Автомат как устроен: Устройство и принцип работы автомата Калашникова • ВсеЗнаешь.ру

Устройство и принцип работы автомата Калашникова • ВсеЗнаешь.ру

Михаил Тимофеевич Калашников, один из самых известных в истории конструкторов стрелкового оружия, прославился, в сущности, созданием одного автомата — АК-47. Однако этот автомат можно назвать самым известным оружием в современном мире.

Во времена Холодной войны автомат Калашникова стал таким же символом Восточного блока, каким для Запада была автоматическая винтовка М-16.

Однако надежность автомата и простота его конструкции сделали его популярным как у военных, так и среди членов различных военизированных формирований во всем мире.

Устройство автомата Калашникова

Схема автомата Калашникова состоит из следующих основных элементов:

• ствольной коробки со стволом – служит для соединения механизмов автомата и обеспечивает закрывание канала створа затвором и запирание затвора;
• прицельного приспособления;
• складывающегося приклада и рукоятки;
• затвора – для досылания патрона в патронник;
• возвратного механизма – для возвращения затворной рамы в переднее положение;
• УСМ – для спуска курка с боевого взвода и проведения автоматической или одиночной стрельбы;
• магазина, размер которого определяет, сколько патронов в автомате Калашникова. Стандартная емкость – 30 патронов.

Тактико-технические характеристики автоматов АК-47:

• Калибр – 7,62 мм.
• Применяемый патрон – 7,62х39 мм,
• Длина – 870 мм,
• Длина с приткнутым штыком – 1070 мм,
• Длина канала ствола – 415 мм,
• Емкость магазина – 30 патронов,
• Вес без магазина и штыка – 3,8 кг,
• Вес со снаряженным магазином – 4,3 кг,
• Эффективная дальность стрельбы – 600 м,
• Прицельная дальность – 800 м,
• Начальная скорость пули – 715 м/сек,
• Режим ведения – одиночный/ непрерывный,
• Дульная энергия – 2019 дж,
• Темп стрельбы – 660 выстр/мин,
• Скорострельность – 40-100 выстр/мин,
• Дальность прямого выстрела по ростовой фигуре – 525 м,
• Нарезы – 4, правосторонние, шаг 240.

Как работает автомат Калашникова

Это должен знать каждый мужик! 3D-анимация, которая подробно демонстрирует принцип работы самого легендарного стрелкового оружия. Как работают механизмы и происходит выстрел из АКМ?

назначение, боевые свойства и общее устройство автомата, принцип работы автоматики; порядок неполной разборки и сборки — Студопедия

УСТРОЙСТВО ВООРУЖЕНИЯ

5,45-мм автомат Калашникова является индивидуальным оружием. Он предназначен для уничтожения живой силы и поражения огневых средств противника. Для поражения противника в рукопашном бою к автомату присоединяется штык-нож. Для стрельбы и наблюдения в условиях естественной ночной освещенности к автоматам АК74Н, АКС74Н присоединяется ночной стрелковый прицел универсальный (НСПУ).

Для стрельбы из автомата применяются патроны с обыкновенными (со стальным сердечником) и трассирующими пулями.

Из автомата ведется автоматический или одиночный огонь. Автоматический огонь является основным видом огня: он ведется короткими (до 5 выстрелов) и длинными (из автомата — до 10 выстрелов) очередями и непрерывно. Подача патронов при стрельбе производится из коробчатого магазина емкостью на 30 патронов.

Прицельная дальность стрельбы у автомата 1000 м. Наиболее действительный огонь по наземным целям: у автомата — на дальности до 500 м, а по самолетам, вертолетам и парашютистам — на дальности до 500 м. Сосредоточенный огонь из автоматов по наземным групповым целям ведется на дальность до 1000 м.

Дальность прямого выстрела:

— у автомата по грудной фигуре — 440 м,

— по бегущей фигуре — 625 м;

Темп стрельбы около 600 выстрелов в минуту.

