初心者向けの機械学習入門
機械学習の概要
「機械学習問言葉を聞いたことはあるけどよく分からない」「機械学習を学んでみたいけど何から始めたらいいんだろう」そんな疑問を持った方のための記事です。ここは機械学習の概要を知りたい方向けに、入門となる内容になっています。機械学習の入門編なのでなるべくわかりやすい言葉を使って解説していきます。
ではさっそく機械学習の概要についてみていきましょう。
機械学習とは、大量のデータの中からコンピューターが反復的に学習してそのルールを見つけ出し将来の予測や判断をすることです。機械学習と一緒に出てくる言葉に「人工知能」というものがあります。機械学習と人工知能の違いは、機械学習は人工知能の一部ということです。人工知能等枠組みの中に機械学習があると考えてください。
人工知能とは？
先ほど人工知能という言葉が出てきましたが人工知能とは一体何でしょうか？最近では様々な場面で導入が進んでいる人工知能ですが、よくAI(Artificial Intelligence)と呼ばれます。これは、人間にしかできなかった高度な判断や作業をコンピューターが人工的なシステムで行うことです。人工的に人間の脳の仕組みに似たシステムを作り、人間が行ってきた知的な作業をコンピューターが実現します。
簡単に言うとロボットの進化版です。ロボットが知識を身に着けたようなものと考えると分かりやすいかもしれません。しかしロボットと人工知能の大きな違いはロボットはあらかじめプログラムされた動作を繰り返すので自分で判断する学習することはできません。ロボットの中でも最近導入が進んでいるRPAについて少しご紹介します。
RPAについて
RPAとは「Robotic Process Automation」といい「ロボットによる業務の自動化」という意味です。RPAはバックオフィスでの定型的な事務作業の自動化を目的として利用されています。基本的に、人間が指示した作業をプログラム通りに作業しますが、高度なRPAは人工知能を使って複雑な作業をするものもあります。ロボットが作業を行うので人で不足にも対応可能でしょう。
機械学習の種類
機械学習は人工知能の一部というお話をしましたが、機械学習には他にも種類があります。そこでいくつか例を挙げてみました。
教師あり学習
教師あり学習では学習データに正解を与えて学習させる方法です。例を挙げると、像の写真を識別したいとき、正解となる犬の写真を機械に読み込ませそれが「像である」ということを繰り返し学習させて正解を出します。
教師なし学習
反対に教師なし学習では学習データの正解を与えずに学習させる方法です。こちらも例を挙げると、同じく像の写真を識別したいときに「鼻が長くて耳がでかいから像だ」という判断を何度も繰り返して人工知能自らが確立していきます。
ただこの場合、像の特徴となるヒント、つまりどの部分に着目して識別するかといことはあらかじめ教えてあげる必要があります。
ディープラーニング(深層学習)
続いてディープラーニングです。機械学習をより人間的にしたものがディープラーニングです。先ほどの像の識別の話に戻りますが、機械学習では識別するために着目するべき点を教えてあげなければいけませんでしたがディープラーニングでは自ら着目点を見つけることができます。「像は鼻が長くて耳がでかいからそこに着目しよう」というように学習します。
強化学習
強化学習というのは、人工知能の選択や判断の結果に対して「報酬」や「ペナルティー」を与えることにより人工知能が多くの報酬を得ることができるように学習していくことです。
機械学習の学習方法
では機械学習の学習方法についてご紹介します。まず、機械学習を学ぶことで得られるメリットはこちらです。
- 機械学習でできることが何か分かる
- 自分のアプリケーションを作ることができる
機械学習の入門として、教師あり学習から始めることをおすすめします。実務でもよく使われており分かりやすいためです。回帰と分類・Pythonの使い方も学びましょう。
回帰と分類
回帰とは、数値を予測するときに使います。例を挙げると、過去のデータから雨の日の傘の売れ行きと晴れの日の傘の売れ行きを予測するといったように天気によって売れる販売個数の売り上げ予測をするということです。
分類とは、与えられたデータから「YES」「NO」を判断するものです。例を挙げると、迷惑メールです。スパスなどの有害なものが「YES」一般の受信メールなどの無害なものが「NO」というような具合です。
Pythonとは
少ないコードで簡潔にプログラムが書けるプログラミング入門者向けのプログラム言語の一つです。読みやすいコードで誰が書いても同じコードになることが特徴です。Webアプリケーションや先ほどの機械学習のソフトウェアの開発に利用されています。有名なものでいうとYouTubeやInstagramでも使われています。
まとめ
いかがでしょうか？ここでは機械学習入門者向けに機械学習の概要とまたその種類や人工知能についてご紹介しました。もっと機械学習について学びたいという方はぜひ学習してみてください。
