人工知能(AI)

未経験からAIエンジニアへ!徹底解説|仕事内容、必要なスキル、年収、将来性

AI(人工知能)の導入はしたいけど、こんな悩みはありませんか?

  • AIエンジニアの採用は難しいし、コストも心配…
  • AIツールはたくさんあるけど、どれを選べばいいかわからない…
  • AI(人工知能)を導入したけど、思ったような成果が出ない…

もし、あなたがこれらの課題に直面しているなら、この記事はきっと役立ちます。

AIエンジニアの役割から、AIプロジェクト成功の秘訣まで、徹底解説します。

AI導入の不安を解消し、あなたのビジネスを加速させるための具体的な方法を学びましょう。

この記事を読んでほしい人

  • AIエンジニアに興味があり、キャリアを考えている方
  • AI(人工知能)技術をビジネスに取り入れたいと考えている企業経営者や担当者の方
  • AIの最新動向や将来性について知りたい方

この記事でわかること

  • AIエンジニアの具体的な仕事内容や求められるスキル
  • 未経験からAIエンジニアになるためのステップや必要な資格
  • AIエンジニアのキャリアパスや将来性、年収について

AIエンジニアってどんな仕事?

AIエンジニアとは、AI(人工知能)技術を活用してさまざまな課題を解決する仕事です。

具体的な仕事内容としては、以下の3つが挙げられます。

  • データ収集・分析:AIモデルを学習させるためのデータを集め、そのデータを分析して特徴を抽出する
  • AIモデルの設計・開発:抽出したデータの特徴にもとづき、AIモデルを設計・開発します。プログラミング言語(Pythonなど)や機械学習フレームワーク(TensorFlow、PyTorchなど)を使用する
  • AIモデルの評価・改善:開発したAIモデルの精度を評価し、改善を行う

AIエンジニアの仕事は、これらの3つのプロセスを繰り返しながら、より高精度で効率的なAIモデルを開発していくことです。

AIエンジニアの仕事は、AIモデルの開発が中心です。

たとえば、画像認識、自然言語処理、音声認識などの技術を使って、新しいサービスやプロダクトを生み出します。

最近話題のChatGPTも、AIエンジニアの仕事によって生まれた革新的な技術の一つです。

AIエンジニアの仕事は多岐にわたる!さまざまな分野で活躍

AIエンジニアは、特定の分野に特化した専門家として活躍することも可能です。

AIエンジニアの活躍の場は、IT業界だけにとどまりません。

医療、金融、製造業、小売業など、さまざまな分野でAI(人工知能)技術が活用されており、AIエンジニアの需要はますます高まっています。

  • 医療分野:AIを活用した画像診断システムの開発や、病気の早期発見に貢献する研究が行われている
  • 金融分野:AIを活用した不正検知システムや、投資判断を支援するシステムが開発されている

このように、AIエンジニアは、自分の興味や関心のある分野で専門性を高め、社会に貢献することができます。

AIエンジニアの働き方

ここでは、AIエンジニアの働き方について解説します。

  • 企業のAI(人工知能)開発部門
  • AIベンチャー企業
  • フリーランス
  • コンサルティングファーム
  • 研究機関

AIエンジニアの働き方は、多種多様です。

企業の規模や業種、プロジェクトの内容、個人の志向によって、自分に合った働き方を選べます。

企業のAI(人工知能)開発部門

大企業やIT企業のAI(人工知能)開発部門に所属し、自社製品やサービスの開発に携わります。

安定した収入や福利厚生、充実した開発環境が魅力ですが、専門分野に特化した開発に携わる場合もあります。

AIベンチャー企業

AI(人工知能)技術をコアとしたベンチャー企業で、最先端の技術開発やサービス創出に挑戦します。

大きな裁量権や成長機会が得られますが、成果主義の給与体系や、企業の安定性が課題となる場合もあります。

フリーランス

企業やプロジェクトに属さず、独立してAI(人工知能)開発を行います。

自由な働き方や報酬を選択できますが、案件獲得や自己管理能力が求められます。

コンサルティングファーム

企業のAI(人工知能)導入や戦略策定を支援するコンサルティングファームで活躍します。

専門知識に加え、ビジネススキルやコミュニケーション能力が求められます。

研究機関

大学や研究機関で、AI(人工知能)の基礎研究や応用研究を行います。

最先端の技術に触れ、学術的な貢献ができますが、研究成果がすぐにビジネスに結びつかない場合もあります。

あなたの理想の働き方を実現するために

AIエンジニアとして、どのような働き方を選ぶかは、あなたのキャリアプランやライフスタイルによって異なります。

まずは、自分がAIエンジニアとして何をしたいのか、どのようなキャリアを築きたいのかを明確にしましょう。

  • 技術を極めたい:企業のAI(人工知能)開発部門やAIベンチャー企業で、専門性を高めることができる
  • 新しいサービスを創出したい:AIベンチャー企業やフリーランスとして、自分のアイデアを形にすることができる
  • 社会貢献をしたい:医療や教育など、社会課題解決に貢献できる分野で活躍することができる
  • ワークライフバランスを重視したい:フリーランスやリモートワーク可能な企業を選択することで、柔軟な働き方を実現できる

変化を恐れず挑戦し続ける姿勢が重要

新しい技術や働き方に柔軟に対応し、常に学び続ける姿勢が重要です。

AI(人工知能)技術は日々進化しており、AIエンジニアの働き方も変化していくことが予想されます。

未経験からAIエンジニアになれるの?文系出身でも大丈夫?

AIエンジニアは専門性が高いイメージがありますが、文系出身や未経験からでも挑戦できます。

AIエンジニアになるために、必ずしも理系の大学を卒業している必要はありません。

文系出身でも、プログラミングや数学の知識を身につけることで、AIエンジニアとして活躍可能です。

実際、多くの企業が未経験者向けのAIエンジニア養成プログラムを実施しており、文系出身者や異業種からの転職者も積極的に採用しています。

AIエンジニアに必要なスキルは?

