Neuronale Netze selbst programmieren

Ein verständlicher Einstieg mit Python

Nach einem großem Hype in den 80ern des letzten Jahrhunderts war Künstliche Intelligenz (KI) eher eine Nische für Forschungsinstitute und kein Thema, das in der breiten Softwareentwicklung eine Rolle spielte. Das hat sich in den letzten Jahren rapide geändert. Spracherkennungen wir Siri, Cortana und Alexa und Objekterkennung beruhen auf Deep Learning, einer Implementierung eines Neuronalen Netzes, das computergestützt mit unfassbar großen Datensätzen trainiert wird – respektive lernt. Das vorliegende Buch bietet eine sehr praktische Einführung in Neuronale Netze. Im Kern geht es zwar eigentlich nur um Mathematik wie Funktionen, Matrizenrechnung und Gradienten. Doch keine Bange, der Autor schafft es auf leicht verständliche Weise die Zusammenhänge mit vielen Grafiken zu erklären und wann wo welches Verfahren welchen Zweck erfüllt. Anhand von Python zeigt er dann, wie sich das Erklärte in Software umsetzen lässt, um damit handgeschriebene Zahlen zu erkennen. Wer sich in Neuronale Netze einarbeiten will, sollte auf dieses Buch als ersten Einstieg zurückgreifen. —dab

Wearables für Maker

Experimentieren, nähen, gestalten

Aus der Reihe „Der kleine Hacker“ ist das Buch der Künstlerin Anna Blumenkranz für Kinder und Jugendliche ab 9 Jahren gedacht. Entsprechend einfach ist das Grundlagenkapitel zu Elektronik und dem Nähen gehalten, ohne aufdringlich niedlich zu sein. Die vier vorgestellten Projekte sind mit ausführlichen, bebilderten Schritt-für-Schritt-Erklärungen ebenfalls leicht nachvollziehbar und steigern sich vom leuchtenden Kuscheltier zum DJ-Shirt mit programmierbarem Arduino Lilypad. Mit Abschnitten wie „Krisensitzung“ und „Design“ gibt es jeweils Ansätze zum Troubleshooting und Vorschläge, um die Wearables nach eigenen Vorstellungen optisch zu gestalten. Anleitungen für Projekterweiterungen finden sich in „Experimentierlaboren“. Ohne Vorkenntnisse hilft das Buch so auch Erwachsenen verständlich beim Einstieg in die Wearable-Welt. Dabei helfen auch die Interviews mit sieben Künstlerinnen am Ende des Buches. Sie zeigen Vorbilder auf und vermitteln noch einige Tips. —hch

Making Things Smart

Easy Embedded Javascript Programming for Making Everyday Objects into Intelligent Machines

Für viele Anfänger ist die Programmierung die größte Hürde beim Einstieg in die Elektronik. Noch immer dominieren C und C++ und machen Neulingen das Leben schwer. Ein Silberstreif am Horizont ist das Espruino-Projekt von Gordon Williams, denn damit lassen sich viele Mikrocontroller in JavaScript programmieren.

Williams beschreibt die Installation von Espruino und die Bedienung der Entwicklungsumgebung. Die Grundlagen von JavaScript erläutert er ebenfalls und nutzt die Sprache zusammen mit günstigen Bauteilen, um jede Menge interessanter Projekte zu bauen.

Unter anderem entwickelt er einen Roboter, der einer Lichtquelle folgt, und einen 2D-Plotter, den man übers Internet kontrollieren kann. Das erscheint auf den ersten Blick nicht allzu aufregend, aber Williams erklärt nicht nur seine Projekte mit viel Liebe zum Detail, sondern auch deren Grundlagen. Das geht so weit, dass er zum Beispiel zeigt, wie man Motoren auf verschiedene Arten selber bauen kann. Besonders charmant ist der Minimalismus des Autors, denn er versucht grundsätzlich, mit so wenig Material und Code auszukommen, wie es nur geht. Das senkt die Kosten und steigert den Lerneffekt erheblich.

Als Referenz-Hardware dient das Espruino Pico-Board. Die Beispiele funktionieren aber mit allen Boards, auf denen Espruino läuft. Insgesamt überzeugt Williams auf ganzer Linie. Seine Projekte sind sowohl interessant als auch lehrreich und dank JavaScript selbst für Einsteiger einfach nachvollziehbar. —Maik Schmidt/dab

Mach was mit Arduino!

