Autor: Thomas Kaffka

Neuronale Netze – Grundlagen

Neuronale Netze – Grundlagen von Kaffka, Thomas
Von den ersten Modellen bis zum Backpropagation-Netz Allgemeinverständliche Erläuterungen mit vielen Praxis- und Anwendungsbeispielen Zahlreiche Programme zum Ausprobieren, Ausführen und Trainieren Neuronaler Netze mit Beispieldaten Für Programmierer: Vollständige Programmierung eines Backpropagation-Netzes zur Passworterkennung (in Java) Dieses Buch ist eine grundlegende Einführung in die Entwicklung und Funktionsweise Neuronaler Netze. Sie lernen verschiedene Modelle kennen sowie alle Elemente, die für die Funktionalität Neuronaler Netze von Bedeutung sind. So werden Sie im Detail verstehen, wie diese arbeiten. Praxisansatz des Buches: Alle vorgestellten Netze werden beispielhaft anschaulich durchgerechnet. So können Sie nachvollziehen, wie ein Neuronales Netz funktioniert und arbeitet. Außerdem liefert der Autor zusätzlich zum Buch selbst erstellte Programme, mit denen Sie am PC experimentieren können, indem Sie Beispieldaten eingeben und die jeweiligen Eigenschaften der unterschiedlichen Netze praktisch ausprobieren sowie diese trainieren und ausführen können. Kaffka beschreibt zunächst die frühesten Modelle Neuronaler Netze sowie die Hebbsche Formel und das von Rosenblatt entwickelte Modell des Perzeptrons. Daraufhin geht er auf die Mustererkennung mit einem Hopfield-Netz ein und erläutert die Grundlagen eines einfachen und eines bidirektionalen Assoziativspeichers. Schließlich behandelt Kaffka das aktuelle Modell des Backpropagation-Netzes. Sie lernen im Detail, wie ein solches Neuronales Netz funktioniert – von der Netztopologie über die Transferfunktion bis zur Lernformel zum Trainieren eines Netzes. Darauf aufbauend stellt der Autor verschiedene Beispiele und Anwendungen für Neuronale Netze vor. Hier diskutiert er zusätzlich, wie diese im Rahmen der Regressionsanalyse eingesetzt werden können. Zudem wird gezeigt, dass Neuronale Netze auch drei- oder mehrdimensionale Funktionen erlernen können. Ein Ausblick zu Expertensystemen im Vergleich zu Neuronalen Netzen rundet die Einführung ab. Zusatznutzen für Programmierer: Programmierer, die selber ein neuronales Netz programmieren wollen, finden ein ausführliches Kapitel, in dem ein Backpropagation-Netz vollständig in Java programmiert wird. Für Programmierer wird der Java-Code aller im Buch verwendeten Programme erläutert. Downloads zum Buch: Alle Programme der im Buch beschriebenen Neuronalen Netze zum Ausprobieren Für Programmierer: Der Quellcode eines vollständigen Backpropagation-Netzes sowie aller im Buch verwendeten Programme Aus dem Inhalt: Historische Ansätze: Hebbsche Formel, Perzeptron, Hopfield-Netz Neuronale Netze mit der Backpropagation-Technologie Gewichtsmatrix, Training und Lernkurve Muster-/Bilderkennung Bidirektionaler Assoziativspeicher Netztopologie mit bis zu 3 Schichten Regressionsanalyse Mehrdimensionale Funktionen Expertensysteme Vollständige Programmierung eines Backpropagation-Netzes zur Passworterkennung
Aktualisiert: 2023-05-16
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3D-Druck

3D-Druck von Kaffka, Thomas
