機器學習:Django中的糖尿病預測專案


近年來,機器學習在各個行業引發了革命,醫療保健領域當然也不例外。透過利用海量資料和演算法的強大功能,機器學習使我們能夠開發預測模型,這些模型在疾病檢測和管理中發揮著至關重要的作用。在本文中,我們將深入機器學習的世界,探索使用 Django(一個高階 Python Web 框架)創建出色的糖尿病預測專案的過程。透過利用 Django 的固有靈活性並整合機器學習演算法,我們可以構建一個異常強大的應用程式,能夠根據使用者輸入預測糖尿病的可能性。該專案證明了機器學習在醫療保健領域巨大的潛力,為早期干預和個性化醫療保健提供了真正寶貴的工具。加入我們,踏上這段引人入勝的旅程,我們將結合尖端技術和 Web 開發來解決影響全球人民的最普遍疾病之一。

步驟 1:設定 Django 專案

首先,讓我們為糖尿病預測應用程式設定 Django 專案。現在啟動您的終端或命令提示符並輸入以下命令

$ django-admin startproject diabetes_prediction
$ cd diabetes_prediction

此命令將建立一個名為“diabetes_prediction”的新 Django 專案,並自動導航到專案目錄。

步驟 2:建立糖尿病預測應用程式

在 Django 中,應用程式是一個自包含的模組,表示專案中的特定功能。要建立我們的糖尿病預測應用程式,請在終端中執行以下命令

$ python manage.py startapp prediction

此命令將生成一個名為“prediction”的新應用程式。現在,我們需要在專案中配置該應用程式。我們將開啟 diabetes_prediction/settings.py 檔案並將“prediction”新增到 INSTALLED_APPS 列表中。

步驟 3:構建機器學習模型

我們的糖尿病預測專案中包含機器學習模型。為了訓練分類器來處理糖尿病資料集並進行準確預測,我們將利用 scikit-learn 庫。為此,我們建立一個名為 prediction/ml_model.py 的新檔案,幷包含以下程式碼

import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier

class DiabetesPredictor:
    def __init__(self):
        self.model = None
        self.features = ['feature1', 'feature2', 'feature3', ...]  # Replace with actual feature names

    def train(self):
        data = pd.read_csv('diabetes.csv')  # Replace with your dataset file

        X = data[self.features]
        y = data['target']

        X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

        self.model = RandomForestClassifier()
        self.model.fit(X_train, y_train)

    def predict(self, input_data):
        input_df = pd.DataFrame([input_data], columns=self.features)
        prediction = self.model.predict(input_df)
        return prediction[0]

請確保將“feature1”、“feature2”、“feature3”……替換為資料集中的實際特徵名稱。

步驟 4:建立 Django 檢視和模板

Django 中的檢視管理使用者請求並提供響應。讓我們構建一個想法來管理表單提交併顯示預測結果。透過開啟 prediction/views.py 檔案,將以下程式碼新增到其中

from django.shortcuts import render
from .ml_model import DiabetesPredictor

def predict_diabetes(request):
    if request.method == 'POST':
        predictor = DiabetesPredictor()
        predictor.train()

        input_data = {
            'feature1': request.POST['feature1'],
            'feature2': request.POST['feature2'],
            'feature3': request.POST['feature3'],
            ...
        }  # Replace with actual feature names

        prediction = predictor.predict(input_data)

        return render(request, 'prediction/result.html', {'prediction': prediction})

    return render(request, 'prediction/form.html')

步驟 5:設定 URL 路由

Django 中的 URL 路由將 URL 對映到檢視,允許使用者訪問 Web 應用程式中的不同頁面和功能。讓我們為我們的糖尿病預測專案配置 URL 路由。

以下是一個示例程式碼

from django.urls import path
from . import views

app_name = 'prediction'

urlpatterns = [
    path('', views.predict_diabetes, name='predict_diabetes'),
]

此程式碼片段透過匯入所需的函式和模組、為根 URL 定義 URL 模式、將其與特定檢視函式關聯以及為引用分配唯一名稱來配置 Django 中的 URL 路由。當用戶訪問根 URL 時,檢視函式處理請求並生成響應。

步驟 6:建立 HTML 模板

接下來,我們將為我們的 Web 應用程式建立 HTML 模板。導航到 prediction 目錄後,我們建立一個名為“templates”的新目錄。我們將 form.html 和 result.html 兩個新檔案新增到 templates 目錄中。

在 form.html 中,新增以下程式碼

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Diabetes Prediction</title>
</head>
<body>
    <h1>Diabetes Prediction</h1>

    <form action="{% url 'prediction:predict_diabetes' %}" method="POST">
        {% csrf_token %}
        <label for="feature1">Feature 1:</label>
        <input type="text" name="feature1">

        <label for="feature2">Feature 2:</label>
        <input type="text" name="feature2">

        <label for="feature3">Feature 3:</label>
        <input type="text" name="feature3">

        <!-- Add more input fields for other features -->

        <button type="submit">Predict</button>
    </form>
</body>
</html>

在 result.html 中,新增以下程式碼

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Diabetes Prediction Result</title>
</head>
<body>
    <h1>Diabetes Prediction Result</h1>

    <p>Prediction: {{ prediction }}</p>
</body>
</html>

步驟 7:執行應用程式

最後,是時候執行我們的糖尿病預測應用程式了。

以下是一個執行應用程式的示例程式碼

$ python manage.py runserver

在我們的 Web 瀏覽器中訪問以下 URL:https://:8000/prediction/。當我們到達網頁時,將顯示一個互動式表單,允許我們輸入所需的資訊。當我們填寫表單並提交時,程式會處理資料並立即顯示預測結果。

結論

總之,我們演示了使用 Django 中的機器學習開發糖尿病預測專案的流程。透過利用 scikit-learn 和 Django 的強大功能,我們能夠建立一個互動式 Web 應用程式,可以根據輸入特徵預測一個人患糖尿病的可能性。透過設定 Django 專案、構建機器學習模型、建立檢視和模板以及執行應用程式的步驟,我們展示瞭如何將機器學習和 Web 開發的世界結合起來。有了這些知識,您現在可以開始自己的專案,利用 Django 的多功能性和機器學習的預測能力。

更新於:2023年7月25日

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