この章では、AIエンジニアに必要なスキルを、以下の3つのカテゴリーに分けて解説します。

  • 必須スキル
  • 歓迎スキル
  • その他

AIエンジニアには、技術的なスキルだけでなく、コミュニケーション能力や問題解決能力も求められます。

必須スキル

  • プログラミングスキル(Pythonなど):AIモデルの開発には、プログラミング言語Pythonが広く使われているため、Pythonの基礎文法やライブラリの使用方法などを習得すべき
  • 機械学習の知識(scikit-learn、TensorFlowなど):機械学習のアルゴリズムやモデルの構築方法を理解する必要があるので、scikit-learnやTensorFlowなどの機械学習ライブラリの使い方も習得すべき
  • 数学・統計学の知識:機械学習のアルゴリズムの理解には、数学・統計学の知識が不可欠なので、線形代数、微積分、確率統計などの基礎を学ぶ

歓迎スキル

  • 深層学習(ディープラーニング)の知識:深層学習は、画像認識や自然言語処理などの分野で高い性能を発揮する技術であることから、深層学習の基礎知識や、代表的なモデルの理解があると、より高度なAI(人工知能)開発に携われる
  • 自然言語処理(NLP)の知識:自然言語処理は、人間が使う言葉をコンピュータに理解させる技術なので、ChatGPTのような対話型AIの開発には、自然言語処理の知識が必須で
  • データ分析・可視化スキル:大量のデータを分析し、その結果をわかりやすく可視化するスキルは、AIモデルの開発において非常に重要なため、Pythonのデータ分析ライブラリ(pandas、NumPyなど)や可視化ライブラリ(Matplotlib、Seabornなど)を使いこなせるようになるのがおすすめ
  • クラウドコンピューティングの知識(AWS、GCPなど):AI(人工知能)開発では、大規模な計算資源が必要になることが多いことから、AWSやGCPなどのクラウドコンピューティングの知識があると便利
  • ビッグデータ処理技術(Spark、Hadoopなど):大量のデータを効率的に処理するための技術なので、ビッグデータ処理技術を習得することで、大規模なAI開発プロジェクトに貢献できる

その他

  • コミュニケーション能力:AIエンジニアは、チームで協力してAI(人工知能)開発を進めることが多いので、自分の考えをわかりやすく説明したり、相手の意見を理解したりするコミュニケーション能力を養う必要がある
  • 問題解決能力:AI開発では、さまざまな課題に直面することがあるため、問題の原因を分析し、解決策を提案する能力が求められる
  • 英語力(論文を読むため):AI分野の最新情報は、英語で書かれた論文で発表されることが多いことから、英語の論文を理解できる程度の英語力があると、AI技術のトレンドをいち早くキャッチアップ可能

AIエンジニアに必要な資格

ここでは、AIエンジニアに必要な資格をご紹介します。

  • 特におすすめの資格
  • その他の役立つ資格
  • 資格取得のポイント

資格取得によって体系的な知識を習得できるだけでなく、あなたのスキルを客観的に証明し、企業からの評価を高めることにもつながります。

特におすすめの資格

数あるAI(人工知能)関連資格の中でも、特にAIエンジニアにおすすめの資格を2つ紹介します。

G検定(JDLA Deep Learning for GENERAL)

G検定(JDLA Deep Learning for GENERAL)は、一般的なAI(人工知能)、ディープラーニングの知識を測る試験です。

AIの基礎知識、機械学習、深層学習、AI倫理など、幅広い分野を網羅しています。

<メリット>

AIエンジニアとしての基礎知識を証明でき、キャリアのスタート地点として最適です。

未経験者や文系出身者でも挑戦しやすい難易度です。

E資格(JDLA Deep Learning for ENGINEER)

E資格(JDLA Deep Learning for ENGINEER)は、ディープラーニングの実装能力を測る試験です。

プログラミングや数学の知識、機械学習・深層学習の理論、実践的な応用能力などが問われます。

<メリット>

AIエンジニアとしての専門性を証明でき、高度なAI(人工知能)開発プロジェクトに参画するチャンスが広がります。

G検定に比べて難易度は高めですが、取得することで市場価値を高めることができます。

その他の役立つ資格

AIエンジニアのキャリアアップに役立つ資格は他にも多数存在します。

Python関連資格

PythonはAI(人工知能)開発で最も広く使われているプログラミング言語なため、Python Instituteが提供するPCEP(Certified Entry-Level Python Programmer)やPCAP(Certified Associate in Python Programming)などの資格を取得することで、Pythonスキルを証明できます。

クラウド関連資格

AWSやGCPなどのクラウドプラットフォームは、AI(人工知能)開発において重要な役割を果たすので、各クラウドベンダーが提供する資格を取得すれば、クラウドスキルを証明し、AI開発環境の構築・運用能力をアピールすることが可能です。

データベース関連資格

大規模なAI開発では、データベースの知識も重要になるため、Oracle Certified ProfessionalやMicrosoft Certified:Azure Data Scientist Associateなどの資格を取得すれば、データベーススキルを証明できます。

統計検定

統計検定は、AIモデルの開発には、統計学の知識が不可欠です。

統計検定を取得することで、統計学の基礎知識を証明できます。

資格取得のポイント

資格取得を目指す際には、以下のポイントを押さえましょう。

目標設定

なぜ資格を取得したいのか、どの資格が自分のキャリアプランに合っているのかを明確にしましょう。

学習計画

試験範囲や難易度を把握し、効率的な学習計画を立てましょう。

オンライン講座や参考書などを活用することも有効です。

過去問演習

過去問を繰り返し解くことで、出題傾向を掴み、時間配分や解答のコツを身につけましょう。

モチベーション維持

資格取得は長期戦になる場合もあります。

目標を忘れず、モチベーションを維持することが重要です。

AIエンジニアになるためのステップ

AIエンジニアになるためには、以下のステップを踏むのが一般的です。

  1. 基礎知識の習得:AI(人工知能)・機械学習の基礎知識を、書籍やオンライン講座で学ぶ
  2. プログラミングスキルの習得:Pythonなどのプログラミング言語を習得する
  3. 実践的なスキルを身につける:Kaggleなどのコンペティションに参加したり、自分でAIモデルを開発したりして、実践的なスキルを身につける
  4. ポートフォリオの作成:自分のスキルをアピールするためのポートフォリオを作成する
  5. 求人に応募:AIエンジニアの求人に応募し、面接を受ける

AIエンジニアのキャリアパスと将来性

この章では、AIエンジニアのキャリアパスと将来性について解説します。

  • AIエンジニアの需要は?年収は?
  • AIエンジニアのキャリアパスは?
  • AIエンジニアの将来性は?

