AIやディープラーニングと深く関わり
機械学習(Machine Learning)は、コンピューターに膨大なデータを読み込ませ、データの中のパターンを学習することで未知のデータを分析するルールを習得する技術です。
この技術はAIの一部として位置づけられ、金融工学、画像処理、自動運転、生物学などさまざまな領域に影響を与えています。機械学習は、データを分析する手法の一つであり、コンピューターが自動的に学習し、データの背後にあるルールやパターンを発見します。
近年、予測や判断に焦点が当てられ、AIやディープラーニングと深く関わり、多くの注目を浴びています。
この技術は、人間や動物が経験を通じて学習する自然なプロセスをコンピューターに取り入れたデータ解析手法と言えます。
未知のデータを予測する技術
ディープラーニングは機械学習の一環です。従来の機械学習とは異なり、学習の精度が向上し、自動化も進化しています。
機械学習は、学習データを利用してコンピューターがテストデータや最終的には現実社会で使用されるデータを分類するためのモデルを構築します。
人工知能(AI)は最も広範な概念の一つであり、機械学習はAIの一環となっております。ディープラーニングもAIの一部であり、機械学習のアルゴリズムでもございます。機械学習とディープラーニングの違いを簡潔に述べると、情報処理能力や速度の違いが挙げられます。
機械学習とディープラーニングの相違を理解するためには、機械学習の基本的概念を把握することが欠かせません。機械学習は、プログラムがデータから学習し、その経験を基に未知のデータを予測する技術です。
一方、ディープラーニングは、膨大なデータから特徴を自動的に学習する能力を有しており、複雑なパターンや関係性を洞察する優れた力を持っています。
ニューラルネットワークが組み込まれ
ディープラーニングは、機械学習で必要とされる特徴量をマニュアルで開発する手順を必要としません。
この技術は、人間の手を必要とせず、データがディープラーニングアルゴリズムに入力され、AIが自動的にデータの出力を決定するために有益な特徴を学習します。
ディープラーニングでは、人間の神経細胞に似たニューラルネットワークが組み込まれており、このような高度な学習が可能です。
そのため、ディープラーニングは「人工知能」を実現するためのデータ分析技術の1つであり、「機械学習」における代表的な分析手法として位置付けられています。
ニューラルネットワークの技術を活用することで、膨大な特徴量を自動で習得するため、高い精度で予測や分類が実行可能です。特に音声や言語、画像認識の分野で幅広く利用され、その効果は多くの分野で注目を浴びています。
機械学習の手法
機械学習の手法は3つに分けられます:「教師あり学習」と「教師なし学習」、「強化学習」。
教師あり学習(Supervised Learning)は、読み込まれたデータから「入力と出力の関係」を学習し、データの相互関係を理解する手法です。この手法では、学習データには事前に「正解」ラベルが付与され、コンピューターはそのラベルを参考にデータの特徴を識別し、能力を高めていきます。
一方、教師なし学習(Unsupervised Learning)は、ラベルのない学習データから、データの関係を把握する学習手法です。2012年にGoogleが教師なし学習により猫を認識できるAIを開発した際、大きな話題となりました。Web上の画像や動画を1週間分のデータから、「猫」という特定物を認識しました。このように、教師なし学習はデータパターンを捉え、未知のデータに対しても予測や識別を可能にします。
強化学習は、教師あり・なし学習とは異なり、システム自身が試行錯誤しながら精度を高めていく学習手法です。この手法は、最初から正解データが与えられるのではなく、環境とのやり取りを通じて行動を学習します。
例えば、ロボットの歩行距離を伸ばすために、ロボット自身が新たな歩き方を試行錯誤し、最適な方法を見つけ出すという特徴があります。このように、強化学習は自己学習を通じて成長していく点が重要です。
Google社のAI、AlphaGoが囲碁のプロ棋士を打ち負かしたことは、強化学習の優れた成果の一例です。
AlphaGoは、将来の価値を最大化することを学ぶモデルであり、正解が与えられるのではなく、自己学習を通じて行動を決定します。
囲碁のように、予測が難しい場面でも学習が可能なため、人間を凌駕する能力を身につける可能性があります。強化学習の応用は、将来的にさまざまな分野で革新を遂げることが期待されています。
膨大なデータから的確な解答を導き出すことが可能
機械学習のメリットは、多くのデータを扱う際に発揮されます。この技術は、膨大なデータから的確な解答を導き出すことが可能です。
機械学習アルゴリズムは、データの中に潜む自然なパターンを見つけ出し、重要な洞察を引き出して、意思決定や予測の精度向上に寄与します。
医療診断や株式取引、エネルギー負荷予測などの重要分野で、この技術が活用されています。例えば、メディアポータルは、ユーザーに最適な歌や映画を提供するために機械学習を活用しています。
同様に、小売業者も、顧客の購買行動を分析するために機械学習を活用しています。機械学習では、予測の精度が最も重視され、予測の正確性が前面に出されます。
そのため、予測モデルの構築においては、時には妥当性や納得性が欠けることもあります。機械学習は、従来の統計学とは異なり、新たな発見や高い精度の予測モデルを構築する可能性を秘めています。