Der gesamte Druckprozess: von der 3D-Modellierung über Materialauswahl und Druckeinstellungen bis hin zur Veredelung des gedruckten Objekts 3D-Modelle erstellen mit SketchUp, Paint 3D, 3D Builder und Blender sowie fertige Vorlagen verwenden Mehr als 10 DIY-Projekte mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen: Ersatzteile für Reparaturen im Haushalt, dekorative Objekte, Fahrzeug mit beweglichen Rädern u.v.m. Entdecken Sie die nahezu unbegrenzten Möglichkeiten des 3D-Drucks in allen Varianten: vom Einsatz des eigenen 3D-Druckers zu Hause über die Verwendung von öffentlich zugänglichen Druckern bis hin zur Nutzung von 3D-Druckservices. Der Autor erläutert praxisnah den gesamten 3D-Druckprozess. Anhand einfacher Beispiele lernen Sie, eigene 3D-Modelle mit kostenloser Software wie SketchUp, Paint 3D, 3D Builder und Blender zu erstellen. Als Alternative zeigt Ihnen der Autor, wie und wo Sie passende Druckvorlagen im Internet finden und wie Sie Modelle mittels 3D-Scan erstellen. Sie erfahren außerdem, wie Sie Ihre Modelle optimal für den Druck vorbereiten und ausdrucken. Dabei stehen der Einsatz unterschiedlicher Druckmaterialien (Filamente) sowie die wichtigsten Druckparameter wie Temperatur, Füllstruktur und Stützstrukturen im Vordergrund. In einem umfangreichen Projektteil können Sie anhand vollständiger Praxisbeispiele den gesamten Entstehungsprozess von 3D-Objekten Schritt für Schritt nachvollziehen. Dabei lernen Sie verschiedene Techniken der Modellierung, des Drucks mit unterschiedlichen Filamenten und der Veredelung kennen. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt des 3D-Drucks und werden Sie selbst kreativ. Downloads zum Buch: Unter www.mitp.de/0532 stehen alle Projektdateien der im Buch erstellten 3D-Modelle zum kostenlosen Download zur Verfügung. Aus dem Inhalt: Schmelzschicht-Druckverfahren im Detail (FDM/FFF) Aufbau und Funktionsweise des 3D-Druckers Öffentliche Drucker verwenden 3D-Druckservices Einführung in die 3D-Modellierung 3D-Scan (Infrarot, Fotogrammetrie) Slicer-Programme und Druckparameter 3D-Druck mit und ohne Druckbettheizung Verschiedene Filamente verwenden: PLA, PLA Compound, ABS und mehr Objekte veredeln Troubleshooting und nützliche Tipps Rechtliche Fragen
Aktualisiert: 2023-04-01
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3D-Druck

3D-Druck von Kaffka, Thomas
Der gesamte Druckprozess: von der 3D-Modellierung über Materialauswahl und Druckeinstellungen bis hin zur Veredelung des gedruckten Objekts 3D-Modelle erstellen mit SketchUp, Paint 3D, 3D Builder und Blender sowie fertige Vorlagen verwenden Mehr als 10 DIY-Projekte mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen: Ersatzteile für Reparaturen im Haushalt, dekorative Objekte, Fahrzeug mit beweglichen Rädern u.v.m. Entdecken Sie die nahezu unbegrenzten Möglichkeiten des 3D-Drucks in allen Varianten: vom Einsatz des eigenen 3D-Druckers zu Hause über die Verwendung von öffentlich zugänglichen Druckern bis hin zur Nutzung von 3D-Druckservices. Der Autor erläutert praxisnah den gesamten 3D-Druckprozess. Anhand einfacher Beispiele lernen Sie, eigene 3D-Modelle mit kostenloser Software wie SketchUp, Paint 3D, 3D Builder und Blender zu erstellen. Als Alternative zeigt Ihnen der Autor, wie und wo Sie passende Druckvorlagen im Internet finden und wie Sie Modelle mittels 3D-Scan erstellen. Sie erfahren außerdem, wie Sie Ihre Modelle optimal für den Druck vorbereiten und ausdrucken. Dabei stehen der Einsatz unterschiedlicher Druckmaterialien (Filamente) sowie die wichtigsten Druckparameter wie Temperatur, Füllstruktur und Stützstrukturen im Vordergrund. In einem umfangreichen Projektteil können Sie anhand vollständiger Praxisbeispiele den gesamten Entstehungsprozess von 3D-Objekten Schritt für Schritt nachvollziehen. Dabei lernen Sie verschiedene Techniken der Modellierung, des Drucks mit unterschiedlichen Filamenten und der Veredelung kennen. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt des 3D-Drucks und werden Sie selbst kreativ. Downloads zum Buch: Unter www.mitp.de/0532 stehen alle Projektdateien der im Buch erstellten 3D-Modelle zum kostenlosen Download zur Verfügung. Aus dem Inhalt: Schmelzschicht-Druckverfahren im Detail (FDM/FFF) Aufbau und Funktionsweise des 3D-Druckers Öffentliche Drucker verwenden 3D-Druckservices Einführung in die 3D-Modellierung 3D-Scan (Infrarot, Fotogrammetrie) Slicer-Programme und Druckparameter 3D-Druck mit und ohne Druckbettheizung Verschiedene Filamente verwenden: PLA, PLA Compound, ABS und mehr Objekte veredeln Troubleshooting und nützliche Tipps Rechtliche Fragen
Aktualisiert: 2023-04-01
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LEGO® und Elektronik

LEGO® und Elektronik von Kaffka, Thomas
Mit Sensoren auf die Umgebung reagieren, Motoren ansteuern, Texte morsen, Pappkarten abschießen uvm. Spannende Projekte mit Bau- und Programmieranleitungen wie z.B. Fernsteuerung eines Roboters mit Smartphone Alle Beispiel-Roboter sind sowohl mit als auch ohne LEGO®-EV3-Komponenten realisierbar LEGO®-Steine – sei es als selbstgebaute LEGO®-Fahrzeuge, -Roboter oder als LEGO®-Fertigmodelle – lassen sich hervorragend mit Elektronikkomponenten versehen. Die Mikrocontroller Raspberry Pi und Arduino in Verbindung mit günstigen Sensoren und Motoren sind hierfür besonders gut geeignet. In diesem Buch erfahren Sie, wie Sie verschiedene Elektronikkomponenten einsetzen und programmieren. Im ersten Teil des Buches vermittelt der Autor Grundlagen zu allen technischen Komponenten, mit denen Sie Ihre LEGO®-Modelle oder -Roboter ausstatten können. Sie erhalten eine kurze Einführung in die beiden Mikrocontroller Raspberry Pi und Arduino und erfahren, wie Sie Ihre LEGO®-Steine mit Motoren, diversen Sensoren und weiteren Komponenten ausstatten und diese programmieren können: Getriebemotoren mit Motortreiber Einsatz von diversen Sensoren wie Touch-, Line-, Ultraschall- und Kompass-Sensoren und dazugehörige Aktivitäten wie: auf Helligkeit, Entfernung und Himmelsrichtung reagieren und Gegenstände wahrnehmen LEDs blinken lassen und dimmen Töne produzieren, Texte morsen und Musik ausgeben Einsatz der Raspberry-Pi-Kamera LCD-Displays zur Ausgabe von Daten In einem separaten Kapitel bauen Sie eigene Sensoren wie einen Licht-, Line- und Touch-Sensor sowie eine Hilfsplatine und eine Stromversorgung, um die im Buch besprochenen Schaltungen für Ihren Roboter oder Ihr LEGO®-Fertigmodell einsetzen zu können. Im zweiten Teil des Buches finden Sie zahlreiche Projekte mit Robotern, die verschiedene spannende Aufgaben ausführen: Ein Roboter, der sowohl Gegenstände als auch die Tischkante erkennen kann und nicht vom Tisch fällt Lösen eines Labyrinths mithilfe von künstlicher Intelligenz Lernen einer Linienverfolgung gesteuert durch ein neuronales Netz Fernsteuerung mit dem Raspberry Pi und einem Smartphone am Beispiel eines Roboters, der Snacks serviert Sammeln farbiger Joghurtbecher. Dabei wird zur Bilderkennung das Kameramodul des Raspberry Pi sowie der BrickPi+ eingesetzt. Bei allen Projekten geht der Autor sowohl auf die Hardware als auch auf die entsprechende Programmierung ein. Hardware: Im Buch werden sowohl günstige handelsübliche Motoren und Sensoren beschrieben als auch die LEGO®-eigenen Komponenten sowie der BrickPi+. Alle Erläuterungen im Buch sowie die beschriebenen Elektronikkomponenten und Mikrocontroller können für beliebige Modelle verwendet werden. Sie können einen eigenen Roboter bauen, die LEGO®-Roboter im Buch nachbauen oder als Grundlage ein LEGO®-Fertigmodell verwenden. Für die im Buch verwendeten LEGO®-Roboter gibt es die Bauanleitungen zum kostenlosen Download.