AIエンジニアを目指している方は目を通してみてください。

AIエンジニアの需要は?年収は?

AIエンジニアは、世界的に見ても需要が高く、今後もさらに需要が拡大すると予想されています。

AI(人工知能)技術は、医療、金融、製造業、小売業など、あらゆる分野で活用されており、AIエンジニアの活躍の場はますます広がっているからです。

また、AIエンジニアの年収は、他のエンジニア職種と比較しても高水準です。

経験やスキル、企業規模などによって異なりますが、未経験でも年収400万円〜、経験者であれば年収1,000万円を超えることもあります。

AIエンジニアのキャリアパスは?

AIエンジニアとして経験を積んだ後、以下のようなキャリアパスが考えられます。

  • スペシャリスト:特定のAI(人工知能)技術分野に特化し、専門性を高めます。たとえば、画像認識エンジニア、自然言語処理エンジニア、音声認識エンジニアなど
  • マネジメント:AI開発チームを率いるリーダーやマネージャーになり、プロジェクトマネジメントやチームビルディングのスキルが求められる
  • 起業:自分でAIスタートアップを立ち上げることから、ビジネススキルや起業家精神が求められる
  • コンサルタント:企業のAI導入を支援するコンサルタントになります。ビジネススキルやコミュニケーション能力が求められる
  • 研究者:大学や研究機関でAIの研究を行い、研究開発能力や論文執筆能力が求められる

AIエンジニアの将来性は?

AIエンジニアは、これらの新しい技術を生み出し、社会に貢献できるやりがいのある仕事であるため、AI技術の進化とともに、AIエンジニアの需要はますます高まることが予想されます。

AI(人工知能)技術は日々進化しており、AIエンジニアの活躍の場はますます広がっているからです。

AIは、私たちの生活をより便利で豊かにする可能性を秘めています。

たとえば、自動運転車、スマートホーム、パーソナルロボットなど、AI技術を活用した新しいプロダクトやサービスが次々と生まれています。

AI(人工知能)開発を成功に導くためのポイント

AI(人工知能)開発を成功に導くためには、以下の3つのポイントが重要です。

  • 明確な目標設定:AI開発の目的や目標を明確にし、KPIを設定することで、プロジェクトの進捗管理や効果測定をスムーズに行うことができる
  • 適切な人材の確保:AIエンジニアやデータサイエンティストなど、AI開発に必要なスキルを持つ人材を確保することが重要なので、社内に人材がいない場合は、外部の専門家を活用することも有効
  • 段階的な導入:AI開発は、最初から完璧なシステムを目指すのではなく、スモールスタートで始め、段階的に機能を拡張していくことが重要

AIエンジニアに関するFAQ

ここからは、AIエンジニアに関するよくある質問にMattock のシニアコンサルタントが回答していきます。

  • Q1. 人工知能エンジニアとは何ですか?
  • Q2. AI(人工知能)開発エンジニアになるには?
  • Q3. AIエンジニアになるには何学部で学べばいい?
  • Q4. AIエンジニアの給料はいくらですか?
  • Q5. AI(人工知能)の仕事は高収入ですか?
  • Q6. AI(人工知能)エンジニアの平均年齢は?
  • Q7. AIエンジニアのつらいことは何ですか?
  • Q8. AIプログラマーの月収はいくらですか?
  • Q9. AIエンジニアとSEの違いは何ですか?
  • Q10. AI(人工知能)に強い大学はどこですか?
  • Q11. AIエンジニアになるには数学は必要ですか?

AIエンジニアを目指している人は参考にしてください。

Q1. 人工知能エンジニアとは何ですか?

人工知能(AI)エンジニアは、AI技術を活用してさまざまな問題を解決する仕事です。

具体的には、機械学習や深層学習などの技術を用いて、データ分析、アルゴリズム開発、AIモデルの構築などを行います。

顔認証システム、自動運転技術、レコメンドシステムなど、身近なところでAI技術が活用されています。

Q2. AI(人工知能)開発エンジニアになるには?

AI(人工知能)開発エンジニアになるには、主に以下の2つの道があります。

  • 大学で情報系学部やAI(人工知能)関連の学科を専攻する:大学でAIに関する専門知識を体系的に学び、研究や開発に携わることで、AIエンジニアとしての基礎を築くことができる
  • プログラミングスクールやオンライン講座を受講する:実務的なスキルを習得したい場合は、プログラミングスクールやオンライン講座でAI開発に必要な知識や技術を学ぶ方法もある

Q3. AIエンジニアになるには何学部で学べばいい?

AIエンジニアを目指す場合、大学では主に以下の学部・学科が考えられます。

  • 情報工学部:コンピュータサイエンス全般を学び、AI(人工知能)開発に必要なプログラミングやアルゴリズムの知識を習得できる
  • 情報科学部:情報科学の基礎から応用まで幅広く学び、AI技術の理論や実践的なスキルを習得できる
  • 人工知能学部:AIに特化した学部で、機械学習、深層学習、自然言語処理などの専門知識を深く学ぶことができる
  • 理工学部:学部によっては、AI関連の研究室があり、AI開発に携わることができる

Q4. AIエンジニアの給料はいくらですか?

AIエンジニアの給料は、経験年数、スキル、企業規模、勤務地などによって大きく異なります。

一般的には、他のエンジニア職種と比較して高収入である傾向があります。

Q5. AI(人工知能)の仕事は高収入ですか?

AIエンジニアは、専門性が高く需要も多いため、他のITエンジニアと比較して高収入である傾向があります。

しかし、収入は個人のスキルや経験、企業規模などによって大きく左右されます。

Q6. AI(人工知能)エンジニアの平均年齢は?

AIエンジニアの平均年齢は、明確な統計データはありませんが、比較的若い層が多いと考えられます。

AIは新しい分野であるため、20代〜30代の若手エンジニアが活躍しているケースが多く見られます。

Q7. AIエンジニアのつらいことは何ですか?

