AI・人工知能【用語解説】小学生”夏休み”自由研究「コピペでOK」使用してどうぞ!!「機械学習・ディープラーニングってなに??」

AI・人工知能【用語解説】小学生”夏休み”自由研究「コピペでOK」使用してどうぞ!!「機械学習・ディープラーニングってなに??」


人工知能・AIを学ぼう

夏休みの自由研究の題材にどうぞ

学生の夏休みも折り返し地点を通過。後半戦が始まっている。

海に山にキャンプにイベントにと、遊びにレジャーに大忙しの毎日だが、どどーんと積まれた夏休みの宿題、キチンとこなしているだろうか?



時代の流行に乗って「夏休みの自由研究」に人工知能・AIを扱いたいキッズたちも多いはず。

だが「お父さん、人工知能ってなに??」と、聞かれた時に、わかりやすく簡単に説明できるかは、ちょっと疑問・・・

「これのことだよ」と、AI美少女「古瀬あい」を見せたりして娘さんにドン引きされたらさあタイヘン。

最終的には子供の夏休みの宿題の「お手伝い」をしなくてはいけなくなる可能性大のお父さん、お母さんにむけて「コピペでもOK!」な、わかりやすい「人工知能・AIとは?」を説明しよう。

なお、コピペして研究発表に使っても大丈夫なように、今回の文章は口調がいつもと違うので、お戸惑いなさらないように。

人工知能・AIとは?

AIとは「artificial intelligence(アーティフィシャル・インテリジェンス)」の頭文字をとって「AI」と略したもので「人工知能」という意味です。

人工知能とはおおまかに「人間の脳をコンピューターで再現する」ことを指し、その方法の種類には「機械学習」と「ディープラーニング」という2つのものが代表としてあります。

機械学習

機械学習とは「問題と答え」でワンセットとなるデータをいくつもコンピューターに記憶させ、その記憶を元に「新たな問題」に対する「新たな答え」をコンピュターに判断させることです。

例えばコンピューターに画像を見せて、

・雪、白鳥、牛乳 → 白い

・海苔、カラス、コーヒー → 黒い

と記憶させます。

その記憶を元に「松崎しげる」の写真を見せると、コンピューターは、

「黒い」

と答えを判断します。

エッセンシャル・ベスト 松崎 しげる

エッセンシャル・ベスト 松崎しげる

ディープラーニング

ニューロン・ニューラルネットワークとは?

人間がなにかを見たり聞いたりしたとき(認識したとき)に、それが「なんであるのか?」という答えを出すまでの仕組みを「ニューロン」といいます。

例えば、リンゴを見たとき人間は「丸い」「赤い」「果物」「小さい」といった情報を瞬間的に認識して「これはリンゴだな」という答えを脳が判断します。

これがサクランボだと「丸い」「赤い」「果物」「とても小さい」というようになります。

リンゴとサクランボの認識の違いは「小さい」か「すごく小さい」の差です。

ニューロンは、このような「大きさ」「カタチ」「色」「種類」などのジャンルによって分けられた階層のなかから、記憶の中の「近いもの」「似ているもの」から答えを判断する仕組みのことです。

一度も食べたことのない料理でも、色や臭いから「これはとても辛そうだな」と勝手に味を連想してしまうのは、ニューロンの仕組みにより、これまでの記憶から答えを判断しているからです。

このような人間の脳の仕組みをコンピューターに置き換えたものが「ニューラルネットワーク」というものです。

ディープラーニングへの進化

ニューラルネットワークの歴史は1980年頃からありましたが、コンピューターの処理スピードが遅かったので4階層ほどの分析による判断しかできませんでした。

先ほどの例として挙げたリンゴやサクランボについては、大雑把なもので、本来人間はもっと多くの階層から答えを判断しています。

同じ鳥でも「カラスと白鳥」なら色や大きさカタチが大きく違うので区別がつくでしょうが「阿佐ヶ谷姉妹」のように類似点の多い人物を区別するとなると、4階層では足りません。ただし、姉妹は姉妹でも「有村架純姉妹」なら4階層で区別はつくと思います。

有村架純1st写真集「深呼吸-Shin・Kokyu-」 有村藍里写真集『i』

以前のコンピューターによるニューラルネットワークは正しい答えが判断しづらい(間違えやすい)ものでありました。

しかし2010年台に入り、コンピューターの処理スピードが速くなったことから、100〜150階層のニューラルネットワークによる分析からの判断ができるようになり、正しい答えを判断しやすく(間違えにくく)なりました。

