Webディレクターtsushan’s blog

都内で大手アパレルのWebディレクターとして勤めているTsushanです。興味関心がある分野のアウトプットを増やすためブログを書いています。 当分はAIについて書いていきます。

【人工知能】AI 機械学習とその定義

ようやく「MI GENTE」の振り付けを音楽に合わせて踊れるようになりました。そろそろ次の曲をマスターに入るTsushanです。

 

今日は、機械学習について、その中でも機械学習の定義について勉強していきます。この定義をわかりやすく解説しているCourseraのAndrew Ng先生の授業を元に、さらに調べ、この記事を書いていきます。

 

復習だが、まず機械学習の立ち位置は以下である。

 

AI *1

∋ 4つのレベル*2

機械学習(レベル3)

ニューラルネットワーク *3

ディープラーニング

※ 「∋」 は「含む」の意味

※AIとは、AIのレベルと事例、ニューラルネットワークについてはすでにそれぞれ記事を書いたので、気になる方は脚注より、合わせてお読み下さい。

 

ただ機械学習の定義もAIの定義と同様定まっていないのが現状である。

今日は諸定義ある中でももっとも有名な2つの定義を紹介します。

アーサー・サミュエルによる機械学習の定義

コンピュータに明示的にプログラムすることなく学習する能力を与える研究分野  *4

これ、なんかなんとなく理解できるよね。

特に人間がプログラミングをせずとも、プログラム自身があるテーマについて学習できるようになること。

彼のこの定義は、非形式で、やや古いと言われている。*5

彼が有名な理由は、1950 年代に、世界で初めてチェッカーゲームのプログラム、つまり世界初の学習型プログラムであり、人工知能の基本概念をいち早く世界に示したからである。*6

彼のチェッカーゲームのプログラムの驚くべき点は、アーサー・サミュエル自身はあまり上手なチェッカープレーヤーではなかったが、彼のプログラムが、プログラム自身を相手に数万回ものゲームを行わせた。そこにあるボードの配置を学び続けた結果、1970年代中ごろには、腕の立つアマチュアと互角に戦えるレベルになっていた。*7

その彼が言う定義だから、ということでこの定義は有名になったと理解している。が、これは1950~80年代に提唱されたものである。だから、ちょっと古い。。

 

この定義よりも最近提示された定義がトム・ ミッチェルによる定義である。

トム・ミッチェルによる機械学習の定義

適切に提起された学習問題は以下のように定義される。 コンピュータ・プログラムは、ある課題Tについて、ある性能基準Pに基づき、もしTについての性能が基準Pで測定して、経験Eと共に改善している場合に、経験Eから学習したと言うことが出来る。*8

 

ぶっちゃけ、この文の途中で思考が停止した。。笑

性能基準P?基準Pを元に測定??なに???

 

これをすげーわかりやすく解説してくれたのがアンドリュー先生。まじで神。

 

チェスに例えて考えてみよう。

チェスプレイのプログラムがあり、1000回のチェスのプレイで、相手に勝つ確率を高めさせたいと考えている。

これを上記のトムさんの定義に当てはめてみると、以下になる。

タスクT:チェスのプレイ

基準P:相手に勝つ確率

経験E:1000回のチェスプレイ

 

あれ?めちゃめちゃシンプルやん。

チェスのプレイに置いて(タスクT)、相手に勝つ確率(基準P)が1000回のチェスプレイ(経験E)によって高まれば、このプログラムは、1000回のチェスプレイの経験によって学習したことになる。ということが、証明できる。

 

個人的にこういう例えのほうが圧倒的わかりやすい。

では、次は質問です。

以下の例において、どれがタスクT、基準P、経験Eでしょうか。

 

電子メールプログラムが、どの電子メールをユーザーがスパムとしてフラグを立てるかどうかを見ているとする。このようユーザーは、スパムボタンをクリックして特定の電子メールをスパムとして報告しそれ以外は報告しません。そして、どの電子メールをスパムとして報告するかにより、 電子メールプログラムがスパム電子メールをより正確にフィルターするように学習する。

 

・・・いかがですか?以下答え合わせ。

 

課題T:電子メールをスパムと非スパムに仕分ける

経験E:ユーザーがスパムと非スパムにラベル分けするのを見る

基準P:正しく分類された電子メールの比率

 

みなさん正解できましたか?

 

ちょっと長くなってしまいましたが、上記が、アーサー・サミュエルとエド・ミッチェルの機械学習に対する定義でした。

ぶっちゃけ、定義がわからなくても困ることはないですが、でもそこまで説明できると説明に深みができると思いますので、ぜひ皆さん各自で深めてみてください。

 

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