AIエンジニアのつらいことは、以下のような点が挙げられます。

  • 技術の進歩が速く、常に学習が必要:AI(人工知能)技術は日々進化しているため、常に新しい技術を学び続ける必要がある
  • 問題解決能力が求められる:AI開発では、常に新しい問題に直面するため、高い問題解決能力が求められる
  • 成果が見えにくい:AI開発は長期的なプロジェクトになることが多く、成果が見えにくい場合がある

Q8. AIプログラマーの月収はいくらですか?

AIプログラマーの月収は、経験年数、スキル、企業規模、勤務地などによって大きく異なります。

一般的には、他のプログラマー職種と比較して高収入である傾向があります。

Q9. AIエンジニアとSEの違いは何ですか?

AIエンジニアとSE(システムエンジニア)は、どちらもIT業界で活躍するエンジニアですが、役割が異なります。

  • AIエンジニア:AI(人工知能)技術を活用して、新しい製品やサービスの開発、データ分析、アルゴリズム開発などを行う
  • SE:システムの設計、開発、運用、保守などを行い、AIエンジニアが開発したAIモデルをシステムに組み込むこともある

Q10. AI(人工知能)に強い大学はどこですか?

AIに強い大学として、以下の点が挙げられます。

  • 東京大学:情報理工学系研究科を中心に、AI分野で世界トップレベルの研究が行われている
  • 京都大学:情報学研究科がAI研究に力を入れており、多くの優秀なAI人材を輩出している
  • 早稲田大学:先進理工学部や基幹理工学部などで、AI関連の研究や教育が盛んに行われている

Q11. AIエンジニアになるには数学は必要ですか?

AIエンジニアになるには、数学の知識は非常に重要です。

特に、線形代数、微積分、確率・統計などの知識は、AIの基礎となるアルゴリズムを理解する上で不可欠です。

数学が苦手な場合は、AIエンジニアになるための基礎数学を学ぶことから始めましょう。

まとめ|AIエンジニアへの第一歩を踏み出そう!

この記事では、AIエンジニアの仕事内容、未経験からAIエンジニアになる方法、必要なスキル、キャリアパス、将来性について詳しく解説しました。

AIエンジニアは、私たちの生活を豊かにする革新的な技術を生み出す、やりがいのある仕事です。

人工知能(AI技術)の進化とともに、その需要はますます高まっています。

この記事が、AIエンジニアを目指す皆さんの背中を押すきっかけになれば幸いです。

もし、AI開発についてお悩みをお持ちの企業様がいらっしゃいましたら、ぜひMattockにご相談ください。

経験豊富なAIエンジニアが、貴社の課題解決に向けて最適なソリューションをご提案いたします。

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貴社のAI開発をサポートします!

Mattockは、AI開発に関する豊富な経験とノウハウを持つ専門家チームが、貴社のAI開発をトータルサポートいたします。

  • AIコンサルティング:貴社の課題やニーズをヒアリングし、最適なAIソリューションをご提案します。
  • AIシステム開発:要件定義から設計、開発、テストまで、一貫した体制でAIシステムを開発します。
  • AI運用サポート:AIシステムの運用・保守、パフォーマンス改善など、運用面もサポートします。

当社の強み

  • 経験豊富なAIエンジニア:さまざまな業界・分野におけるAI開発経験を持つ、優秀なAIエンジニアが多数在籍しています。
  • 最新技術への対応:深層学習や自然言語処理など、最新のAI技術に対応したシステム開発が可能です。
  • 柔軟な開発体制:お客様のご要望や予算に合わせて、最適な開発体制をご提案します。
  • ベトナムオフショア開発:ベトナムに開発拠点を持つことで、高品質なAI開発を低コストで実現します。
  • ラボ型開発:要件定義から開発、運用まで一貫してサポートするラボ型開発で、お客様のビジネス成長に貢献します。

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【人工知能(AI)のデメリットとは】人工知能(AI)の課題やシンギュラリティについても!

近年急速に発達し、私達の生活に欠かすことができない存在となりつつある人工知能(AI)人工知能(AI)に搭載されている機能は、人間を凌駕する程に精巧かつ緻密なものばかりとなっており、様々な業界でその力を活用することで私達の生活を豊かなものにしてくれています。しかし、便利な人工知能(AI)には、目を逸らしてはいけないデメリットも存在することを忘れてはいけません。

本記事では、人工知能(AI)デメリットに焦点を当て、課題やシンギュラリティについて徹底解説致します。

人工知能(AI)とは

人工知能(AI)とは、英語表記で「Artificial Intelligence」の頭文字を取ったもので、人間の知的振る舞いをコンピュータを用いて人工的に再現したものです。しかし、冒頭でもお伝えした通り、人工知能(AI)は、近年急速に発達してきたこともあって、定義は明確になっていないというのが現状です。

「人間と区別が付かない人工的な知能」や「人工的に作られる知能であるが、知能レベルは人を超えている」等、様々な研究者によって色々な定義が提唱されています。

現状の人工知能(AI)は、一概に人型のロボットであるわけではなく、iPhone等の画像認識機能や自動車の自動運転機能等など、あらゆる機械のシステムに組み込まれていたり、何か1つの機能に特化していたりといった特徴があります。

人工知能(AI)のデメリット

日常生活において、人工知能(AI)から受ける恩恵の比重が大きいため、人工知能(AI)の良い面ばかりに目が行ってしまう方が大半だと思いますが、実は人工知能(AI)には、様々なデメリットが存在しているのをご存知でしょうか。本項目では、特に代表的な次の9つのデメリットについてピックアップして解説致します。

  • 雇用が減る
  • セキュリティ対策の必要性
  • 人工知能(AI)の悪用
  • 責任の所在が不明瞭になる
  • ブラックボックス問題
  • 高クオリティのデータが必要
  • 人工知能(AI)に精通した人間が必要
  • 人工知能(AI)導入コストが高い
  • リスクマネジメントが困難

雇用が減る

人工知能(AI)が様々な業界に導入されることで、人手不足の解消が謳われる一方、逆に雇用が減るといったデメリットが存在します。言い方を変えれば今まで人間の手で行われていた様々な作業が人工知能(AI)に取って変わられてしまうということです。