Боевая скорострельность: при стрельбе очередями из автомата — до 100; при стрельбе одиноч­ными выстрелами из автомата — до 40,

Вес автомата без штыка-ножа со снаряженным патронами пластмассовым магазином: АК74 — 3,6 кг; АК74Н — 5,9 кг; АКС74 — 3,5кг; АКС74Н — 5,8 кг. Вес штыка-ножа с ножнами 490 г.

Автомат состоит из следующих основных частей и механизмов:

— ствола со ствольной коробкой, прицельным приспособлением, прикладом и пистолетной рукояткой;

— крышки ствольной коробки;

— затворной рамы с газовым поршнем;

— затвора;

— возвратного механизма;

— газовой трубки со ствольной накладкой;

— ударно-спускового механизма;

— цевья;

— магазина.

Кроме того, у автомата имеется дульный тормоз-компенсатор и штык-нож.

В комплект автомата входят: принадлежность, ремень и сумка для магазинов; в комплект автомата со складывающимся прикладом, кроме того, входит чехол для автомата с карманом для магазина, а в комплект автомата с ночным прицелом входит также ночной стрелковый прицел универсальный.

Принцип работы автоматики.

Автоматическое действие автомата основано на использовании энергии пороховых газов, отводимых из канала ствола в газовую камеру.

Порядок неполной разборки автомата (пулемета):

1) Отделить магазин.

2) Вынуть пенал принадлежности из гнезда приклада.

3) Отделить шомпол.

4) Отделить у автомата дульный тормоз-компенсатор.

5) Отделить крышку ствольной коробки.

6) Отделить возвратный механизм.

7) Отделить затворную раму с затвором.

8) Отделить затвор от затворной рамы.

9) Отделить газовую трубку со ствольной накладкой.

Сборка производится в обратной последовательности.

АК74: части и механизмы автомата, их назначение; задержки при стрельбе, их причины и способы устранения.

Автомат состоит из следующих основных частей и механизмов:

— ствола со ствольной коробкой, прицельным приспособлением, прикладом и пистолетной рукояткой;

— крышки ствольной коробки;

— затворной рамы с газовым поршнем;

— затвора;

— возвратного механизма;

— газовой трубки со ствольной накладкой;

— ударно-спускового механизма;

— цевья;

— магазина.

Кроме того, у автомата имеется дульный тормоз-компенсатор и штык-нож.

Ствол служит для направления полета пули.

Ствольная коробка служит для соединения частей и механизмов автомата, для обеспечения закрывания канала ствола затвором и запирания затвора. В ствольной коробке помещается ударно-спусковой механизм. Сверху коробка закрывается крышкой.

Крышка ствольной коробки предохраняет от загрязнения части и механизмы, помещенные в ствольной коробке.

Прицельное приспособление служит для наводки автомата при стрельбе по целям на различные дальности. Оно состоит из прицела и мушки.

Приклад и пистолетная рукоятка служат для удобства действия автоматом при стрельбе.

Затворная рама с газовым поршнем служит для приведения в действие затвора и ударно-спускового механизма.

Затвор служит для досылания патрона в патронник, закрывания канала ствола, разбивания капсюля и извлечения из патронника гильзы (патрона).

Возвратный механизм служит для возвращения затворной рамы с затвором в переднее положение.

Газовая трубка служит для направления движения газового поршня.

Ствольная накладка служит для предохранения рук автоматчика (пулеметчика) от ожогов при стрельбе.

Ударно-спусковой механизм служит для спуска курка с боевого взвода или со взвода автоспуска, нанесения удара по ударнику, обеспечения ведения автоматического или одиночного огня, прекращения стрельбы, для предотвращения выстрелов при незапертом затворе и для постановки автомата (пулемета) на предохранитель.

Цевье служит для удобства действия и для предохранения рук автоматчика (пулеметчика) от ожогов.

Магазин служит для помещения патронов и подачи их в ствольную коробку.

Дульный тормоз-компенсатор автомата служит для повышения кучности боя и уменьшения энергии отдачи.

Штык-нож присоединяется к автомату для поражения противника в бою. Кроме того, он используется в качестве ножа, пилы (для, распиловки металла) и ножниц (для резки проволоки).

