5分でわかる AIの基本と機械学習のしくみ

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5分でわかる AIの基本と機械学習のしくみ

ルールベース・機械学習・ニューラルネットワークを一気に理解する

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目次

AIの基本と機械学習

学習内容

1 AIとは何か

2 機械学習の手法

3 ニューラルネットワーク

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AI(人工知能)について

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AIとは何か

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AI(人工知能)について

AIの2つのアプローチ

AIの手法は大きく「ルールベース」と「機械学習」に分かれます。

ルールベース

  • 人間が事前にルールを定義
  • 医療診断システムなどに活用
  • 想定外のケースに弱い

機械学習

  • データからパターンを自動発見
  • 需要予測・画像認識に活用
  • 現在のAIブームの主役
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AI(人工知能)について

AIとロボットの区別

AIとロボットは似ているようで役割が異なります。

内容
特徴
具体例

ルールベースAI

事前に定義した明確なルール

医療診断・品質管理

エキスパートシステム

機械学習AI

大量データからパターン学習

需要予測・レコメンド

Netflix・Amazon

ロボット

物理的な作業を自動化

工場の組み立て・搬送

産業用ロボット

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AI(人工知能)について

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機械学習の手法

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AI(人工知能)について

機械学習の考え方

大量のデータから規則性を見つけ、未知のデータに対して予測・分類を行います。

  • 例:過去の天気データから明日の天気を予測
  • 例:メール文面からスパムかどうかを判定
  • 人間がルールを書く必要がない
  • 複雑な問題にも対応できるのが強み
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AI(人工知能)について

機械学習の4つの手法

機械学習には主に4つのアプローチがあります。

教師あり学習
  • 正解データで学習
  • 画像認識・翻訳
  • 最も一般的な手法
教師なし学習
  • 正解なしで構造発見
  • 顧客セグメント
  • クラスタリング
半教師あり学習
  • 少量の正解データ
  • 効率的に学習
  • ラベル付けコスト削減
強化学習
  • 報酬を最大化
  • ゲームAI・ロボット
  • 試行錯誤で学ぶ
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AI(人工知能)について

教師なし学習の手法

教師なし学習の代表的な2つの手法を紹介します。

クラスタリング

  • 似た特徴のデータをグループ分け
  • 顧客セグメンテーションに活用
  • 正解ラベルが不要

次元削減

  • データの変数を減らして特徴を抽出
  • 大量データの可視化に有効
  • 前処理としても重要
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AI(人工知能)について

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ニューラルネットワーク

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AI(人工知能)について

ニューラルネットワークとは

人間の脳の神経回路を模倣した学習手法です。

ニューラルネットワーク

脳の神経細胞(ニューロン)の仕組みをプログラムで再現し、層状に接続することで複雑なパターン認識を可能にする。

多層化 → ディープラーニング(深層学習)

画像認識・自然言語処理で飛躍的な精度向上

ChatGPTなど生成AIの基盤技術

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AI(人工知能)について

ニューラルネットワークの学習フロー

データを入力し、予測と修正を繰り返して精度を高めていきます。

データ入力
重み計算
予測出力
誤差計算
重み更新
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AI(人工知能)について

AIの基本を理解しよう

AIの基本を知ることは、これからの時代の必須リテラシーです。

  • ルールベース vs 機械学習の違いを理解する
  • 4つの学習手法(教師あり・なし・半教師・強化)を押さえる
  • ニューラルネットワークが現代AIの基盤
  • まずは身近なAIサービスを「仕組み」の視点で見てみよう
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AIは人間の仕事を奪うのではなく、 人間の可能性を広げる道具である。

サティア・ナデラ(マイクロソフトCEO)

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