雇い主としても、人間の代わりに人工知能(AI)に置き換えることができるのであれば、人件費がかかったり、ヒューマンエラーが起きてしまったりというデメリットがなくなるため、初期コストやランニングコストがかかってしまったとしても、長い目でみた時にコストパフォーマンスや生産性が高くなることを優先し、積極的に人工知能(AI)を導入していくことが自社のためになると考えるでしょう。

遠くない未来人工知能(AI)によってなくなってしまう可能性があると言われている職業としては、次のような職業が挙げられます。

  • 事務員
  • 銀行員
  • 受付
  • 警備員
  • 工場勤務者

他にも色々な職業が人工知能(AI)に置き換わると言われていますが、まずは単純作業の多い職業から順に置き換わっていくものと予想されています。

セキュリティ対策の必要性

人工知能(AI)は、基本的に様々なデータを基に自ら学習を行い分析及び判断をします。そのため、個人情報や企業秘密等といった様々な機密情報が頻繁にネットワーク上でやりとりされることになります。例えば悪意のあるハッカーからハッキングされてしまったり、内部の人間から意図せずあるいは故意に情報が漏洩してしまったりといったリスクが高まることから、人工知能(AI)を導入する際には、堅牢なセキュリティ対策が必須となることを覚えておきましょう。

セキュリティ対策を怠ってしまうと、情報漏洩だけでなく、人工知能(AI)を乗っ取られる等して悪用されてしまうことにも繋がりかねません。

人工知能(AI)の悪用

人工知能(AI)は、善意を持って活用するととても便利なものではありますが、逆に悪意を持って使用されてしまうとその高い機能が仇となってしまうことが想定されます。例えば、偽物の画像及び動画を作成したり、SNS上でアカウントをなりすまししたり、自動運転技術を逆手にとって運転機能を乗っ取ってしまったり等して、犯罪行為を行うことも容易となるのです。

さらには、テロ行為や軍事施設のサイバー攻撃等にも用いられてしまうと、国家間の紛争及び戦争にも繋がることも懸念されます。前述したように、万全なセキュリティ対策を行い、悪意ある人間に人工知能(AI)が活用されることのないように予防策を講じる必要があるでしょう。

責任の所在が不明瞭になる

人工知能(AI)があらゆる業界で導入されるようになると、人工知能(AI)が故障する等によって人間が怪我をしてしまう等の事故が起きてしまうことも想定されます。その際に、一体誰に責任があるのかが不明瞭になってしまうことが問題視されています。

万が一の事態において、人工知能(AI)を開発したシステム会社もしくは人工知能(AI)を導入し運用している会社のどちらが責任を取るのかといったことは、ケースバイケースだったとしても、事前に明確に線引きを行う必要があるでしょう。責任の所在が不明瞭のまま、実際の作業現場に人工知能(AI)を導入してしまって、万が一の事態が発生してしまった場合、責任の所在が不明瞭であることも大問題となってしまうことが安易に予想されます。

ブラックボックス問題

ブラックボックスとは、内部構造が不可視である装置等の概念のことです。人工知能(AI)においては開発者であっても「なぜ人工知能(AI)がこの答えに至ったのか、人工知能(AI)の思考回路が理解できない」というブラックボックス問題が物議を醸しています。

従来であれば、人工知能(AI)の思考及び判断基準に関しては、人間の手によってルールが作られ、そのルールに則って人工知能(AI)が判断を行うのが一般的でしたが、近年ではニューラルネットワーク及びディープラーニングによって、人工知能(AI)自ら答えを導き出すことが可能となっています。この人工知能(AI)自ら答えを導き出す工程がもはや人間には理解できない範疇に及んできているのです。

高クオリティのデータが必要

人工知能(AI)を導入するためには、高クオリティの膨大なデータが必要となります。データのクオリティが低かったり、データ量が不足していたりすると人工知能(AI)は正確な判断を行うことができないため注意が必要です。

例えば、車の部品製造工場において、部品の検品を行う作業を人工知能(AI)によって自動化したいと考える場合、あらゆる角度から撮影した部品の画像や動画、さらに欠陥品であるかどうかの判定を行うためのあらゆるパターンの部品の画像や動画等が必要となることを覚えておきましょう。

人工知能(AI)に精通した人間が必要

人工知能(AI)を導入したいと考えた時に、自社にあった能力を搭載したものを導入するためには、新たに人工知能(AI)を開発する必要があります。そのためには、人工知能(AI)に精通した人材が必要となりますが、社内に存在しない場合には、外注する必要が出てくるでしょう。

外注する場合には、ランニングコストもある程度かかってしまいます。さらに人工知能(AI)は、継続的に新しいデータを更新し続けながら、進化させていくことでより精度の高いものとなるため、導入して終わりということにはなりません。

コンスタントにメンテナンスや新しい機械学習を実施していくためにも、自社内に人工知能(AI)に精通した人間を雇い入れたり、部署を新設したりすることで効率的な運用を行うことが期待できます。

人工知能(AI)導入コストが高い

人工知能(AI)を導入すると、人件費の削減や生産性の向上といったメリットがありますが、唯一ネックとなるのが、導入時のコストが高いということです。さらに導入を決めたとしても人工知能(AI)開発にある程度の時間がかかることを覚悟しておきましょう。膨大なデータを機械学習させる時間もかかる上、試験運用も実施する必要があります。

また、自社の求める機能を搭載した特注の人工知能(AI)を外注で開発するといった場合には、人工知能(AI)は継続的に学習をしながら運用する特性を持つため、ある程度のランニングコストもかかるということを念頭に入れておくべきです。

リスクマネジメントが困難

人工知能(AI)の携わる業務は多岐にわたることから、人工知能(AI)に何らかの問題が起きてしまった際に引き起こされるトラブルについては、甚大な規模となることが予想されます。そのため、限定的な範囲から導入し試運転を地道に積み重ねていくという工程が非常に大切となります。

人工知能(AI)を導入する際には、あらゆるリスクを想定した上で決して急ぐことのないようにしましょう。場合によっては、AIリスクを管理してくれるコンサルティングサービスの利用の検討をおすすめします。

人工知能(AI)の課題

これまで人工知能(AI)デメリットについて解説致しましたが、人工知能(AI)には、無視できない様々な課題が存在しています。本項目では、特に代表的な次の3つの課題について解説致します。