Задержки при стрельбе, их причины и способы устранения.

Части и механизмы автомата (пулемета) при правильном обращении и надлежащем уходе длительное время работают надежно и безотказно. Однако в результате загрязнения механизмов, износа частей и небрежного обращения с автоматом (пулеметом), а также при неисправности патронов могут возникнуть задержки при стрельбе.

Возникшую при стрельбе задержку следует попытаться устранить перезаряжанием, для чего быстро отвести затворную раму за рукоятку назад до отказа, отпустить ее и продолжать стрельбу. Если задержка не устранилась, то необходимо выяснить причину ее возникновения и устранить задержку, как указано ниже.

Новости дня.

В январе в ЦНИИ ТочМаш должны завершиться государственные испытания автомата Калашникова пятого поколения АК-12 разработки НПО «ИжМаш». Принять на вооружение и запустить в серийное производство его планируется уже весной этого года. Независимые эксперты, в том числе  иностранные, утверждают, что по боевой эффективности это лучшее автоматическое стрелковое оружие в мире. Чем конструктивно отличается АК-12 от предыдущих версий автоматов Калашникова? Представляем вниманию читателей его основные функциональные особенности и конкурентные преимущества.

Испытательные стрельбы на полигоне ЦНИИ ТочМаш, проходившие в ноябре 2013 года, не только подтвердили практически все заявленные технические характеристики нового автомата, но и наглядно продемонстрировали специалистам его уникальные особенности по сравнению с конкурентами на мировом рынке вооружений. Оружейники, тестировавшие в своей жизни не один десяток перспективных образцов автоматического оружия, прежде всего, были удивлены универсальностью АК-12, удобством использования и значительно меньшей отдачей, что повышает точность стрельбы. Впрочем, новый автомат опережает как предыдущие версии АК, так и существующие на вооружении других стран мира аналоги, по многим показателям.

По сравнению с предыдущим, четвертым, поколением автоматов Калашникова (АК-74М), АК-12 обладает 18 конструкционными особенностями. Во-первых, за счёт смещения массы затворной группы и уменьшения плеча отдачи улучшена кучность стрельбы, во-вторых, произошло улучшение эргономичности: введение двустороннего предохранителя-переключателя вида огня, двусторонней кнопки затворной задержки и смещение назад защёлки магазина позволяет оперировать ими одной рукой, удерживающей оружие (не снимая её при этом с рукоятки, как раньше). В-третьих, появились встроенные планки Пикатинни на жёстко закрепляемой крышке ствольной коробки для установки навесного оборудования (прицельных приспособлений, дальномеров, гранатомётов, фонарей). Кроме того, дульное устройство автомата дает возможность использования винтовочных гранат иностранного производства. Таким образом, новый АК стал универсальным. Испытатели отметили и повышенное удобство использования: новый складывающийся в обе стороны телескопический приклад, более эргономичная рукоятка пистолетного типа, регулируемые накладка и затыльник приклада. Более того, теперь огонь можно вести в трёх режимах (одиночными выстрелами, с отсечкой в три выстрела и автоматически), а ствол стал заменяемый. Полезным ноу-хау можно назвать и затворную задержку, которая уменьшает время подготовки к бою и замены магазина.

Если сравнивать АК-12 с лучшими образцами автоматического оружия, состоящими на вооружении крупнейших армий мира, то опять же разработка ИжМаша будет в выигрыше по целому ряду показателей. Во-первых, скорострельность: никакой автомат не может производить по 1000 выстрелов в минуту. Во-вторых, это все же потрясающая универсальность: к нему можно повесить практически любые типы подствольных гранатометов, в том числе иностранного производства, а также прицелов. По времени подготовки оружия к стрельбе ему тоже нет равных – у АК-12 этот показатель всего 7 секунд. Кроме того, отдача у АК меньше, чем у его зарубежных аналогов, так как наш автоматный патрон 5,45х39 мм имеет импульс отдачи 0,5 Н/с, а патрон НАТО 5,56х45мм – 0,6 Н/с. Автомат оснащен эффективным дульным тормозом, который также существенно снижает отдачу. Все автоматические иностранные винтовки оснащаются только пламегасителями, которые не гасят отдачу. Он имеет непревзойденную прицельную дальность стрельбы – 1000 метров. Еще одно немаловажное конкурентное преимущество АК-12: боец сможет производить все основные операции с автоматом — переключать предохранитель, менять магазин и передергивать затвор — одной рукой. Если боец ранен или его другая рука чем-нибудь занята, он все равно сможет производить с автоматом все операции.

