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AI用語集

No.004|モデル(Model)って何? 

伴菜と美月のAI用語集

美月の「これってどういう意味?」

美月:「ねえ、ハンナ。AIの勉強をしていると『モデル』って言葉がよく出てくるんだけど、モデルって何なの?」

伴菜:「簡単に言うと、入力されたデータをもとに、予測や判断などを行うための仕組みのことなの。例えば、猫と犬の写真を見分けるAIを考えてみようか」

美月:「写真を見せるだけで、猫か犬か分かるの?」

伴菜:「そうよ。たくさんの猫と犬の写真を使って学習したモデルなら、新しい写真を見せたときに、猫なのか犬なのかを予測できるの」

美月:「へえ! じゃあ、モデルって、見せられた写真を全部覚えているってこと?」

伴菜:「そういうわけではないのよ。学習では、写真に含まれる特徴やパターンを捉えられるように、モデルの内部にある数値を調整していくの。だから、初めて見る写真でも判断できることがあるのよ」

美月:「なるほど! じゃあ、ChatGPTにもモデルがあるの?」

伴菜:「もちろん。ChatGPTも大規模言語モデル、つまりLLMと呼ばれる種類のモデルを使っているの。文章の続きを予測する仕組みを利用して、質問への回答や文章の作成をしているのよ」

美月:「そっか! モデルって、AIが予測や判断をするための中心的な仕組みなんだね!」

伴菜:「そのとおり。ただし、モデルにもいろいろな種類があって、何を予測するか、どんなデータを扱うかによって仕組みも違うのよ」

図で理解しよう

学習済みのAIモデルに新しいデータを入力すると、モデルがそのデータを処理し、予測結果を出力する。

例えば、猫と犬を分類するモデルでは、次のような流れになる。

ニューラルネットワークを使ったモデルでは、入力された情報が複数の層を通じて処理され、最終的な予測結果が計算される。

ニューラルネットワークはモデルを実現する方法の一つであり、すべてのAIモデルがニューラルネットワークを使用しているわけではない。

もう少し詳しく

技術的な定義

モデル(Model)とは、入力データから予測、分類、生成などの結果を出力する数学的・計算的な仕組みです。

機械学習では、学習データを使ってモデルのパラメータを調整し、データに含まれるパターンや関係性を捉えます。学習済みモデルは、新しいデータに対して推論を実行できます。

モデルとアルゴリズムは同じではない

モデルとアルゴリズムは、似ているようで異なる概念です。

アルゴリズムとは、問題を解決するための手順や計算方法のことです。

一方、モデルは、入力されたデータから予測や判断などを行うための仕組みです。

例えば、猫と犬を見分けるAIでは、学習アルゴリズムによってモデルのパラメータを調整します。

そして、学習が終わったモデルに新しい写真を入力すると、その写真が猫なのか犬なのかを予測します。

つまり、アルゴリズムは処理の手順、モデルは予測や判断を行う仕組みと考えると理解しやすいでしょう。

学習と推論は別の処理

AIモデルを理解するうえで重要なのが、「学習(Training)」と「推論(Inference)」の違いです。

学習(Training) は、データを使ってモデルのパラメータを調整する処理です。

推論(Inference) は、学習済みモデルに新しいデータを入力し、予測や分類などの結果を得る処理です。

例えば、猫と犬の写真を大量に使ってモデルを学習させるのが「学習」です。

そのモデルに初めて見る写真を入力して、猫か犬かを予測させるのが「推論」です。

なお、モデルは必ずしも正しい結果を出すとは限りません。学習データの品質や量、モデルの構造、学習方法などによって予測精度は変わります。

関連するAI用語

  • 機械学習(Machine Learning)
  • アルゴリズム(Algorithm)
  • 学習(Training)
  • 推論(Inference)
  • ニューラルネットワーク(Neural Network)
  • パラメータ(Parameter)

この用語が登場する記事

3 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?

30 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?