人間が人工知能(AI)の決定を理解できなくなるかもしれない

デメリットの項目で触れたブラックボックス問題にも関連しますが、人工知能(AI)の進化のスピードは著しく早く、一説では2045年には、人工知能(AI)が人間を超えてしまうとも言われており、その場合、人間が人工知能(AI)が下した判断が本当に正しいものなのか否かという判断ができなくなってしまう可能性があります。

現在のように、単純なプログラムに生じたバグであれば人間の手で修正が可能です。しかし、人工知能(AI)が進化しすぎると、バグ自体がバグであるのかどうかも判断がつかなくなってしまうのです。

想像しやすい例としては、もし裁判所において裁判官の補助を行う人工知能(AI)が存在していて、本来は冤罪である人間に対し終身刑という判断を下してしまったとしたら、人間は「理由はわからないが、人工知能(AI)が終身刑であると言うから終身刑に違いない」と考えてしまうこともあり得るのです。そのため、人工知能(AI)を過信しすぎず、かつ依存しすぎない世の中にしていくことが必要となるでしょう。

どこまでのプライバシーデータを集めて良いのか

人工知能(AI)は、あらゆる膨大なデータを基に分析及び判断を行います。その中には、個人情報も少なからず存在し、私達の知らないところで人工知能(AI)を開発するために使用されているものも既に多数存在するでしょう。身近な例としては、インターネット上の広告技術やECサイトのレコメンド技術にも個人情報が利用されています。

いくら精度の高い人工知能(AI)を開発するためとはいえ、知らない間にプライバシーデータを集めて良いのかという問題も既に様々な場面で提起されています。今後、ますます人工知能(AI)研究が進んでいくことを思うと、何らかの法整備等がなされる事態になるかもしれません。

人工知能(AI)の人権は

まだ、まるで人間のように全てを自ら考え判断し行動する人工知能(AI)の実現には至っていませんが、アニメのドラえもんのように人間と同様の感情を持つような存在のAIロボットが登場した場合、そのAIロボットは人間とみなされて人権を持つことになるのか否かについても既に議論が始まっていると言っても過言ではありません。

まだまだ先の未来であると現実逃避しがちですが、そう遠くない未来、感情を持った人工知能(AI)が開発されることも夢ではないでしょう。

シンギュラリティとは

人工知能(AI)を語る上で避けては通れない「シンギュラリティ」についてご存知でしょうか。人工知能(AI)におけるシンギュラリティとは、先ほど述べたように、2005年にアメリカの人工知能(AI)研究の世界的権威の1人であるレイ・カーツワイルが提唱した2045年を目処に予想されている人工知能(AI)が人間を超える技術的特異点及び人間の生活が大きく変わると言われている概念のことです。

ここからは人工知能(AI)のシンギュラリティについて深く掘り下げて解説致します。

予想されているシンギュラリティによる世界の変化

シンギュラリティが訪れると世界は大きく変化すると言われています。特に顕著な変化として予想されているのが次の3つです。

  • 人工知能(AI)に仕事が任される
  • ベーシックインカムの導入が進む
  • 人体の一部をコンピュータ化する

人工知能(AI)に仕事が任される

シンギュラリティが訪れると、人工知能(AI)デメリットでも触れた通り、人工知能(AI)が様々な領域に導入されるため、人間が行っていた仕事が人工知能(AI)に取って代わられるという動きがより顕著になると言われています。主に単純作業において、人工知能(AI)に台頭していくことが予想されていますが、世界中で職を失ってしまう人が爆発的に増加するのではないかという声もあります。

なにより、最も懸念されているのが、イレギュラーなアクシデントが起きてしまった場合に、人間と同じように人工知能(AI)が臨機応変に対応可能であるのかという点です。人工知能(AI)に置き換わることで喜ぶ人がいる一方、困る人も出てくるということを頭に入れておくことが大切です。

ベーシックインカムの導入が進む

シンギュラリティが訪れると、人間の雇用の場が減少することから、ベーシックインカム制度の導入が急速に進行するのではないかと言われています。ベーシックインカムとは、英語で「basic income」と表記され、最低限の所得を保証する仕組みのことを意味します。具体的には、失業保険や医療補助、養育費及び子育て支援等の個別名目とは一線を画しており、政府が国民に対して最低限の生活を送ることができるように、現金を定期的に支給する政策のことで、場合によっては国民配当や基本所得保障、最低生活保障等と称されることもあります。

ベーシックインカムが導入されると、人間は労働活動に従事せずとも、多様な生き方を選択することが可能となる一方で、財源の確保の方法及び就労希望人数が激減してしまうことも懸念されます。

人体の一部をコンピュータ化する

シンギュラリティが訪れるとほぼ同時期には、人間の臓器や脳等の一部をコンピュータ化することも可能になるという説が浮上しています。病気や怪我による欠損をコンピュータ化することで補うことができたり、ただ単に強化目的でコンピュータしたりと可能性は無限大ですが、現時点ではアニメや映画等のフィクションでしか描かれていないような概念が現実化することもそう遠くありません。

シンギュラリティ実現可能性を裏付ける法則

人工知能(AI)におけるシンギュラリティについて解説致しましたが、本当に起こりうる未来であるのかどうか疑問に思う方も少なくないでしょう。シンギュラリティについては、ソフトバンクの孫氏や2ちゃんねる創始者のひろゆき氏も話題に挙げ、その到来を予期していますが、シンギュラリティの実現可能性を裏付ける法則として次の2つの法則が挙げられることが多いため、ご紹介致します。

  • ムーアの法則
  • 収穫加速の法則

ムーアの法則

ムーアの法則とは、後にアメリカインテル社の創業者の1人に数えられるゴードン・ムーアによって1965年に提唱された大規模集積回路の製造及び生産における長期傾向についての経験則に属する将来予測のことです。具体的には、1965年に集積回路あたりの部品の数が毎年2倍になると予測し、かつ成長率は10年維持されると予測しました。その10年後にあたる1975年には、集積回路あたりの部品の数が、2年ごとに2倍になる予測に修正しましたが、その後も予測は維持されることとなり、これをきっかけにムーアの法則が知れ渡りました。