Очевидно, что АК-12, намного технически и конструктивно совершеннее, чем его «прадедушка» АК-47.  Тем не менее, в основе АК-12 лежит все та же потрясающая надежность, которая стала главной отличительной особенностью этого выдающегося оружия. И пока великая простота и надежность будут сохраняться в изделиях российских оружейников, будет продолжаться дело и создателя самого  легендарного в мире автомата – недавно ушедшего из жизни Михаила Тимофеевича Калашникова.

Автоматические выключатели — от чего защищают и как устроены

Автоматические выключатели – это устройства, задача которых заключается в защите электрической линии от повреждения под воздействием тока большой величины. Это могут быть как сверхтоки короткого замыкания, так и просто мощный поток электронов, в течение достаточно длительного времени проходящий по кабелю и вызывающий его перегрев с дальнейшим оплавлением изоляции. Автомат защиты в этом случае предотвращает негативные последствия, отключая подачу тока в цепь. В дальнейшем, когда ситуация придет в норму, аппарат можно вновь включить вручную.

Функции автоматического выключателя

Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:

• Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
• Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
• Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).

Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.

Основные типы выключателей

Существует три основных вида АВ, отличающихся друг от друга по конструктивному исполнению и предназначенные для работы с нагрузками разной величины:

• Модульный. Он получил свое название из-за стандартной ширины, кратной 1,75 см. Рассчитан на токи небольшой величины и устанавливается в сетях бытового электроснабжения, для дома или квартиры. Как правило, это однополюсный автомат или двухполюсный.
• Литой. Называется так из-за литого корпуса. Может выдерживать до 1000 Ампер и используется преимущественно в промышленных сетях.
• Воздушные. Предназначен для работы с токами величиной до 6300 Ампер. Чаще всего это трехполюсный автомат, однако сейчас выпускают аппараты этого типа и с четырьмя полюсами.

Автомат защитный однофазный представляет собой автоматический выключатель, который наиболее распространен в бытовых сетях. Он бывает 1- и 2-х полюсным. В первом случае к аппарату подключается только фазная жила, а во втором – еще и нулевая.

Кроме перечисленных видов, существуют также устройства защитного отключения, обозначаемые аббревиатурой УЗО, и дифференциальные автоматы.

Первые нельзя считать полноценными АВ, их задача заключается не в защите цепи и включенных в нее приборов, а в предотвращении удара электрическим током при касании человеком открытого участка. Дифференциальный защитный автомат представляет собой объединенные в одном устройстве АВ и УЗО.

Как устроены автоматы защиты?

Рассмотрим подробно устройство автоматического выключателя. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала. Он состоит из двух частей, которые соединены между собой заклепками. Если необходимо разобрать корпусную часть, заклепки высверливаются, и открывается доступ к внутренним элементам защитного автомата. К ним относятся:

• Винтовые клеммы.
• Гибкие проводники.
• Рукоятка управления.
• Подвижный и неподвижный контакт.
• Электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником.
• Тепловой расцепитель, в состав которого входит биметаллическая пластина и регулировочный винт.
• Газоотводное отверстие.
• Дугогасительная камера.

С задней стороны автоматический защитный предохранитель оборудован специальным фиксатором, с помощью которого он крепится на DIN-рейке.