Einsteigen und durchstarten mit Drum Machine, Roboterauto & Co.

Das vornehmlich an Maker-Neulinge gerichtete Buch verspricht einen einfachen Einstieg in die Arduino-Programmierung und will den Erfinder von morgen mit dem nötigen Grundwissen ausstatten. Auf eine kurze Einführung in die Arduino-IDE und einen Crashkurs im Lesen von Schaltplänen folgen elf Projekte, deren Schwierigkeitsgrad nach und nach zunimmt. So soll der geneigte Maker ohne zu viel trockene Theorie zur Tat schreiten und auf Grundlage der Projekte auch eigene Ideen entwickeln können.

Mit einer Ampelschaltung startet die Projektreihe zwar ohne wirklichen Praxisbezug, bietet aber trotzdem viel Grundlagenwissen, das zum Verständnis späterer Kapitel beiträgt. Andere Projekte wie Wetterstation, Pflanzenbewässerungsanlage oder ein autonom fahrendes Auto liefern zwar keine wirklich neuen Ideen, sind aber insgesamt sehr anschaulich und nachvollziehbar erklärt.

Sehr interessant ist der Abschnitt, der sich mit Synthesizern und Drum Machines beschäftigt. Um den Rahmen eines Anfänger-Buches nicht zu sprengen, gehen die Autoren hier nicht in die Tiefe, präsentieren dem Leser aber dennoch eine weitere interessante Einsatzmöglichkeit für den Arduino.

Dem Käufer des Buches steht ein persönlicher Download-Code zur Verfügung, mit dem sich das Buch auch als E-Book im PDF-Format herunterladen lässt. —ade

Lasercutting

Eigene Designs erstellen, schneiden und gravieren

Die Autoren dieses Buches sind selbst Entwickler und Verkäufer eines solchen Geräts (Mr. Beam): Erfreulicherweise gehen sie aber neutral ans Werk. Zu Beginn erklären sie die theoretischen Grundlagen kurz, aber anschaulich. Hinweise auf Gefahren durch Laserlicht, Abgase und Strom holen alle auf den Boden der Tatsachen zurück, die vom Lasercutter im Wohnzimmer träumen. Das schreckt jedoch nicht von der zukunftsträchtigen Technik dieser „digitalen Laubsägen“ ab. Das Kapitel über die Gas-, Feststoff- und Halbleiterlaser und deren jeweilige Einsatzgebiete mündet in Antworten auf die Fragen: Was kann man jeweils damit machen? Geeignete Maschinen stellen die Autoren sehr kurz und ohne Wertung vor (inklusive des eigenen Lasercutters), leider ohne Angaben zu Versand-, Zollkosten sowie Mehrwertsteuer.

Die meisten Seiten beschäftigen sich damit, wie eine Design-Idee vom „Kopf in die Datei“ und schließlich zum Lasercutter kommt. Das beginnt mit der Vorstellung geeigneter Software. Dann folgt der ausführliche, gut gelungene Kurs über die Laservorlagenerstellung mit dem kostenlosen Programm GIMP. Schritt für Schritt und mit vielen Bildern erklärt er die Aufbereitung von Fotos und Handzeichnungen für Gravur und Schnitt. Ergänzend gibt es noch 12 Ideen für praktisch verwendbare Gegenstände wie Tischsets, Spiegel-Untersetzer, Lampenschirme oder Wandbilder.

Zwischendurch helfen Ratschläge zu Materialeigenschaften, so manchen Unfall zu vermeiden, etwa durch Identifizierung von giftigen und entflammbaren Stoffen. Testreihen zur richtigen Einstellung für unterschiedliche Materialien helfen, Verschnitt zu vermeiden. Obwohl das anhand des selbstproduzierten Lasercutters gezeigt wird, ist es auch auf andere Geräte problemlos anwendbar.

Alles in allem ist dieses Buch für alle geeignet, die mit dem Einstieg ins Lasercutten liebäugeln: Es klärt vor dem Kauf über Vor- und Nachteile, Risiken und Kosten auf und hilft nachher, mit dem neuen Werkzeug umzugehen. —hgb