機械学習についてまとめてました。

最終更新日: 2026年8月7日

近年IT技術の進歩が進み人工知能が話題です。テレビをつけると人間対AIの勝負をしており、AIの方が優秀じゃないかとまで言われる始末です。ただやはり複雑なことでは人間の脳の方が優秀でAIが人に勝つまで発展するには、まだ10年以上かかると言われていました。2015年以前のAIはアマチュアの知能レベルに達するのがやっとでした。AIのこの急激な発展を支えたのが、AIに「学習」させる技術の進化だと言われています。そのAIを学習させると言うときに「機械学習」と「ディープラーニング」という言葉が出てきました。この記事では「機械学習」と「ディープラーニング」がどのような意味か、実際にはどのように使用しているのかを紹介していきます。

AIを学習させるとは

AIに「学習」をさせるとはどういうことでしょうか?例えば人間だと猫について一度学習すると特徴を理解し、類似する生き物ならば猫と断定することは難しいことではないのですが、コンピュータではそうはいきません。なのでAIに学習させて自身で猫がどの生き物か判断できるように学習することです。

AIの学習のための技術には、大きく分けて2種類の技術があります。「機械学習」と「ディープラーニング(深層学習)」です。システムの効率化やデータ分析の高速化などにも使われるこれらの技術はどのようなものなのでしょうか。

機械学習の意味とは

機械学習と言っても実はディープラーニングとまったくの別物というわけではありません。大きなくくりで言うとほぼ同じ意味になります。ネットの記事やテレビでは機械学習、ディープラーニングをあわせて機械学習またはAIと読んでいますね。前提として「AI > 機械学習 > ディープラーニング」のイメージは持っておきましょう。

機械学習はデータの中のどの要素が結果に影響を及ぼしているのか(特徴量という)を人間が判断、調整することで予測や認識の精度をあげています。同技術は、開発者があらかじめすべての動作をプログラムするのではなく、データをAI自身が解析し、法則性やルールを見つけ出す特徴を持っています。つまり、「トレーニング」により特定のタスクを実行できるようになるようなAIになります。

例えば画像認識の例ですと、タグという情報が付いてある画像を大量にAIに記憶させます。そのタグの形で種類を識別しなさいと命令をすれば類似する画像が出たときに識別できるということです。この機能は迷惑メール対策などに使用されています。

ディープラーニング

先ほどから何度も出てきているディープラーニングとは以前までの機械学習の技術を発展させたものになります。従来の機械学習との大きな違いは、情報やデータを分析する際に使う枠組みがかなり異なっていることです。これは、人間の神経を真似て作ったニューラルネットワークで、コンピューターによるデータの分析と学習を強力なものに仕立て上げているからです。

前述で説明した機械学習の学習の仕方では大量の画像にタグをつけ人間がどこに注目して判断するかを指示して学習させていたものに対して、ディープラーニングではデータの中に存在しているパターンやルールの発見、特徴量の設定、学習なども機械が自動的に行うことが特徴です。人間が一つ一つ判断する必要がないのが画期的です。

例えるとそれぞれの画像の注目すべきところを人間の脳と同じようにAIが自分で学習し、「目の付けどころ」を判定して性能を向上させていきます。「目の付けどころ」を自動で判定する機能が従来の機械学習になかった要素であり利便性が高い効果になります。例えばショッピングサイトでは、服の好みをAIが学習し人その利用者がクリックする頻度などを判定し、利用者の好みに合いそうな商品を絞り込んで提案してくれる機能などを実装しています。

機械学習とディープラーニングの使い分け

機械学習はある程度人間のさじ加減で認識をコントロールすることができますが、大量の画像やデータを学習させる必要があります。ディープラーニングは場合によっては思わぬ方向に学習が進む可能性がありますが、何のデータを読み込ませるかを慎重に選ぶことにより、より効率的にコンピューターが学習すると期待する向きもあり人間では認識できない部分でも判断基準にすることができるようになります。

機械学習 vs ディープラーニング 比較表

項目 機械学習 ディープラーニング
AIとの関係 AI の一種(AI > 機械学習) 機械学習の一種(機械学習 > DL)
特徴量の設定 人間が定義・調整する AIが自動的に発見する
学習の制御 さじ加減でコントロール可能 予期せぬ方向に進む可能性あり
得意な問題 比較的シンプルな分類・予測 画像・音声・自然言語などの複雑なパターン
活用例 迷惑メール判定・スパムフィルター 画像認識・おすすめ機能・音声認識

よくある質問

Q. 「AI」「機械学習」「ディープラーニング」の関係を簡単に教えてください。
A. 包含関係として「AI(人工知能)>機械学習>ディープラーニング」で理解するのがわかりやすいです。AIは「人間の知性を模倣する技術の総称」、機械学習は「データから法則を学習させる技術」、ディープラーニングは「ニューラルネットワークを用いた機械学習の発展形」です。ニュースやテレビでは「AI」という言葉が機械学習・ディープラーニングを含む広い意味で使われていることが多いです。
Q. ニューラルネットワークとは何ですか?
A. ニューラルネットワークは、人間の脳の神経細胞(ニューロン)の仕組みを模倣したコンピュータモデルです。多数の「ノード」(疑似ニューロン)がネットワーク状につながり、データを受け取って次のノードへ伝えることで学習・判断を行います。ディープラーニングは特に多層のニューラルネットワーク(深いネットワーク)を使うことで、人間が設定しなくても特徴を自動的に抽出できるようになった技術です。
Q. 機械学習はどんな場面で役に立ちますか?
A. 機械学習は身近な多くの場面で活用されています。主な例としては①迷惑メール判定(特徴のあるメールパターンを学習)、②ネットショッピングのおすすめ機能(購買履歴・閲覧履歴から好みを学習)、③画像検索(写真から似た画像を検索)、④不正検知(通常と異なる取引パターンを検出)、⑤医療画像診断(CT・MRI画像のがん検出支援)などがあります。
Q. ディープラーニングが「思わぬ方向に学習が進む」とはどういう意味ですか?
A. ディープラーニングはAIが自律的に特徴量を決定するため、人間が意図しない要素(例:背景の色・撮影条件)を判断基準にしてしまうことがあります。たとえば「犬 vs 猫」の分類器が、犬は屋外写真・猫は室内写真で学習されていた場合、「背景が屋外か室内か」で判定してしまう可能性があります。この問題を防ぐために、学習データの多様性確保・バリデーションデータでの評価・結果の解釈可能性(XAI)が重要になります。

まとめ

  • 今や当たり前のように使用している画像検索やネットショッピングの商品おすすめ機能などに機械学習の技術が使われており、IT技術の成長の速さに驚かされる
  • 「AI > 機械学習 > ディープラーニング」の包含関係を理解しておくと、ニュースや技術情報を正確に読み解けるようになる
  • 機械学習は人間が特徴量をコントロールできる反面、大量のラベル付きデータが必要。ディープラーニングは自動的に特徴を学習できる一方、学習の方向性が予期せぬものになる可能性がある
  • 機械学習とディープラーニング、両方のメリット・デメリットを理解しておくと今後の役に立つ。これらはこれからもどんどん発展していく分野なので継続してこれらの知識を吸収していってください

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