👨🏻‍💻 О важности математики как основы карьеры в ИИ, ML и Data Science

В новом выпуске Machine Learning Podcast Алексей Толстиков, руководитель Школы анализа данных Яндекса (ШАД), объяснил, почему математика необходима для глубокого понимания технологии машинного обучения.

Что обсудили:

▪️Почему без сильного математического фундамента специалист рискует поверхностно понимать модели
▪️Как математическая база позволяет переходить между разными областями ИИ
▪️На что следует сделать акцент в подготовке для поступления в ШАД
▪️Почему обучающие программы в ML и Data Science должны обновляться каждые 2–3 года

🎙 Подробнее обо всём слушайте в выпуске подкаста

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⌛ Отображения функции в окружности [ Mapping Functions to a Circle ]

«Деление = 150» означает, что на окружности круга имеется 150 равномерно расположенных точек. Окружность здесь на самом деле представляет собой просто числовую линию, заключенную в круг с использованием функции деления по модулю (x mod 150). Выбирается точка «x» , умножается на некоторый коэффициент, получается новая точка «y». Координаты этих точек соединяются в линию. Огибающая этих отрезков создает красивые узоры. Это связано с эпициклоидами и отражениями света внутри кружки.

Две формы, которые вы, скорее всего, увидите в своей кружке, — это кардиоида (y = x * 2,000) («Кардио» означает «сердце», а «-oid» означает «подобный», поэтому «кардиоида» означает «похожий на сердце») (Кардиоид выглядит как сердце) и нефроид (y = x * 3,000) («Нефро» означает «почка», поэтому «Нефроид» означает «похожий на почку») (Нефроид выглядит как почка). #математика #опыты #геометрия #gif #анимация #видеоуроки #math #geometry

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ РОТАТОРЫ НЕБА: Почему первые истребители летали с «вращающимся» двигателем?

Сегодня разберем один из самых необычных ДВС в истории — ротационный двигатель (ротатив). Не путать с роторным Ва́нкеля! Здесь цилиндры и картер вращаются вокруг неподвижного коленвала, а воздушный винт наглухо прикручен к картеру.
Пик славы — Первая мировая война. Легенды: «Сопвич Кэмел», «Фоккер Dr.I» Манфреда фон Рихтгофена, французский «Гном». Да, тот самый рычащий, гремящий мотор, который трясет всем самолетом в кино — это он и есть.

⌛ Почему именно ротатив в авиации? (И почему не рядный?)

1. Охлаждение набегающим потоком — главная причина. Цилиндры мчатся в воздухе со скоростью винта, обеспечивая равномерное и эффективное воздушное охлаждение. Для рядного ДВС того времени это была огромная проблема — задние цилиндры перегревались, требовался тяжелый и сложный жидкостный радиатор.

2. Превосходное соотношение масса/мощность. Конструкция проще, компактнее. Минимум деталей, нет маховика (его роль выполняет массивный вращающийся блок цилиндров). Для хрупких деревянно-тряпичных самолетов — идеально.

3. Плавность работы. Вращающийся блок создавал мощный гироскопический эффект, что снижало вибрации (хотя и создавало другие особенности в пилотировании).

4. Не боялся низких температур. Бензин и масло подавались прямо в картер, не замерзали в длинных трубопроводах.

❌ А что же рядный двигатель? В начале XX века он был тяжелее, сложнее в охлаждении, менее надежен в воздушных условиях. Его время пришло позже, с развитием алюминиевых сплавов, эффективных радиаторов и нагнетателей.

⚠️ Минусы, которые убили ротатив:

1. Гироскопический момент. Огромный! Вращающаяся масса в сотни килограммов делала самолет очень устойчивым в одной плоскости, но крайне сложным в маневрировании в другой. Разворот налево и направо выполнялся с разной скоростью и усилием. Для новичков — смертельно опасно.

2. Чудовищный расход масла. Система смазки — прямой продувкой! Масло подавалось в картер вместе с топливом, сгорало и выбрасывалось в атмосферу. Расход — до 1 литра на бензин. Пилоты дышали парами касторового масла, которое, простите, давало известный «слабительный эффект».

3. Ограничение по мощности и размерам. С увеличением числа оборотов и диаметра блока ротационные силы разрушали конструкцию. Предел — около 200 л.с. и 1300 об/мин. Звездообразный двигатель с неподвижными цилиндрами и нагнетателем оказался мощнее.

4. Сложное управление. Не было дросселя в привычном виде! Мощность регулировали перекрыванием подачи топлива («контроль газа»), что вело к ненадежному зажиганию. Часто на посадке мотор просто выключали.

Ротативный двигатель — это гениальное инженерное решение для конкретных технологических и исторических условий. Он дал авиации мощный толчок, но стал тупиковой ветвью, уступив место более совершенным звездообразным и рядным моторам. А как думаете, есть ли у ротативной схемы шанс на реинкарнацию в современных беспилотниках или гибридных установках? #авиация #двигатели #инженерия #историятехники #ротативныйдвигател

Подборка очень интересных учебных видео о физике работе ДВС

🐝 «Nano Bee». Двигатель объемом 0,006 см³

Самый маленький четырехцилиндровый ДВС в мире

⏳ Звёздообразный или радиальный двигатель

⚙️ Сферически объемная роторная машина и ещё немного о необычных вариантах ДВС.

