macのGrapherはかなり優秀(ルンゲクッタ法の刻みとか変えられる)




macにデフォルトで入っているアプリケーションに「Grapher」というものがあります。「Launchpad」→「その他」の中に格納されているため以外に知らない人も多いです。

「Grapher」とはグラフ作成ツールです。gnuplotとかWolframと同じようなものです。今回はそんな「Grapher」のある機能を知ってしまったので紹介します。

 

微分方程式の近似解法を選択できる

無料のくせにその汎用性は素晴らしいです。微分方程式を解かせることはもちろん、「オイラー法」「ルンゲクッタ法」と選択できます。

さらに

その解の刻み幅まで選択できます。なんともありがたい。こんな素晴らしいツールがあるなんて知らなかった。自分は使ったことないですが、gnuplotみたいにデータをファイル出力することもできるみたいです。

 

近似解法の設定

今回は、例題にある「Differential Equations」を用います。

  • 開くと右上に「インスペクタ」と書かれた青のiマークがあると思います。そこをクリックします

 

  • そうすると設定用の小さなウィンドウが開きます。そこの中の「積分器」というのをクリックすると近似解法を選択できます。
  • その下のステップサイズを自分で入力すると解の刻み幅を任意に変更できます。

 

 

試しに「0.5」にしてみます…

 

解がかなり粗いのでギザギザですね笑

 

最後に

以上「Grapher」を用いた微分方程式の解法などの設定方法に述べてきました。「Grapher」にはもっと便利な機能がありそうなので、また新たに発見したら更新します。

 

 

 


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Googleのブラウザアプリteachable-machineで遊んでみた



 

Googleのteachable-machineとは?

googleがつい先日オープンした機械学習とはなんぞや?という人のためのブラウザアプリです。

 

実際に画像をカメラで認識させて、このwebアプリに写真の違いを学習させます。実際に写真の被験体になることで機械学習について直感的に理解できるわけです。

 

pcとネットがあれば誰でも使えます。pcじゃなくても使えますが、おそらく機械学習の過程でフリーズすると思います。たとえpcでも計算能力やGPUの処理能力が高くないと動かないと思います。画像処理なので、動きは結構ヘビーです。

以下はgoogleの公式サイトの説明サイトです。動画もあるのでみてください。

こちらはteachable-machine(アプリ)です。説明いらんて人はこちらをクリックしてください。

 

使ってみる(使い方説明)

 

  1. teachable-machineのページに行くと以下の画面になります。今回は説明(チュートリアル)はスキップします。「skip the tutorial」をクリック。

 

 

2. 以下の画面になります。何かしらのポーズをとって緑ボタンをクリックしてください。

そうすると撮影が始まります。数秒ごとに一回クリックして学習させてください。何回かやっていると、撮影が終了します。

 

 

3. これを紫と赤のボタンでも繰り返します。その際、全て違うポーズ(手をあげたり、変顔するなり)して変えてください。何かしらわかりやすい違いを作らないと、学習結果がわかりづらいですからね。

ついでに自分は

  • 緑は手をあげて
  • 紫は真顔
  • 赤はiphoneで顔を隠す

感じにしてみました!

 

学習させて遊んでみます。

  • 手をあげると→白猫
  • 何もしない(顔だけ)→震える犬
  • iphoneで顔を隠す→りす?