Aktualisiert: 2021-09-13
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Neuronale Netze – Grundlagen

Neuronale Netze – Grundlagen von Kaffka, Thomas
Von den ersten Modellen bis zum Backpropagation-Netz Allgemeinverständliche Erläuterungen mit vielen Praxis- und Anwendungsbeispielen Zahlreiche Programme zum Ausprobieren, Ausführen und Trainieren Neuronaler Netze mit Beispieldaten Für Programmierer: Vollständige Programmierung eines Backpropagation-Netzes zur Passworterkennung (in Java) Dieses Buch ist eine grundlegende Einführung in die Entwicklung und Funktionsweise Neuronaler Netze. Sie lernen verschiedene Modelle kennen sowie alle Elemente, die für die Funktionalität Neuronaler Netze von Bedeutung sind. So werden Sie im Detail verstehen, wie diese arbeiten. Praxisansatz des Buches: Alle vorgestellten Netze werden beispielhaft anschaulich durchgerechnet. So können Sie nachvollziehen, wie ein Neuronales Netz funktioniert und arbeitet. Außerdem liefert der Autor zusätzlich zum Buch selbst erstellte Programme, mit denen Sie am PC experimentieren können, indem Sie Beispieldaten eingeben und die jeweiligen Eigenschaften der unterschiedlichen Netze praktisch ausprobieren sowie diese trainieren und ausführen können. Kaffka beschreibt zunächst die frühesten Modelle Neuronaler Netze sowie die Hebbsche Formel und das von Rosenblatt entwickelte Modell des Perzeptrons. Daraufhin geht er auf die Mustererkennung mit einem Hopfield-Netz ein und erläutert die Grundlagen eines einfachen und eines bidirektionalen Assoziativspeichers. Schließlich behandelt Kaffka das aktuelle Modell des Backpropagation-Netzes. Sie lernen im Detail, wie ein solches Neuronales Netz funktioniert – von der Netztopologie über die Transferfunktion bis zur Lernformel zum Trainieren eines Netzes. Darauf aufbauend stellt der Autor verschiedene Beispiele und Anwendungen für Neuronale Netze vor. Hier diskutiert er zusätzlich, wie diese im Rahmen der Regressionsanalyse eingesetzt werden können. Zudem wird gezeigt, dass Neuronale Netze auch drei- oder mehrdimensionale Funktionen erlernen können. Ein Ausblick zu Expertensystemen im Vergleich zu Neuronalen Netzen rundet die Einführung ab. Zusatznutzen für Programmierer: Programmierer, die selber ein neuronales Netz programmieren wollen, finden ein ausführliches Kapitel, in dem ein Backpropagation-Netz vollständig in Java programmiert wird. Für Programmierer wird der Java-Code aller im Buch verwendeten Programme erläutert. Downloads zum Buch: Alle Programme der im Buch beschriebenen Neuronalen Netze zum Ausprobieren Für Programmierer: Der Quellcode eines vollständigen Backpropagation-Netzes sowie aller im Buch verwendeten Programme Aus dem Inhalt: Historische Ansätze: Hebbsche Formel, Perzeptron, Hopfield-Netz Neuronale Netze mit der Backpropagation-Technologie Gewichtsmatrix, Training und Lernkurve Muster-/Bilderkennung Bidirektionaler Assoziativspeicher Netztopologie mit bis zu 3 Schichten Regressionsanalyse Mehrdimensionale Funktionen Expertensysteme Vollständige Programmierung eines Backpropagation-Netzes zur Passworterkennung
Aktualisiert: 2023-04-01