美月:「モデルって、AIが学習したことを使って、新しいデータを予測したり判断したりする仕組みなんだね!」

伴菜:「そうよ。そして、モデルがどうやって学習するのかを理解すると、AIの仕組みがもっとよく分かるようになるわ。次は『学習』についても見ていこうね」

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No.003|ディープラーニング(Deep Learning)って何?

伴菜と美月のAI用語集

美月の「これってどういう意味?」

美月:「ハンナ、ディープラーニングもデータから学習するんでしょ? それって機械学習と同じじゃないの?」

伴菜:「そうね。ディープラーニングは機械学習の一種だから、基本は同じなの。でも、学習の仕組みに特徴があるのよ」

美月:「どんな特徴?」

伴菜:「例えば、猫の写真を見分けるとき、従来の機械学習では、人間が耳の形や目の位置など、判断に役立つ特徴を選んでから学習させる方法があるの」

美月:「じゃあ、ディープラーニングは?」

伴菜:「ディープラーニングでは、写真を使って学習する中で、どんな特徴が猫を見分けるのに役立つかも学習できるの。しかも、何層にも重なった計算の仕組みを使って、複雑な特徴を捉えられるのよ」

美月:「なるほど! 人間が特徴を選ぶ方法もあるけど、ディープラーニングは特徴を見つけるところから学習できるんだね!」

伴菜:「そのとおり。ただし、従来の機械学習でも特徴を自動的に見つける方法はあるから、そこだけが絶対的な違いではないのよ」

図で理解しよう

もう少し詳しく

ディープラーニング(深層学習)は、何層にも重なったニューラルネットワークを使う機械学習の一種です。

データから判断に役立つ特徴を段階的に学習できるため、画像認識、音声認識、文章の処理などで広く利用されています。

ポイント:機械学習は大きな分類、ディープラーニングはその中の特定の方法です。

関連するAI用語

  • AI(人工知能)
  • 機械学習(Machine Learning)
  • ニューラルネットワーク
  • モデル(Model)

関連記事

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No.002|機械学習(Machine Learning)って何?

伴菜と美月のAI用語集

美月の「これってどういう意味?」

美月:「ハンナ、AIの説明で『機械学習』って出てきたよね。機械が勉強するって、どういうことなの?」

伴菜:「機械学習は英語で Machine Learning、略してMLと呼ばれるの。コンピューターがデータからパターンや規則性を学び、それを使って予測や判断をする技術なのよ」

美月:「人間が一つずつルールを教えなくてもいいの?」

伴菜:「そういうこと。例えば迷惑メールを判定するとき、人間が『この単語が入っていたら迷惑メール』というルールを全部書く代わりに、たくさんのメールを使って、迷惑メールの特徴をモデルに学習させることができるの」

美月:「じゃあ、メールをたくさん見せれば、勝手に賢くなるの?」

伴菜:「そこは少し違うわね。学習に適したデータや学習方法を用意する必要があるし、間違ったデータで学習すると、正しく判定できなくなることもあるのよ」

美月:「なるほど。データの質も大切なんだね!」

伴菜:「そのとおり。そして、学習した結果を新しいメールの判定に使うことを『推論』というの。学習と推論は区別して覚えておくといいわ」

図で理解しよう

もう少し詳しく

技術的な定義

機械学習(Machine Learning)とは、データから規則性や関係性を学習し、明示的にすべての判断ルールを記述することなく、予測・分類・意思決定の支援などを行う技術です。

機械学習は、AIを実現する代表的な手法の一つです。

機械学習の代表的な3つの種類

1. 教師あり学習(Supervised Learning)

入力データと正解ラベルの組を使って学習する方法。

例:迷惑メール判定、住宅価格の予測。

2. 教師なし学習(Unsupervised Learning)

正解ラベルを与えず、データの構造や特徴を見つける方法。

例:顧客のグループ分け、データの次元削減。

3. 強化学習(Reinforcement Learning)