ムーアの法則を基に人工知能(AI)の発展について考えると、人工知能(AI)を構成する半導体の性能についても2年毎に2倍の成長率で成長を永続的に続けていくことから、シンギュラリティは起こりうることであると言えるでしょう。

しかし、ここで注意しなければならないのは、半導体はナノテクノロジー技術により、将来的に原始サイズにまで縮小化されていくことになり、原子サイズよりさらに小さくなることは現状ほぼ困難であることから、物理的にムーアの法則の限界が訪れるのではないかという説も存在しているということです。

シンギュラリティの訪れを裏付けることができる法則の1つであることは間違いありませんが、絶対ではないということだけ頭に入れておきましょう。

収穫加速の法則

収穫加速の法則とは、前述したムーアの法則を原点とし、アメリカの発明家であるレイ・カーツワイルが提唱した1つの重要な発明は、独立しているのではなく、他の発明と結びつくことで、次の重要な発明に至るまでの期間を短縮及びイノベーションのスピードを加速化させるため、科学技術は直線グラフのようにではなく、指数関数のように進歩していくという経験則のことです。

イノベーションのスピードが加速される理由としては、これまでの発明が次の発明までの過程に応用されることで、フィードバック作用が働くことが挙げられます。もし、この法則通りに人工知能(AI)が発展していくと、まるで掛け算のように加速度的にどんどん技術も進化していくということになります。その結果、シンギュラリティが訪れるということの裏付けとなるというのです。

近年人間の生活が著しく変化していないことから、科学技術の発展自体が停滞しているのではないかという意見も存在しているため、収穫加速の法則についても、絶対的にシンギュラリティの訪れを約束するものではないということは頭に入れておいてください。

まとめ

人工知能(AI)デメリットについて、本記事では、人工知能(AI)の課題やシンギュラリティについて徹底解説致しました。

技術が進化するにつれてより便利なものとなっている人工知能(AI)ですが、本記事の通り、多くのデメリットや課題等も浮き彫りになっていることが理解できたかと思います。人工知能(AI)技術が進化することだけに固執することなく、人工知能(AI)を安全に活用しつつ適切に制御を行いながら、訪れるであろうシンギュラリティに備えて、万全の体制を整えておく必要があるでしょう。

【2022年最新 人工知能(AI)開発におすすめのアノテーションツール20選】アノテーションツールの選び方のポイントも!

人工知能(AI)開発の機械学習を効率よく行うために、活用するべきアノテーションツール。近年では様々なアノテーションツールが登場しており、無料で使用できるものも増加してきています。

本記事では、人工知能(AI)開発におすすめの20ものアノテーションツールをご紹介し、さらにアノテーションツールの選び方のポイントまで徹底解説致します。

アノテーションとは

人工知能(AI)の機械学習において、必須の概念であるアノテーション。機械学習においてあらゆる形態のデータにタグを付け、意味づけを行うことです。膨大なデータに対し、アノテーションを実施することで、教師データ(正解)を付与し、機械学習のモデルにおいて正しいものを判断することが可能となります。 

アノテーションの種類

アノテーションには、様々な種類があります。本項目では代表的なアノテーションについてご紹介致します。

セマンティックアノテーション

セマンティックアノテーションは、意味的アノテーションのことで、テキスト内における任意の単語に意味付けを行うタグ付けのことです。機械学習アルゴリズムがデータを読み込むことが可能となるようにする目的のアノテーションとなります。実例としては、検索エンジンにおける関連性の改良及びチャットbotの学習等が挙げられます。

画像・映像アノテーション

画像・映像アノテーションは、人工知能(AI)において画像認識及び映像処理の精度を高くするためのアノテーションのことです。画像認識及び映像処理を正しく学習させるために、正確にタグ付けされた膨大なデータ量が必要となります。実例としては、機密情報の漏洩防止のためのセキュリティシステム及び商品リストの分類、自動運転機能搭載車等が挙げられます。

テキスト及びコンテンツの分類

テキスト及びコンテンツの分類は、あらかじめ定義されたカテゴリをフリーテキストで記載された文書に割当お行うアノテーションのことです。具体例としては、ある特定の文書における分及び段落をトピック毎にタグ付けすることが可能です。実例としては、あらゆるジャンルにおけるニュース記事を主題別のカテゴリで分類すること等が挙げられます。

インテント抽出

インテント抽出は、語句及び文といったレベルにおいて、ユーザーの意図をタグ付けするアノテーションのことです。そのため、特定の要求を実行する際、必要になる表現のライブラリが構築されていき、チャットbot等でより高度かつ的確なコミュニケーションを取ることが可能となります。

アノテーションツールとは

アノテーションツールとは、元々用意されている様々なデータ(画像や音声、文章等)に対し、それぞれの説明等の付加情報の設定を行うためのツールのことです。特に人工知能(AI)における機械学習に用いる教師データ(正解)を設定する際に使用されます。人工知能(AI)技術及びディープラーニングの領域の進歩が進むにつれ、アノテーションツールの種類も増加してきているというのが現状です。

アノテーションツールの選び方のポイント

様々なアノテーションツールが存在しているため、どのアノテーションツールを選択するべきか悩んでしまうことも少なくありません。本項目では、アノテーションツールの選び方のポイントについて解説致します。

アノテーション要件に対応しているか否か

アノテーションツールを選ぶ上で最も大切であると言えるのは、開発したい人工知能(AI)に応じた種類のアノテーションであるかどうか、アノテーション要件を満たしているかどうかを明確にすることです。

使いやすさ

アノテーションでは、膨大な量のデータ処理を行わなければならないため、アノテーションツールの操作性についてきちんと把握することが大切です。その中で、動作の軽さはもちろん、直感的な操作が可能なものや、トラブルシューティングが充実しているもの等を選択しましょう。

AIモデル形式への出力形式の確認

アノテーションツールによっては、使用するフレームワークによって使用するAIモデル形式も異なってきます。そのため、アノテーションツールでも同じ出力形式が取れるものを選択する必要があります。

