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Teachable Machine:簡單易用的AI模型訓練工具

修改時間:2024-12-25 15:39:51,建立時間:2024-12-25 15:00:12,作者:李聲謙

Teachable Machine是由 Google開發的一款線上工具,旨在幫助人們輕鬆訓練自己的機器學習模型。該工具不需要任何程式基礎,即使是AI新手,也能快速上手並體驗機器學習技術的基本原理。其主要特點在於用戶可透過簡單的步驟,訓練、測試和導出模型,並將其應用於各種創意或實際場合,如影像、聲音和姿勢識別。
一、Teachable Machine 的核心特點
Teachable Machine 簡化了AI訓練流程,主要提供了影像、音訊和姿勢三種模型類型,這些類別覆蓋了日常生活中常見的識別需求。以下是它的三大主要功能:
  1. 影像模型:影像識別模型能夠分析攝影機輸入或圖片數據,幫助識別不同的物體、臉部表情、顏色等。使用者僅需將不同分類的影像輸入工具,即可快速得到模型,適合用於面部識別或物體分類等應用。
  2. 音訊模型:音訊識別模型主要用於分析不同的聲音特徵,如掌聲、口哨聲、背景音樂等。用戶可以透過麥克風收集聲音數據並進行訓練,使模型能夠辨識不同聲音,應用於聲控裝置或背景音檢測等場景。
  3. 姿勢模型:姿勢識別模型可以透過攝影機偵測身體的姿勢,並對其進行分類。此類模型適合需要偵測特定姿勢的應用,例如瑜伽指導、運動訓練或手勢識別,幫助使用者建立可即時反應的互動系統。

二、使用流程介紹
Teachable Machine 的使用過程相當簡單,僅需三步驟即可完成模型訓練並進行測試:
  1. 數據收集:選擇模型類型後,工具會引導用戶通過攝影機、麥克風或上傳文件來收集訓練數據。以影像模型為例,用戶可以拍攝不同角度的照片來訓練模型,使其具備辨別不同物體或人臉的能力。姿勢和音訊模型同理,用戶可錄製不同的姿勢和聲音,這些數據的多樣性可提高模型的準確度。
  2. 訓練模型:數據收集完成後,用戶只需點擊“訓練”按鈕,系統即會基於用戶提供的數據進行模型訓練。訓練時間通常取決於數據量和模型複雜度,但Teachable Machine的處理效率很高,多數情況下數分鐘即可完成訓練。
  3. 測試與調整:訓練完成後,用戶可即時測試模型,透過實際數據輸入來檢查準確性。若模型效果不理想,使用者可以添加更多訓練數據或刪除誤差較大的數據,並重新訓練模型,直至得到滿意的結果。

三、應用場合
Teachable Machine 被廣泛應用於多種場景,適用於教育、創客專案、互動藝術及無障礙設計等,為日常生活及工作帶來便利和樂趣:
  1. 教育用途:Teachable Machine是學習AI概念的入門工具。教師可以設計簡單的 AI 課程,幫助學生理解 AI 基本原理,如分類、模式識別及模型訓練。學生可以透過實際操作理解資料科學的基本步驟,並探索數據與模型之間的關聯。
  2. 創意應用:對於藝術家和設計師而言,Teachable Machine 提供了豐富的可能性。藝術家可以利用影像模型創作互動性藝術裝置,讓作品根據觀眾的表情或動作進行變化,增強藝術作品的沉浸感和趣味性。設計師則可以透過聲音或姿勢模型設計出更具互動性和個人化的產品。
  3. 人機互動:在設計人機互動系統時,Teachable Machine的模型可以與其他設備或程式結合,提升系統的智慧性。例如:將訓練好的影像識別模型應用於智慧家庭系統中,使系統能辨識家庭成員,實現個人化的家電控制。
  4. 無障礙設計:對於行動不便或視障人士,透過Teachable Machine訓練的模型可以提供便利的無障礙操作。例如:使用音訊模型或姿勢模型設計控制裝置,讓使用者僅需發出簡單聲音或手勢即可操作設備。
  5. DIY與創客專案:Teachable Machine支援模型的下載與導出,用戶可以將訓練好的模型應用於Arduino或Raspberry Pi等開發板,將AI技術融入創客專案中。例如,DIY自動分類機器人或智能玩具等,皆可透過 Teachable Machine 訓練影像或音訊模型實現。

四、技術特色
Teachable Machine的技術核心在於使用遷移學習(Transfer Learning),這讓模型即使只有小量數據可供訓練,也能得到較高的準確度。此外,使用者介面直觀、友好,訓練過程不需撰寫程式,讓非工程背景的人也能輕鬆使用。訓練完成的模型可以直接導出並應用於TensorFlow.js中,使其能在瀏覽器端執行,無需依賴額外的伺服器運算,進一步提升了應用的靈活性。此外,Teachable Machine還支援導出至 TensorFlow Lite,以便於在移動設備或嵌入式系統中使用。
五、優勢與限制
優勢
  1. 操作簡單:無需程式基礎,適合新手。
  2. 多樣化應用:影像、音訊、姿勢三大模型類別滿足多種需求。
  3. 跨平台兼容性:支援 TensorFlow.js 與TensorFlow Lite,適用於Web及嵌入式設備。
  4. 教育價值:便於教師用於AI教學,降低學習門檻。

限制

  1. 模型精度:由於其簡易性,模型的精度和複雜性有限,不適用於精度要求高的專業領域。
  2. 數據集限制:模型主要依賴即時輸入的少量數據,無法支持大型數據集的訓練。
  3. 依賴瀏覽器與網路環境:需要穩定的網路連接以進行訓練和測試,無法離線使用。

六、結論
Teachable Machine是一款適合教育、創意應用及入門AI的工具。透過簡單的操作介面與即時反饋,幫助使用者快速學習AI訓練過程,並將其應用於各種互動性專案中。儘管在模型精度及複雜度上尚有不足,但其直觀性與便捷性使其在教學、創意和創客領域具有極高的應用價值。通過Teachable Machine,即使是非工程背景的人也能輕鬆體驗AI技術的基本功能,為未來的深度學習及AI應用奠定基礎。
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