Последняя представляет собой рейку из металла, имеющую ширину 3,5 см, на которую крепятся модульные устройства, а также некоторые виды электрических счетчиков. Чтобы присоединить автомат к рейке, корпус защитного устройства следует завести за ее верхнюю часть, после чего защелкнуть фиксатор, надавив на нижнюю часть аппарата. Снять автомат защиты с DIN-рейки можно, подцепив защелку снизу.

Фиксатор модульного выключателя может быть очень тугим. Чтобы прикрепить такое устройство к DIN-рейке, нужно заранее подцепить защелку снизу и завести защитное устройство на место крепежа, после чего отпустить фиксирующий элемент.

Можно сделать проще – при защелкивании фиксатора сильно нажать на его нижнюю часть отверткой.

Наглядно, зачем нужен автоматический выключатель, на видео:

Принцип действия автоматического выключателя

Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.

Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.

Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.

Особенности работы теплового расцепителя

При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.

Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.

Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.

Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.

Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.

Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.

Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.

Нюансы электромагнитной защиты

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.

Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Дугогасительная камера

Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.

При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, что такое автоматические выключатели, какими бывают эти устройства и по какому принципу они работают. Напоследок скажем, что защитные автоматы не предназначены для установки в сеть в качестве обычных выключателей. Такое использование достаточно быстро приведет к разрушению контактов аппарата.

Что такое машинное обучение? | Как это работает, методы и применение

Обучение с учителем

Машинное обучение с учителем создает модель, которая делает прогнозы на основе доказательств в присутствии неопределенности. Алгоритм контролируемого обучения берет известный набор входных данных и известные ответы на данные (выходные данные) и обучает модель генерировать разумные прогнозы для ответа на новые данные. Используйте обучение с учителем, если вам известны данные для результата, который вы пытаетесь предсказать.

Обучение с учителем использует методы классификации и регрессии для разработки моделей прогнозирования.

Методы классификации предсказывают дискретные ответы — например, является ли электронное письмо подлинным или спамом, или является ли опухоль злокачественной или доброкачественной. Модели классификации классифицируют входные данные по категориям. Типичные приложения включают медицинскую визуализацию, распознавание речи и кредитный рейтинг.

Используйте классификацию, если ваши данные можно пометить, классифицировать или разделить на определенные группы или классы.Например, приложения для распознавания рукописного ввода используют классификацию для распознавания букв и цифр. В обработке изображений и компьютерном зрении методы неконтролируемого распознавания образов используются для обнаружения объектов и сегментации изображений.

Общие алгоритмы для выполнения классификации включают машину опорных векторов (SVM), деревья решений с усилением и пакетами, ближайший сосед k , наивный байесовский анализ, дискриминантный анализ, логистическую регрессию и нейронные сети.

Методы регрессии предсказывают непрерывные реакции — например, изменения температуры или колебания потребляемой мощности.Типичные приложения включают прогнозирование нагрузки на электроэнергию и алгоритмическую торговлю.

Используйте методы регрессии, если вы работаете с диапазоном данных или если характер вашего ответа является действительным числом, например, температура или время до отказа для единицы оборудования.

Общие алгоритмы регрессии включают линейную модель, нелинейную модель, регуляризацию, пошаговую регрессию, деревья решений с усилением и пакетом, нейронные сети и адаптивное нейронечеткое обучение.

Как работает машинное обучение, объяснил Google

Недавнее открытие того, что Google использует машинное обучение для обработки некоторых результатов поиска, вызывает интерес и вызывает вопросы об этой области в искусственном интеллекте. Что такое «машинное обучение» и как машины учатся? Вот некоторые сведения, полученные от специалистов Google, занимающихся машинным обучением.

Вчера компания Google провела мероприятие «Машинное обучение 101» для различных журналистов, занимающихся технологиями.Я был одним из присутствующих. Несмотря на выставление счетов в качестве введения, то, что было рассмотрено, все еще было довольно техническим и трудным для понимания мне и нескольким другим присутствующим.

Например, когда говорящий говорит вам, что математика с машинным обучением «проста», и упоминает исчисление в том же предложении, я бы сказал, что у него совсем другое определение слова «просто», чем у непрофессионала!

