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ディープラーニング(深層学習)って何?

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近年,人工知能(AI)という言葉がマスコミを騒がせています。そのAIの実現手段のひとつが「ディープラーニング」です。このディープラーニングがどんなものかを見てみましょう。

次の図は数字1と2を表しています。われわれ人間には,すぐにわかります。

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しかし,人があたりまえと思っている判断を,機械に行わせようと思うと,困難を極めます。大きさも筆跡も濃淡も,変化に富んでいるからです。

実際,20世紀までは,文字や図形の識別に対処する理論の作成は挫折の連続でした。その理由はコンピューターに教え込もうとする論理をとったからです。たとえば,手書きの数字「2」をコンピューターに認識させようとするとき,2』とはこのような特徴を持ったもの」と教え込もうとしたのです。しかし,⁠教え込む」には,現実はあまりに複雑です。字の形があまりにも多様すぎるからです。

ところが,20世紀末になって画期的な方法が開発されしました。ニューラルネットワークと呼ばれるアルゴリズムです。動物の神経細胞を真似た人工ニューロンを積み重ね,ネットワークを作ります。そして,そのネットワークにたくさんの数字を読ませ,自ら学習させるのです。

ニューロン

ニューロン

ニューロンをまねた人工ニューロン

ニューロンをまねた人工ニューロン

この方法は大きな成功を収めます。特に,ニューラルネットワークを多層に構造化した「畳み込みニューラルネットワーク」と呼ばれる手法を用いると,人や猫ですらも,写真や動画の中から認識できるようになりました。ディープラーニングとはこのようなしくみで実現されたAI(人工知能)なのです。ちなみに,ディープラーニングは深層学習と直訳されます。

この画期的なディープラーニングのしくみを理解するには,大学レベルの数学の知識が必要になります。数学の知識を通してディープラーニングをしっかり理解したい人はディープラーニングがわかる数学入門をぜひお読みください。

一方で,高校生や,数学があまり得意でない大学生・社会人で,AIのしくみをもっとやさしく知りたいという方は,Excelでわかるディープラーニング超入門がおすすめです。この本では,むずかしい計算をExcelに肩代わりしてもらい,動かしながらディープラーニングのはたらきやしくみを知ることができます。初めてのAI学習におすすめです。

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