt sich Muster. Mit neuen Bildern prüft man, ob es richtig liegt.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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