ニューラルネットワークは以前よりも階層が「Deep(ディープ)」深くなったことから「ディープラーニング」とも呼ばれるようになりました。

人工知能による技術

機械学習、ディープラーニングの発達により人工知能・AIは様々な新しい技術を生み出しました。

それらの一部を紹介します。

映像認識・画像認識技術

画像や映像に写っているものが「なんなのか?」をコンピューターが判断します。

有名人やインターネット上に画像が多く存在するものであれば「誰なのか?」まで判断できてしまいます。

言語解析技術

文章や、人間がしゃべった言葉をコンピューター解析し、意味を判断します。

質問に対しての回答となる文章を、コンピューターが判断し、人間に伝えます。

クラス分類技術

コンピューターに与えた画像やデータが、どの分類(カテゴリー・ジャンル)に当てはまるのか? 判断してくれます。

特徴抽出技術

映像・画像、文章、音声、音楽などのデータから、そのものがもつ「特徴がなんであるのか?」「違いはなにか?」をコンピューターが見分けてくれます。

回帰分析技術

過去の複数のデータをコンピューターに与えることで、未来のデータを予測判断してくれます。

様々な場面で活躍するAI技術

人工知能・AIの技術は様々な場面で活躍をしています。

それらの一部を紹介します。

自動運転

自動車やドローンの自動運転に「映像認識・画像認識技術」が応用されています。

カメラから映し出された映像に「なにが写っているのか?」「道はどこへ向かっているのか?」「道路標識になにが書いてあるのか?」などを判断し、自動的にハンドルを動かしたり、衝突を回避したり、交通ルールを守ったりすることを行なってくれます。

参考リンク

e-Palette:トヨタ自動車「東京五輪」に【イーパレットなど】3,000台のモビリティ車両を提供!! 自動運転車市場の国内覇権はどのメーカーに!?

ZMP:自動運転タクシーに試乗できる? 宅配AIロボットも紹介【競争激化する自動運転車市場】

医療研究

「映像認識・画像認識技術」を使用し、レントゲンやMRIの写真や映像から、患者の病気を診断しています。

がん細胞の検出は、ベテランの医師でも見逃す場合がありますが、高い正解率で人工知能・AIはがん細胞を発見することが出来ています。

防犯

「映像認識・画像認識技術」「特徴抽出技術」を使用し、防犯カメラの映像から通常ではありえないような行動をする人物を特定したりできます。それにより店内での万引きや、群衆の中でのテロ活動を抑止することができます。

参考リンク

Panasonic:警視庁が特別警備「AI起用」人工知能が街中を監視する安心? 不安? な未来がやってくる!!

Eye in the Sky:サッカーフーリガン暴動対策にも「ドローンと人工知能AIによる群衆監視」新幹線殺傷事件のような悲劇を繰り返さない未来

音声アシスタントAI

「言語解析技術」を使用し、声でコンピューターを操作することができます。

スマートスピーカーは、音声で照明やエアコンの操作ができます。

参考リンク

Google:AIが「音声で会話」電話予約する【Duplex】発表! 会社をサボる電話もAIがしてくれる未来がくる!?

ハライチ岩井勇気:スマートスピーカーに「烏骨鶏(うこっけい)Google」

写真や音楽の仕分け

「クラス分類技術」を使用して、パソコンの中にある写真データを「自分の写っている写真」「家族の写っている写真」といったカテゴリー分けを自動的に行なってくれます。

同じように、音楽データを「曲調の速い曲」「女性ボーカルの曲」などのようなカテゴリー分けを自動的に行ってくれます。

スポーツの試合結果予想

「回帰分析技術」を使用して、過去の試合の勝敗データから、今後行われる試合の勝敗予想をコンピューターが判断してくれます。

参考リンク

人工知能・AIが解析「ドイツ?ブラジル? もしかして日本?」ワールドカップ直前 優勝チーム予想!!

まとめ

ぼく(わたし)は、夏休みの自由研究として「人工知能・AI」を学ぶことにしました。

人工知能というと、マンガや映画で「暴走して人間の敵になる」ような印象をもっていましたが、調べていくうちに、まだまだそんなことにはならなそうだな、ということがわかりました。

それよりも敵ではなく、とても大事な味方になると思いました。

人間とコンピューターの大きな違いは、コンピューターは疲れないことです。

お父さんはいつもお仕事でヘトヘトになって帰ってきます。ですが、コンピューターはお仕事をいくらこなしても疲れるということはありません。

早く、お父さんのかわりに人工知能がお仕事をやってくれるようになって、もっといっぱいお父さんと遊べる日がくれば良いなと思っています。

あと、もっと人工知能が賢くなって、先月家から出ていったお母さんを、帰ってきてくれるように説得してくれたらうれしいです。

人工知能をインターネットで調べていたら「美少女AI」という女の人の人工知能があることを知りました。

お父さんは人間のおねーさんと浮気をするのではなく、人工知能と浮気をすれば、お母さんも怒ることはないだろうにと思いました。



・・・と、今回は「コピペでOK」夏休みの自由研究として「人工知能・AIとは?」という内容について記事を作成してみた。

まあ、正直なところ、人工知能を取り扱っているブログらしく、いい加減「人工知能・AI関連用語の解説」をいつかやらなくては・・・と思っており、このような記事を作成してみたのがホントのところである。

記事作成をするにあたって、様々な専門用語の意味を出来るだけわかりやすくできるよう努力してみたのだが、いかがであったろうか・・・?