という挙動が確認できます。リアルタイムの画面と右の写真の変化がタイムラグなしで反映されているのをみるとmacbook-proはかなり優秀ですね。学習結果も敏感に反応していますよね。ビミョーな時は50パーになったりと数値への変換スピードも相当なものです。

 

 

もう少し遊ぶ

さらに面白い機能もあります。音声も3パターン作成し撮影画像に対応させて、pcが発する音声を変えるという遊びもできます。

 

右側に出力を切り替えるタブがあるのでそこを選択します。

 

デフォルトでもhelloとかyesとか音声を出してくれるように設定されていますが、せっかくなので変えてみます。

  • 緑(手をあげた時)→shun
  • 紫(顔だけ)→fantastic
  • 赤(iphoneで顔を隠す)→iphone

と言ってくれるように設定しました!(言葉に特に意味はありません笑)

 

以下の動画をみるとわかると思います。ちゃんと画面に対応した出力(音声)を発してくれています。(音声録音できてなくてすみません。)

音がなくてわかりづらいですが、実際に瞬時の画像変化(自分の動き)にも対応して音声が切り替わります。

shun→iphone→shun→fantastic!みたいに早く手を動かしたりしてしばらく遊んでました笑。遊んでて楽しいのは間違いなくこちらですww

 

 

以上teachable-machineについて説明しました。こんなに面白く学習できるものが無料で誰でも利用できるなんて素晴らしい時代に生まれたものです。小学校とか中学校のプログラミングの授業でぜひ取り入れて欲しいです。きっと小学生とかはハマるはず!

 


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 macbook-proでデータサイエンスやるためにいろいろインストールした。



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今回は、先日macbookproを購入し、今までの環境を整えるべくソフト諸々インストールしたので、まとめて見ようと思う。

これからデータサイエンスとかプログラミングとか始めたいけどどんなツールが必要なの?とか不明な人はぜひ参考にしてみてください。少し研究者向けな気もしますが…

インストールしたもの

改めて見ると最低限必要なのだけですげーあった。

インストールした理由も簡単に書いていきます。

  • グラフ作成ソフト gnuplot

簡単にグラフが作れる。linuxとの親和性の高さからも重宝しています。

  • svg.eps描画ソフト inkscape

ラスター形式よりもベクター形式の方が綺麗に図を作成できるため。

  • python3 (デフォルトがpython2のため)
  • テキストエディタ atom

プラグインが豊富で改造が簡単。emacsと悩んだ。

  • xcode

swiftの勉強もたまにはしたくなると思って笑

  • homebrew

これが無いとmacは始まらない笑(macportsでもいいですが最近はこっちが主流のようですね)

  • Xquartz

gnuplotとかインクスケープ動かすのに必要。

  • 統計解析ソフト R

ネットワーク分析やらグラフ理論の勉強がてらコードを動かして遊ぶため。

  • R開発、コーディングの統合開発環境 Rスタジオ

rやるならこれが一番便利らしい。

  • python 統合開発ツール jupyter

python 触るならこれがお手軽らしい。(canopyとかでもいいと思います。)

  • 仮装マシン virtualbox

サーバー動かすのに必要です。

  • 仮装環境構築ソフト vagrant

同上。

  • wonderlist(笑)

タスク管理に必要。

  • evernote(笑)

日々の気づきとかね。笑

最後二つは地味に必要笑。何をインストールするか、まとめるときもwunderlistの出番でしたしね。

まだ入れてないけど、gitとかアンドロイドスタジオ(アンドロイドアプリ開発ツール)、Texとかも入れようと思ってます。



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各々のインストール方法(簡易版)

といっても自分が使ったサイトを示しておわりになりそうですが。

homebrew

gnuplot

inkscape

以下の公式サイトからインストール

https://inkscape.org/ja/download/mac-os/

python3, jupyter notebook

自分は

のところで本来ならばブラウザが起動するはずなのですが、なぜがエラーが起き、詰まりました。

解決策として参考にさせていただいたサイトが以下です。

 

xquartz

以下の公式サイトからインストール

https://www.xquartz.org/

R, R-studio

vagrant,virtualbox

  •  vagrant

https://www.vagrantup.com/

  • virtualbox

https://www.virtualbox.org/

残りのものは ググれば瞬殺なので、書くまでもないでしょう。

最近は同じ内容ものでも複数ありどのサイト、使えばいいの?みたいな人多いと思います。そんな人の助けになれば幸いです。


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