エージェントが環境と相互作用し、報酬を手がかりに行動方針を学習する方法。

例:ゲームのプレイ戦略、ロボットの制御。

機械学習とディープラーニングの違い

ディープラーニングは、多層のニューラルネットワークを用いる機械学習の一分野です。

つまり、すべてのディープラーニングは機械学習に含まれますが、すべての機械学習がディープラーニングというわけではありません。

機械学習が苦手なこと

機械学習は万能ではありません。

  • 学習データに偏りがあると、予測結果にも偏りが生じる可能性があります。
  • 学習時と実際の利用時でデータの傾向が変わると、性能が低下する場合があります。
  • 学習データに過度に適合する「過学習」が起きることがあります。

モデルの性能は、学習データとは別の検証用・テスト用データなどを使って評価することが重要です。

関連するAI用語

  • AI(人工知能)
  • ディープラーニング(Deep Learning)
  • モデル(Model)
  • 学習(Training)
  • 推論(Inference)
  • 教師あり学習
  • 教師なし学習
  • 強化学習
  • 過学習(Overfitting)

この用語が登場する記事

3 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?

30 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?


美月:「機械学習って、データを使って判断の仕組みを作ることなんだね!」

伴菜:「そうよ。そして、その学習済みの仕組みが『モデル』なの。次はディープラーニングについても学んでみましょう!」

カテゴリー
AI用語集

No.001|AI(人工知能)って何?

伴菜と美月のAI用語集

美月の「これってどういう意味?」

美月:「ハンナ、そもそもAIって何の略なの? 最近どこでも聞くけど、ChatGPTみたいなものを全部AIって呼ぶの?」

伴菜:「AIは Artificial Intelligence の略で、日本語では『人工知能』というの。ChatGPTもAIの一つだけど、AIはもっと広い概念なのよ」

美月:「えっ、ChatGPT以外にもAIってあるの?」

伴菜:「もちろん! 例えば、写真に写っているものを認識したり、迷惑メールを判定したり、将来の売上を予測したりする技術もAIに含まれるの」

美月:「じゃあ、AIって人間みたいに考えるコンピューターのこと?」

伴菜:「そうイメージすると分かりやすいけど、必ずしも人間と同じように考えているわけではないの。人間の知的な活動に関係する認識、推論、予測、言語処理などを、コンピューターで実現しようとする技術や研究分野のことなのよ」

美月:「なるほど! AIって、ChatGPTだけを指す言葉じゃないんだね!」

伴菜:「そのとおり。それに、AIがすべて自分で学習するわけでもないの。人間が決めたルールに基づいて判断するAIもあるのよ」

図で理解しよう

AIという大きな分野の中に、機械学習があり、その機械学習の中にディープラーニングがある。

もう少し詳しく

技術的な定義

AI(Artificial Intelligence)とは、認識、推論、学習、意思決定、言語処理など、人間の知的活動に関連する機能をコンピューターで実現する技術・研究分野の総称です。

AIには世界共通の単一の定義があるわけではなく、研究分野や利用目的によって説明の仕方が異なります。

AIと機械学習は同じではない

機械学習はAIを実現するための代表的な手法の一つです。

機械学習ではデータからパターンを学びますが、AIには専門家の知識や人間が定義したルールを使って判断する方式もあります。

AIを使わない方がよい場合もある

例えば、税率と計算方法が決まっている税込金額の計算には、通常のプログラムを使う方が適しています。

AIは何にでも使えばよいというものではなく、目的に合った技術を選ぶことが大切です。

関連するAI用語

  • 機械学習(Machine Learning)
  • ディープラーニング(Deep Learning)
  • ルールベースAI
  • モデル(Model)
  • 学習(Training)
  • 推論(Inference)

この用語が登場する記事

3 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?

30 Minutes AI 第1話|AIって、そもそも何?


美月:「AIって、思っていたよりずっと広い世界なんだね!」

伴菜:「そうよ。これから一つずつ学んでいけば、いろいろなAIの違いも分かるようになるわ」