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Einfache Lineare Regression

Dein erstes echtes Training mit TensorFlow.js.

👋 HerrKI hier — heute drückst du zum ersten Mal auf „Trainieren“

Erinnerst du dich an das Neuron aus dem Neuronen-Kapitel? Da hast DU an Gewicht und Bias gedreht, bis das Pflanzen-Wachstum stimmte. Heute drehen wir den Spieß um: Das Netz dreht selbst — und du schaust zu, wie es aus 10 Messungen die Gieß-Regel unserer Pflanze herausfindet.

Das Modell ist absichtlich das einfachste der Welt: eine Gerade (y = m·x + b), ein einziges Neuron. Genau deshalb kannst du hier ALLES beobachten, was auch in GPT & Co. passiert — Loss, Optimizer, Epochen — nur eben mit zwei Zahlen statt Milliarden. 📉

🎯 Was du hier lernst:
  • ✅ Ein Modell definieren — „Sequential“ + „Dense“ klingt wichtig, heißt aber nur: Schichten hintereinander, hier genau eine mit einem Neuron
  • ✅ Die Loss-Funktion — der Fehler-Zollstock aus Kapitel 115 (hier: mittlerer quadratischer Fehler)
  • ✅ Der Optimizer — der Bergab-Läufer aus Kapitel 118, der die Stellschrauben dreht
  • Epochen — wie oft das Netz den kompletten Datensatz durcharbeitet (hier: 100 Runden)

Die Ausgangslage: Du hast 10 Einträge aus deinem Gieß-Tagebuch — Wassermenge rein, Wachstum raus. Die Regel dahinter ist „verloren gegangen“. 🕵️ Stell dir vor, du druckst die 10 Punkte auf Papier und legst ein Lineal so hindurch, dass es allen Punkten möglichst nahe kommt: genau das macht das Netz gleich — nur dass es das Lineal nicht mit der Hand schiebt, sondern mit dem Bergab-Schritt aus Kapitel 118. Zwei Stellschrauben hat es dafür: m (wie steil das Lineal liegt) und b (wo es startet — das „Grundwachstum“ ganz ohne Wasser).

💡 HerrKI-Tipp: Training ist exakt der Kreislauf aus „Was heißt Lernen?“: raten → Fehler messen (Loss) → nachjustieren (Gradient Descent) → wiederholen. Gleich siehst du ihn zum ersten Mal in echt. 📈

🎬 Gleich passiert Folgendes: Das Netz startet mit einem zufälligen Gewicht (raten), rechnet für alle 10 Messungen die Abweichung zu einer einzigen Fehler-Zahl zusammen (dem Loss) und schiebt dann Gewicht und Bias Epoche für Epoche ein Stückchen „bergab“ Richtung weniger Fehler. Beobachte, wie der Loss fällt — das IST Lernen.
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📊 Trainingsdaten

💡 Tensor-Perspektive: Diese Tabelle wird zu zwei Tensoren: X mit Shape [10, 1] und Y mit Shape [10, 1]

Messung Nr. 💧 Wasser (ml) = x 🌱 Wachstum (cm) = y
150 ml2.5 cm
2100 ml5.0 cm
3150 ml7.5 cm
4200 ml10.0 cm
5250 ml12.5 cm
6300 ml15.0 cm
7350 ml17.5 cm
8400 ml20.0 cm
9450 ml22.5 cm
10500 ml25.0 cm

🤫 Psst — DU erkennst das Muster hier vermutlich auf einen Blick (100 ml → 5 cm, na?). Das Netz sieht davon NICHTS: für es sind das nur 20 nackte Zahlen in zwei Tensoren. Ob es die Regel trotzdem findet? Drück oben auf „Trainieren“ und schau ihm zu.

🧠 Kurzer Check — hast du es?

1. Was hat dein Netz beim Training wirklich gelernt?
2. Dein Netz hat m ≈ 0,05 cm/ml und b ≈ 0 gefunden. Was sagt es für 200 ml Wasser voraus?
3. Woher „weiß" das Netz beim Training, in welche Richtung es m verstellen muss?
🧐 Halt kurz inne — was ist hier gerade WIRKLICH passiert? Dein Netz hat zwei Zahlen gefunden (Gewicht m ≈ 0,05 und Bias b ≈ 0) und damit die Gieß-Regel aus der Tabelle — 0,05 cm pro ml — aus den Daten rekonstruiert, ohne sie je gesagt zu bekommen. Genau das ist Machine Learning. Weiter geht es mit „Multiple Lineare Regression“: mehrere Eingaben gleichzeitig, wie im echten Leben.