دراسة باستخدام Python · العمل الأصلي ديسمبر 2023

فيتامين C والسعرات.
ماذا تكشف البيانات؟

أي فاكهة تحتوي على أعلى تركيز من فيتامين C؟ حللت 7,793 غذاءً باستخدام Python، من تنظيف البيانات ومقارنة العناصر الغذائية إلى علاقة الماء بالطاقة ونمذجة السعرات. يشمل عمل 2023 مراجعة قابلة لإعادة التشغيل في 2026.

صورة تعبيرية لثمار الأسيرولا والجوافة على طبق أخضر
الأسيرولا والجوافة · صورة تعبيرية؛ النتائج مستمدة من بيانات المشروع.
7,793سجلًا غذائيًا
25فئة غذائية
3صيغ للانحدار الخطي OLS
100 غرامأساس موحد للمقارنة

ثلاث نتائج، ثم التفاصيل لمن يريد.

1,677.6

فيتامين C في الأسيرولا النيئة

ملغ لكل 100 غرام؛ أعلى قيمة مسجلة ضمن فئة الفواكه.

−0.895

ارتباط الماء والسعرات

ترتبط نسبة الماء الأعلى بكثافة طاقة أقل ضمن هذه البيانات.

13.55

خطأ RMSE في الاختبار

كيلو سعر حراري لكل 100 غرام للنموذج الموسّع، مع توضيح حدود التقييم.

أي فاكهة تحتوي على أعلى تركيز من فيتامين C؟

الأسيرولا النيئة: 1,677.6 ملغ لكل 100 غرام. يعتمد الترتيب على 349 سجلًا له قيمة مسجلة لفيتامين C من أصل 355 ضمن فئة الفواكه وعصائرها. تظل القيم الست المفقودة غير معروفة. النتيجة خاصة بهذه البيانات؛ والطازج والعصير والمجفف أشكال مختلفة.

استكشف ترتيب الفواكه والكود المصحح ←

أعلى خمسة سجلات للفواكه في فيتامين C: تتصدرها الأسيرولا النيئة بتركيز 1,677.6 ملغ لكل 100 غرام
أعلى خمسة سجلات في فئة الفواكه وعصائرها. تبقى الأشكال النيئة والعصائر والمجففة منفصلة؛ يحتفظ اسم العنّاب بصياغة المصدر «fresh, dried».

بدأ التحليل ضمن مسابقة تعلّم على DataCamp: استكشاف تركيب الأغذية، وتحديد مصادر فيتامين C، ودراسة العلاقة بين الماء والسعرات، وبناء نماذج خطية للطاقة. وسّعت النموذج الأساسي بإضافة الفئات الغذائية والتفاعلات والكحول والألياف.

تتضمن البيانات تسعة حقول للعناصر الغذائية والطاقة، إلى جانب معرّفات الأغذية وأوصافها وفئاتها. تُقاس القيم لكل 100 غرام لتكون المقارنة على أساس كتلة موحدة.

المصدر: مجموعة DataCamp بعنوان «What Foods Are the Most Nutritious?»، المعدّلة من USDA FoodData Central. يعود نشر تحليلي إلى 11 ديسمبر 2023. كانت مسابقة تعليمية دون تحكيم؛ المشاركة لا تعني الحصول على جائزة.

تجهيز البيانات

حوّلت نصوصًا مثل «5.88 g» و«307.0 kcal» إلى قيم رقمية، وفحصت القيم المفقودة، ولخصت الفئات الغذائية، ورسمت العلاقات بين العناصر الغذائية.

تحافظ المراجعة على القيم المفقودة حتى تحدد كل خطوة تحليلية كيفية التعامل معها. قيمة الكحول مفقودة في 2,394 سجلًا؛ تعويضها بصفر مباشرة يضيف افتراضًا غير مثبت.

ارتباط ملاحظ: معامل ارتباط بيرسون بين الماء والسعرات يساوي −0.895 في هذه البيانات. ترتبط نسبة الماء الأعلى عمومًا بكثافة طاقة أقل لكل 100 غرام.

الماء والسعرات في 7,793 سجلًا غذائيًا؛ معامل ارتباط بيرسون سالب 0.895
علاقة وصفية بين الأغذية، ولا تقيس نتائج صحية.

بداية واضحة وقابلة للفحص

استخدمت الصيغة الأولى البروتين والدهون والكربوهيدرات لتفسير السعرات، دون ثابت انحدار. أعادت المراجعة إنتاج المعاملات المحفوظة: 4.137 للبروتين، و 8.844 للدهون، و 3.854 للكربوهيدرات، بوحدة كيلو سعر حراري لكل غرام.

أضاف الدفتر الأصلي تأثيرات الفئات وتفاعلاتها، ثم الكحول والألياف. كانت الأخطاء المعيارية المتبقية المحفوظة 16.68 و13.89 و8.14 كيلو سعر حراري. تصف هذه الأرقام ملاءمة بيانات التدريب، ولا تقيس التنبؤ بأغذية جديدة.

مقارنة على بيانات اختبار منفصلة

تستخدم المراجعة الصفوف نفسها لكل النماذج: 5,334 سجلًا بسعرات موجبة ومدخلات نموذج مكتملة. ينتج التقسيم الثابت داخل كل فئة 4,278 صفًا للتدريب و1,056 للاختبار. لا يُستبعد الصف بسبب نقص الكوليسترول أو فيتامين C لأنهما ليسا من مدخلات النماذج.

خطأ RMSE على بيانات الاختبار: 15.38 للأساسي، و15.71 لتفاعلات الفئات، و13.55 للكحول والألياف
القيم بالكيلو سعر لكل 100 غرام، على صفوف الاختبار نفسها. القيم الأقل تعني خطأ تنبؤ أقل في هذا التقسيم.
صيغة النموذجمتوسط الخطأ المطلق MAEجذر متوسط مربع الخطأ RMSEالرتبة / عدد الأعمدة
العناصر الغذائية الكبرى6.8615.383 / 3
تفاعلات الفئات6.0415.71100 / 100
تفاعلات الكحول والألياف4.7013.55126 / 150

تقاس قيم MAE وRMSE بكيلو سعر حراري لكل 100 غرام. هذه نتائج مراجعة 2026، وليست نتائج التقديم الأصلي.

تزيد إضافة تفاعلات الفئات وحدها RMSE قليلًا في هذا التقسيم. تخفض إضافة الكحول والألياف القيمة إلى 13.55، لكن مصفوفة التفاعلات الكاملة ناقصة الرتبة: 126 من أصل 150 عمودًا. لذلك يتطلب تفسير المعاملات الفردية الحذر.

تنزيل مقارنة النماذج بصيغة CSV

جودة الملاءمة تحتاج إلى سياق

المقارنة على بيانات الاختبار تحقق داخلي من قابلية إعادة التشغيل. قد تظهر منتجات متشابهة في التدريب والاختبار، وقد يؤدي اختيار الحالات المكتملة إلى تحيز. هذا عمل تعلّم استكشافي، ولا يمثل نظامًا سريريًا أو إنتاجيًا للتنبؤ.