Тем не менее, я пришел к гораздо лучшему пониманию процесса и частей, связанных с тем, как машины — компьютеры — учатся распознавать объекты, текст, произносимые слова и многое другое.Вот мой вывод.

Части машинного обучения

Системы машинного обучения состоят из трех основных частей:

• Модель: система, которая делает прогнозы или идентификации.
• Параметры: сигналы или факторы, используемые моделью для формирования своих решений.
• Ученик: система, которая регулирует параметры — и, в свою очередь, модель — путем изучения различий в прогнозах и фактических результатах.

Теперь позвольте мне преобразовать это в возможную проблему из реального мира, основываясь на том, что вчера обсуждал Грег Коррадо, старший научный сотрудник Google и соучредитель группы глубокого обучения компании.

Представьте, что вы учитель. Вы хотите определить оптимальное количество времени, которое студенты должны учиться, чтобы получить лучшую оценку за тест. Вы обращаетесь к машинному обучению за решением. Да, это перебор для данной конкретной проблемы. Но это очень упрощенная иллюстрация!

Подробнее об искусственном интеллекте и машинном обучении

Создание модели

Все начинается с модели, прогноза, который будет использовать система машинного обучения.Первоначально модель должна быть дана системе человеком, по крайней мере, на этом конкретном примере. В нашем случае учитель скажет модели машинного обучения предположить, что пятичасовое обучение приведет к идеальному результату теста.

Сама модель зависит от параметров, используемых при ее расчетах. В этом примере параметрами являются количество часов, потраченных на обучение, и полученные результаты тестов. Представьте, что параметры примерно такие:

• 0 часов = 50% баллов
• 1 час = 60% баллов
• 2 часа = 70% баллов
• 3 часа = 80% баллов
• 4 часа = 90% баллов
• 5 часов = 100% баллов

Система машинного обучения фактически будет использовать математическое уравнение, чтобы выразить все вышесказанное, чтобы эффективно сформировать линию тренда того, что ожидается.Вот пример из вчерашнего выступления:

Обеспечение начального ввода

Теперь, когда модель настроена, вводится реальная информация. Например, наш учитель может ввести четыре тестовых балла от разных учеников вместе с часами, которые они изучили.

Как оказалось, в этом примере оценки не соответствуют модели. Некоторые из них находятся выше или ниже прогнозируемой линии тренда:

Пришло время для обучающей части машинного обучения!

Ученик учится

Тот набор баллов, который был введен? Подобные данные, передаваемые системе машинного обучения, часто называют «обучающим набором» или «обучающими данными», потому что они используются учащимся в системе машинного обучения, чтобы научиться создавать лучшую модель.

Учащийся смотрит на оценки и видит, насколько они далеки от модели. Затем он использует дополнительные математические вычисления для корректировки исходных предположений. Например, список сверху может быть фактически изменен следующим образом:

• 0 часов = 45% баллов
• 1 час = 55% баллов
• 2 часа = 65% баллов
• 3 часа = 75% баллов
• 4 часа = 85% баллов
• 5 часов = 95% баллов
• 6 часов = 100% баллов

Новый прогноз переработан, поэтому для получения этого балла старшего учителя планируется больше времени на учебу.

Это всего лишь пример полностью выдуманного процесса. Самый важный вывод — просто понять, что учащийся вносит очень небольшие изменения в параметры для уточнения модели. Я вернусь к этому через минуту.

Промыть и повторить

Теперь система снова запускается, на этот раз с новым набором оценок. Эти реальные оценки учащийся сравнивает с измененной моделью. В случае успеха результаты будут ближе к предсказанию:

Однако они не будут идеальными.Итак, учащийся снова настроит параметры, чтобы изменить форму модели. Будет введен другой набор тестовых данных. Снова произойдет сравнение, и учащийся снова настроит модель.

Цикл будет повторяться до тех пор, пока не будет достигнута высокая степень уверенности в окончательной модели, что она действительно предсказывает результат оценок, основанных на часах обучения.