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LEGO® und Elektronik

LEGO® und Elektronik von Kaffka, Thomas
Mit Sensoren auf die Umgebung reagieren, Motoren ansteuern, Texte morsen, Pappkarten abschießen uvm. Spannende Projekte mit Bau- und Programmieranleitungen wie z.B. Fernsteuerung eines Roboters mit Smartphone Alle Beispiel-Roboter sind sowohl mit als auch ohne LEGO®-EV3-Komponenten realisierbar LEGO®-Steine – sei es als selbstgebaute LEGO®-Fahrzeuge, -Roboter oder als LEGO®-Fertigmodelle – lassen sich hervorragend mit Elektronikkomponenten versehen. Die Mikrocontroller Raspberry Pi und Arduino in Verbindung mit günstigen Sensoren und Motoren sind hierfür besonders gut geeignet. In diesem Buch erfahren Sie, wie Sie verschiedene Elektronikkomponenten einsetzen und programmieren. Im ersten Teil des Buches vermittelt der Autor Grundlagen zu allen technischen Komponenten, mit denen Sie Ihre LEGO®-Modelle oder -Roboter ausstatten können. Sie erhalten eine kurze Einführung in die beiden Mikrocontroller Raspberry Pi und Arduino und erfahren, wie Sie Ihre LEGO®-Steine mit Motoren, diversen Sensoren und weiteren Komponenten ausstatten und diese programmieren können: Getriebemotoren mit Motortreiber Einsatz von diversen Sensoren wie Touch-, Line-, Ultraschall- und Kompass-Sensoren und dazugehörige Aktivitäten wie: auf Helligkeit, Entfernung und Himmelsrichtung reagieren und Gegenstände wahrnehmen LEDs blinken lassen und dimmen Töne produzieren, Texte morsen und Musik ausgeben Einsatz der Raspberry-Pi-Kamera LCD-Displays zur Ausgabe von Daten In einem separaten Kapitel bauen Sie eigene Sensoren wie einen Licht-, Line- und Touch-Sensor sowie eine Hilfsplatine und eine Stromversorgung, um die im Buch besprochenen Schaltungen für Ihren Roboter oder Ihr LEGO®-Fertigmodell einsetzen zu können. Im zweiten Teil des Buches finden Sie zahlreiche Projekte mit Robotern, die verschiedene spannende Aufgaben ausführen: Ein Roboter, der sowohl Gegenstände als auch die Tischkante erkennen kann und nicht vom Tisch fällt Lösen eines Labyrinths mithilfe von künstlicher Intelligenz Lernen einer Linienverfolgung gesteuert durch ein neuronales Netz Fernsteuerung mit dem Raspberry Pi und einem Smartphone am Beispiel eines Roboters, der Snacks serviert Sammeln farbiger Joghurtbecher. Dabei wird zur Bilderkennung das Kameramodul des Raspberry Pi sowie der BrickPi+ eingesetzt. Bei allen Projekten geht der Autor sowohl auf die Hardware als auch auf die entsprechende Programmierung ein. Hardware: Im Buch werden sowohl günstige handelsübliche Motoren und Sensoren beschrieben als auch die LEGO®-eigenen Komponenten sowie der BrickPi+. Alle Erläuterungen im Buch sowie die beschriebenen Elektronikkomponenten und Mikrocontroller können für beliebige Modelle verwendet werden. Sie können einen eigenen Roboter bauen, die LEGO®-Roboter im Buch nachbauen oder als Grundlage ein LEGO®-Fertigmodell verwenden. Für die im Buch verwendeten LEGO®-Roboter gibt es die Bauanleitungen zum kostenlosen Download.
Aktualisiert: 2021-09-13
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