2025 最新 Teachable Machine 教程:零编程训练分类模型,适合教育开发创意场景!

2025-06-13| 2688 阅读
? 2025 最新 Teachable Machine 教程:零编程训练分类模型,适合教育开发创意场景!

你是否想过不用写一行代码,就能让计算机识别图像、声音甚至人体动作?Google 开发的 Teachable Machine 就是这样一款神奇的工具,它让零基础的人也能轻松训练机器学习模型。无论是老师想设计有趣的课堂项目,还是开发者想快速验证创意想法,Teachable Machine 都能帮你实现。

? 为什么选择 Teachable Machine?


Teachable Machine 最大的优势就是 零编程门槛。你不需要懂 Python 或 TensorFlow,只需通过简单的拖拽和点击,就能完成数据标注、模型训练和导出。它支持 图像分类、音频分类和姿态分类 三种模型类型,适用场景非常广泛。

比如在教育领域,老师可以用它设计植物识别项目,让学生通过拍摄校园里的花卉训练模型,然后用模型制作 AR 识别应用。在创意开发中,开发者可以训练一个声音分类模型,当检测到特定声音时触发灯光或机械装置,打造互动艺术装置。

? 快速上手:训练你的第一个模型


1. 准备工作


打开 Teachable Machine 官网,点击「Get Started」开始创建项目。你可以选择用摄像头拍摄数据,也可以从本地上传图片或音频文件。

2. 定义分类类别


假设我们要训练一个识别水果的模型,双击默认的「Class 1」和「Class 2」,将它们重命名为「Banana」和「Strawberry」。点击「Add a class」按钮还可以添加更多类别,比如「Apple」。

3. 采集训练数据


点击每个类别下的「Webcam」按钮,用摄像头拍摄香蕉和草莓的照片。记得从不同角度、不同光照条件下拍摄,这样模型的泛化能力会更强。如果觉得手动拍摄太麻烦,也可以批量上传已有的图片。

4. 训练模型


数据采集完成后,点击「Train Model」开始训练。训练过程中可以点击「Under the hood」查看准确率、损失函数等指标。一般来说,训练 5 - 10 分钟就能得到一个不错的模型。

5. 测试与优化


训练完成后,用摄像头实时测试模型。如果发现识别不准确,可以点击「Add more examples」补充数据,然后重新训练。反复调整后,模型的准确率可以达到 90% 以上。

? 教育场景:打造趣味 AI 课程


? 农业病虫害识别


在智慧农业课程中,学生可以用 Teachable Machine 训练一个识别农作物害虫的模型。他们需要拍摄不同害虫的照片,标注类别后训练模型。模型导出后,可以集成到手机应用中,农民用手机拍摄害虫照片就能快速得到防治建议。

? 花卉品种 AR 识别


结合百度 AR 开放平台,学生可以训练一个花卉品种分类模型,然后调用 AR SDK 将品种信息叠加到实时画面中。当学生用手机扫描花卉时,屏幕上会显示花卉的名称、习性等百科卡片。

? 音乐互动装置


在艺术课堂上,老师可以引导学生训练一个声音分类模型,识别拍手、跺脚等声音。然后将模型集成到 Arduino 开发板上,当检测到特定声音时触发蜂鸣器播放音乐,打造一个互动音乐装置。

?️ 创意开发:从想法到落地


?️ 图像分类应用


训练一个识别「笑脸」和「哭脸」的模型,然后将其嵌入到网页中。当用户访问网页时,摄像头会实时检测用户表情,并根据表情显示不同的内容,比如笑脸时播放欢快的音乐,哭脸时显示安慰的话语。

? 音频分类项目


开发一个环境声音监测应用,训练模型识别雨声、鸟鸣、汽车喇叭等声音。当检测到特定声音时,手机会推送相应的提醒,比如下雨时提醒带伞,鸟鸣时推荐附近的公园。

? 姿态分类装置


训练一个识别「挥手」和「点头」的模型,然后将其集成到智能音箱中。用户可以通过挥手来控制音箱播放 / 暂停音乐,点头来切换歌曲,打造更自然的交互体验。

? 模型导出与集成


训练好的模型可以导出为多种格式,方便集成到不同平台:

  • TensorFlow.js:用于网页应用,直接在浏览器中运行。
  • TensorFlow Lite:适合移动应用,占用资源少,运行速度快。
  • Python 模型:可用于桌面应用或服务器端处理。

以 Python 为例,导出的模型包含 keras_model.h5labels.txt 两个文件。使用以下代码可以加载模型并进行预测:

python
from keras.models import load_model
from PIL import Image, ImageOps
import numpy as np

model = load_model("keras_model.h5", compile=False)
class_names = open("labels.txt", "r").readlines()

image = Image.open("test.jpg").convert("RGB")
size = (, )
image = ImageOps.fit(image, size, Image.Resampling.LANCZOS)
image_array = np.asarray(image)
normalized_image_array = (image_array.astype(np.float32) / 127.5) - 
data[] = normalized_image_array

prediction = model.predict(data)
index = np.argmax(prediction)
class_name = class_names[index]
confidence_score = prediction[][index]

print(f"Class: {class_name}, Confidence: {confidence_score}")

❓ 常见问题与解决方案


1. 模型准确率低怎么办?


  • 增加数据量:采集更多不同角度、不同光照条件下的样本。
  • 数据增强:在训练时启用翻转、旋转等数据增强功能,提高模型泛化能力。
  • 调整参数:尝试增加训练轮数(Epoch)或调整学习率。

2. 导出的模型无法在手机上运行?


  • 检查格式:确保导出的是 TensorFlow Lite 格式,并且在手机应用中正确加载。
  • 优化模型:使用模型压缩工具(如 TensorFlow Lite Model Optimization Toolkit)减小模型体积。

3. 界面语言不熟悉?


  • 使用翻译工具:浏览器自带的翻译功能可以帮助你理解英文界面。
  • 参考教程:网上有很多中文教程和案例,比如在教育场景中,老师可以结合本地特色作物设计项目,让学生更容易理解。

? 进阶技巧


1. 多模态数据融合


除了单一类型的数据,Teachable Machine 还支持同时使用图像和音频数据训练模型。比如训练一个既能识别图像又能识别声音的模型,用于智能家居场景,当检测到烟雾图像或烟雾警报声时触发报警。

2. 与其他工具结合


  • 硬件联动:将模型与 Arduino、树莓派等硬件结合,实现更丰富的交互。比如训练一个手势识别模型,控制机械臂抓取物体。
  • 云端集成:将模型部署到云端,通过 API 接口提供服务,支持多设备访问。

3. 模型迭代优化


定期收集新数据,对模型进行迭代训练。比如在教育项目中,学生可以持续更新模型的数据集,提高识别准确率,同时加深对机器学习流程的理解。

? 资源推荐


  • 官方文档:Teachable Machine 官方文档 提供了详细的操作指南和示例代码。
  • 教育案例库:Google for Education 分享了全球教师使用 Teachable Machine 的成功案例。
  • 社区论坛:Stack Overflow 上有大量开发者讨论 Teachable Machine 的技术问题。

通过以上步骤,你已经掌握了使用 Teachable Machine 训练分类模型的核心技能。无论是教育还是创意开发,这个工具都能为你打开 AI 应用的大门。现在就动手试试吧,让你的想法变成现实!

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