Градиентный спуск: как машинное обучение не падает вниз

Коррадо из Google подчеркнул, что большая часть машинного обучения — это концепция, известная как «градиентный спуск» или «градиентное обучение».Это означает, что система вносит эти небольшие корректировки снова и снова, пока все не станет правильным.

Коррадо сравнил это со спуском с крутой горы. Вы не хотите прыгать или бегать, потому что это опасно. Скорее всего, вы ошибетесь и упадете. Вместо этого вы постепенно спускаетесь вниз, осторожно, понемногу.

Помните, что «математика — это просто», о которой я упоминал выше? Очевидно, для тех, кто разбирается в исчислении и математике, это действительно просто, включая уравнения.

Настоящая проблема заключалась в вычислительной мощности. Машине требуется много времени, чтобы научиться, чтобы пройти все эти этапы. Но по мере того, как наши компьютеры становятся все быстрее и больше, машинное обучение, которое много лет назад казалось невозможным, теперь становится почти обычным явлением.

Придумывание: идентификация кошек

Приведенный выше пример очень упрощен. Как уже было сказано, для учителя использовать систему машинного обучения для прогнозирования результатов тестов — это излишне. Но та же самая базовая система используется для выполнения очень сложных задач, например, для определения изображений кошек.

Компьютеры не видят так, как люди. Итак, как они могут идентифицировать объекты, как Google Фото выбирает многие объекты на моих фотографиях:

Машинное обучение приходит на помощь! Применяется тот же принцип. Вы строите модель вероятных факторов, которая поможет определить, что такое кошка на изображениях, цветах, формах и т. Д. Затем вы вводите обучающий набор известных изображений кошек и смотрите, насколько хорошо работает модель.

Затем ученик вносит коррективы, и цикл обучения продолжается.Но идентификация кошек или любого объекта затруднена. Есть много параметров, используемых как часть формирования модели, и у вас даже есть параметры внутри параметров, все предназначенные для преобразования изображений в шаблоны, которые система может сопоставить с объектами.

Например, вот как система может в конечном итоге увидеть кошку на ковре:

Это почти похожее на живопись изображение стало известно как глубокая мечта, основанная на коде DeepDream, выпущенном Google, который, в свою очередь, возник на основе информации, которой он поделился о том, как его системы машинного обучения выстраивали шаблоны для распознавания объектов.

Изображение на самом деле является иллюстрацией того типа паттернов, который ищет компьютер, когда он идентифицирует кошку, а не частью фактического процесса обучения. Но если бы машина действительно могла видеть, это было бы намеком на то, как она на самом деле это будет делать.

Кстати, изюминка нашего первоначального примера с распознаванием изображений заключается в том, что сама модель изначально создается машинами, а не людьми. Они пытаются выяснить для себя, что объект делает начальные группы цветов, форм и других функций, а затем используют данные обучения, чтобы уточнить это.

Идентификация событий

Чтобы понять, насколько все это может быть сложно, подумайте, хотите ли вы идентифицировать не только объекты, но и события. Google объяснил, что вы должны помочь добавить некоторые правила здравого смысла, некоторые человеческие рекомендации, которые позволяют процессу машинного обучения понять, как различные объекты могут складываться в событие.

Например, рассмотрим это:

Как показано на рисунке, система машинного обучения видит крошечного человека, корзину и яйцо. Но человек все это видит и распознает в этом охоту за пасхальными яйцами.

А как насчет RankBrain?

Как все это машинное обучение применимо к RankBrain? Google вообще не вдавался в подробности этого. Фактически, это даже не упоминалось во время официальных обсуждений, и в переговорах во время перерывов было раскрыто немного больше, чем уже было опубликовано.

Почему? В основном конкуренция. Google в целом много рассказывает о том, как работает машинное обучение. В некоторых областях даже есть много специфики. Но он не раскрывает, что именно происходит с машинным обучением в поиске, чтобы не выдавать то, что он считает очень важным и уникальным.

Хотите больше?