⚙️ Роторный двигатель

💥💨 Как работает двухтактный двигатель скутера

⚙️ Сравнение моторных масел

⚙️ Авиационный гироскоп

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

❄️ Почему под техникой разводят костер? Что нужно прогреть? 🔥

В условиях работы на крайнем севере костёр под машиной — частый случай. Цель — не прогреть всю машину, а ожидить загустевшие технические жидкости и разогреть металлические узлы до температур, при которых возможен запуск и работа.

▪️ 1. Моторное масло в картере двигателя (главная цель)

При температурах -30°C и ниже качественное всесезонное масло (5W-40) превращается в густой кисель или даже гель. При таком запуске масляный насос не может прокачать его по системе, двигатель первые секунды работает без смазки, что приводит к катастрофическому износу (задирам на вкладышах коленвала, распредвала, цилиндрах). Прогрев картера костром делает масло текучим и позволяет ему мгновенно попасть ко всем трущимся парам при запуске.

▪️2. Топливная система (особенно дизельные двигатели)

Дизельное топливо при сильных морозах парафинизируется (мутнеет, превращается в кашу). Фильтры и топливопроводы забиваются. Бензин тоже хуже испаряется, но проблема менее критична. Прогрев топливных фильтров, подводящих трубок и иногда самого топливного бака позволяет топливу снова стать текучим.

▪️3. Трансмиссионные масла (в КПП, мостах, раздаточной коробке)

Эти масла (особенно в механических КПП) еще гуще моторного. При попытке тронуться с места без прогрева можно порвать шестерни или срезать шлицы. Тягучее масло создает огромное сопротивление вращению, увеличивая нагрузку на стартер и двигатель.

▪️4. Аккумуляторная батарея (АКБ)

При -30°C эффективная емкость АКБ падает в 2 и более раза. Химические процессы в ней сильно замедляются. Она не может отдать ток, достаточный для прокрутки замерзшего мотора. Прогрев поддона (а косвенно и АКБ) увеличивает ее отдачу.

Что прогревают прежде всего? — Картер двигателя (поддон) и область вокруг топливного фильтра. Иногда направляют тепло и на КПП. Возникает вопрос: насколько опасно разогревание техники огнем? Крайне опасно, если делать это без опыта и соблюдения строгих правил. Это метод "на грани", к которому прибегают, когда другие способы (отапливаемый гараж, предпусковой подогреватель, электронный прогрев) недоступны.

Что может пойти не так?
1. Возгорание промасленной грязи и опилок на раме. Плавление и возгорание пластиковых и резиновых элементов (проводка, патрубки, шланги, сальники, антибрызговые щитки). Утечка топлива или масла из-за нагрева может привести к вспышке.
2. Перегрев и потеря прочности: Локальный нагрев ответственных металлических деталей (рычагов подвески, элементов рамы) может привести к изменению их структуры (отпуск металла) и потере прочности. Особенно опасен резкий перепад температур. Разрушение резиновых уплотнителей (сальников, сайлентблоков), что позже приведет к течам.
3. Прямая угроза взрыва — прогрев газового баллона (если машина на газовой установке). Пары бензина или скопившийся в выхлопной системе конденсат при резком нагреве могут воспламениться.

Прогрев техники открытым огнем — это архаичный, рискованный, но иногда единственно возможный в полевых условиях метод, к которому прибегают опытные механизаторы и водители. Он спасает технику от еще большего разрушения при "холодном запуске". #механика #двигатели #инженерия #физика #огонь

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🍑 Это персик или нектарин? Если вы запутались на кассе, нейросеть точно отличит сорта фруктов и овощей

Знаешь эту вечную проблему в супермаркете на весовой кассе? «Это что за сорт яблок?» — и начинается долгий поиск по базе. Для розничных сетей это не просто минута времени, а миллионы убытков. Но, кажется, решение пришло из мира open-source.

Инженер из Yandex Cloud, Сергей Нестерук, исследователи Сколтеха и ГУАП выкатили в открытый доступ крупнейший в мире датасет PackEat для компьютерного зрения в ритейле. И это не просто картинки из лаборатории.

Что внутри этого «монстра» данных?
▪️ 100+ тысяч фото, на которых больше 370 тысяч отдельных фруктов и овощей.
▪️ 34 вида и 65 сортов — от яблок и картошки до более экзотичных позиций.
▪️Все снимки сделаны в реальных магазинах, со всеми «прелестями»: товары в пакетах, навалом, с шумным фоном и частично перекрывают друг друга. То есть, условия — максимально реалистичные.

Зачем это все? Этот датасет — топливо для обучения нейросетей, которые смогут:
▫️ С ходу определять не только вид, но и сорт продукта.
▫️ Сегментировать каждый объект, даже если яблоки лежат горкой.
▫️ Автоматически считать количество единиц.
Исследования показывают, что точность таких моделей может достигать 92%, что в разы сокращает ошибки.

Где найти и использовать? Вся информация открыта:
1. Статья — в журнале Scientific Data.
2. Сам датасет изображений — на платформе Zenodo.
3. Код и примеры моделей — на Kaggle.

Это большой шаг к тому, чтобы «умные кассы» и системы учета перестали путать Аврору с Гренни Смит и начали реально экономить деньги бизнесу. А для разработчиков — отличный инструмент, чтобы создавать крутые retail-решения. #нейросети #компьютерноезрение #датасет #retailtech #ии #open_source