Если вы хотите узнать больше о машинном обучении, Google ведет исследовательский блог об этом, публикует здесь статьи об исследованиях и только что выпустил новое обзорное видео, которое находится ниже:

Об авторе

Что такое машинное обучение? | Как это работает, методы и применение

Обучение с учителем

Машинное обучение с учителем создает модель, которая делает прогнозы на основе доказательств в присутствии неопределенности. Алгоритм контролируемого обучения берет известный набор входных данных и известные ответы на данные (выходные данные) и обучает модель генерировать разумные прогнозы для ответа на новые данные. Используйте обучение с учителем, если вам известны данные для результата, который вы пытаетесь предсказать.

Обучение с учителем использует методы классификации и регрессии для разработки моделей прогнозирования.

Методы классификации предсказывают дискретные ответы — например, является ли электронное письмо подлинным или спамом, или является ли опухоль злокачественной или доброкачественной. Модели классификации классифицируют входные данные по категориям. Типичные приложения включают медицинскую визуализацию, распознавание речи и кредитный рейтинг.

Используйте классификацию, если ваши данные можно пометить, классифицировать или разделить на определенные группы или классы.Например, приложения для распознавания рукописного ввода используют классификацию для распознавания букв и цифр. В обработке изображений и компьютерном зрении методы неконтролируемого распознавания образов используются для обнаружения объектов и сегментации изображений.

Общие алгоритмы для выполнения классификации включают машину опорных векторов (SVM), деревья решений с усилением и пакетами, ближайший сосед k , наивный байесовский анализ, дискриминантный анализ, логистическую регрессию и нейронные сети.

Методы регрессии предсказывают непрерывные реакции — например, изменения температуры или колебания потребляемой мощности.Типичные приложения включают прогнозирование нагрузки на электроэнергию и алгоритмическую торговлю.

Используйте методы регрессии, если вы работаете с диапазоном данных или если характер вашего ответа является действительным числом, например, температура или время до отказа для единицы оборудования.

Общие алгоритмы регрессии включают линейную модель, нелинейную модель, регуляризацию, пошаговую регрессию, деревья решений с усилением и пакетом, нейронные сети и адаптивное нейронечеткое обучение.

Что такое машинное обучение? | Как это работает, методы и применение

Обучение с учителем

Машинное обучение с учителем создает модель, которая делает прогнозы на основе доказательств в присутствии неопределенности. Алгоритм контролируемого обучения берет известный набор входных данных и известные ответы на данные (выходные данные) и обучает модель генерировать разумные прогнозы для ответа на новые данные. Используйте обучение с учителем, если вам известны данные для результата, который вы пытаетесь предсказать.

Обучение с учителем использует методы классификации и регрессии для разработки моделей прогнозирования.

Методы классификации предсказывают дискретные ответы — например, является ли электронное письмо подлинным или спамом, или является ли опухоль злокачественной или доброкачественной. Модели классификации классифицируют входные данные по категориям. Типичные приложения включают медицинскую визуализацию, распознавание речи и кредитный рейтинг.

Используйте классификацию, если ваши данные можно пометить, классифицировать или разделить на определенные группы или классы.Например, приложения для распознавания рукописного ввода используют классификацию для распознавания букв и цифр. В обработке изображений и компьютерном зрении методы неконтролируемого распознавания образов используются для обнаружения объектов и сегментации изображений.

Общие алгоритмы для выполнения классификации включают машину опорных векторов (SVM), деревья решений с усилением и пакетами, ближайший сосед k , наивный байесовский анализ, дискриминантный анализ, логистическую регрессию и нейронные сети.

Методы регрессии предсказывают непрерывные реакции — например, изменения температуры или колебания потребляемой мощности.Типичные приложения включают прогнозирование нагрузки на электроэнергию и алгоритмическую торговлю.

Используйте методы регрессии, если вы работаете с диапазоном данных или если характер вашего ответа является действительным числом, например, температура или время до отказа для единицы оборудования.

Общие алгоритмы регрессии включают линейную модель, нелинейную модель, регуляризацию, пошаговую регрессию, деревья решений с усилением и пакетом, нейронные сети и адаптивное нейронечеткое обучение.