おすすめのアノテーションツール20選

アノテーションツールについての概要を理解したところで、おすすめのアノテーションツール20選をご紹介致します。

Lionbridge AI

Lionbridge AIは、20年にも及び人工知能(AI)プロジェクトの実績を持ち、Lionbridge AIが開発したAIプラットフォームは、画像及び音声、テキストのアノテーション機能が揃っています。100万人ものコントリビューターがアノテーション作業をサポートしてくれる上、感情分析及び合成音声の検証についても対応することが可能です。さらに300言語に対応しているため、多言語の人工知能(AI)に向けた機械学習データを迅速に提供してくれます。

Lionbridge AIhttps://ai-scholar.tech/services/lionbridge-ai

Incubit Annotation Platform

株式会社Incubitは、特に人工知能(AI)におけるディープラーニングを用いた画像認識技術を強みとしています。Incubit Annotation Platformは、複数人で実施するアノテーションプロジェクトを高品質かつ迅速なスピードで実現可能なアノテーションツールとなっており、画像を確認しつつ正確な指示をリアルタイムで共有することが可能です。

Incubit Annotation Platformhttps://www.incubit.co.jp

COCO Annotator

COCO Annotatorは、ブラウザ上で利用可能なオープンソースのアノテーションツールです、主に医療現場で使用されるDICOMの処理及びトラッキング、3Dの矩形等様々な処理ができます。さらにデータセットを読み込むことで、オートアノテーションすることも可能となり、便利なツールです。

COCO Annotatorhttps://github.com/jsbroks/coco-annotator?ref=madewithvuejs.com

Flow

Flowは、人工知能(AI)データ処理サービス及びスマートアノテーションプラットフォーム、さらには多元的なラベリングツールを兼ね備えており、あらゆるAIアプリケーションに対応しています。あのテーターのコンピテンシー認証をはじめ、プロジェクト敵合成マッチング及び品質管理スタッフによる検査等のシステムが充実しており、ラベリングの品質が保証されています。

また、世界トップ3のセキュリティソフト会社であるTrend Microによってセキュリティが保護されており、データの即時消去及びデータの書き込み、アクセス制御等によってデータの安全性が保障されているのも嬉しいポイントです。

Flowhttps://ai-flow.jp

CVAT(Computer Vision Annotation Tool)

CVAT(Computer Vision Annotation Tool)は、ブラウザ上で利用することが可能なオープンソースのアノテーションツールです。前述したCOCO Annotatorと同様、医療現場で使用されるDICOMの処理及びトラッキング、3Dの矩形のアノテーション等、様々な処理を行うことができ、データセットを読み込むことでオートアノテーションも可能となっています。

CVAT(Computer Vision Annotation Tool)https://github.com/openvinotoolkit/cvat

VATIC(Video Annotation Tool from Irvine,California)

VATIC(Video Annotation Tool from Irvine,California)は、ブラウザを通して、動画アノテーションを行うことが可能なツールです。特徴としては、動画のフレームに対し、バウンディングボックスを設定した上で、物体名及びアクション等をラベル付けすることが可能であるということが挙げられます。さらに数フレームおきにアノテーションを行った際には、その間を自動的に補正してくれるという嬉しい機能も標準装備されています。

ただし、VATIC(Video Annotation Tool from Irvine,California)を使用する際には、コードをダウンロードし、自身のサーバー上で運用しなければなりません。

VATIC(Video Annotation Tool from Irvine,California)http://www.cs.columbia.edu/~vondrick/vatic/

LEAR Image Annotation Tool

LEAR Image Annotation Toolは、プログラミング言語であるC ++とQtライブラリを利用し開発されたセマンティックセグメンテーション用のラベルを作成可能なオフラインのツールです。ピクセル単位でオブジェクトアノテーションを行うことができ、マスクファイル(.png形式)はオブジェクト毎に個別に生成されます。

LEAR Image Annotation Toolhttps://lear.inrialpes.fr/people/klaeser/software_image_annotation

Datatang AI

Datatang AIは、複数の特許を持つオートアノテーションツールを搭載したプラットフォームであり、あらゆる人工知能(AI)学習用データに対応可能となっています。世界中に2,000名を超える経験豊富なアノテーターが在籍しており、プロジェクトマネージャーがアノテーション作業に関わる全てのプロセスにおいて品質管理を行うため、作業品質及び納期の保証がされています。

Datatang AIhttps://ai-scholar.tech/services/datatang-ai

Microsoft VoTT(Visual Object Tagging Tool)

Microsoft VoTT(Visual Object Tagging Tool)は、画像及び動画のアノテーションを行うことが可能な無料ツールです。OSは問わず、クロスプラットフォームで使用することができる上、GUI操作のため専門知識がなくても容易にタグ付けができ、CNTKやTensorflow(Pascal VOC)、YOLOのアルゴリズムを使用する場合には、そのままの形式で出力することも可能です。

Microsoft VoTT(Visual Object Tagging Tool)https://github.com/microsoft/VoTT

LabelBox

LabelBoxは、年間500ラベルまでなら無料で使用可能な画像アノテーションツールです。LabelBox上のサーバーを利用して画像データをアップロードしたり、AWS(Amazon Web Services)上のデータに対して使用したりすることが可能となっています。CSVをはじめJSON、Pascal VOC、COCOといった様々な出力フォーマット形式に対応しています。

LabelBoxhttps://labelbox.com

Annotorious

Annotoriousは、JavaScriptで構築されているオープンソースの画像アノテーションツールのことです。わずかなJavaScriptの記述で、Webサイト上の画像に対し描画及びコメント、さらにはラベリング機能を追加することが可能となります。

Annotorioushttps://recogito.github.io/annotorious/

Image Annotation Programme

Image Annotation Programmeは、無料の動画アノテーションツールであり、主に物体認識モデルの教師データ(正解)作成をする際に有効となっています。MITライセンスによりコードが公開されており、出力方式はPascal VOCでバウンディングボックスを出力します。

Image Annotation Programmehttps://allai.jp/image-annotation-programme/

LabelMe

LabelMeは、オープンソースの画像アノテーションツールです。特にセマンティックセグメーションに使用することができ、サーバー上にインストールしてしまえば、Webブラウザ上からアノテーションが行うことが可能となります。

LabelMehttp://labelme.csail.mit.edu/Release3.0/

Imglab

Imglabは、ブラウザから直接使用することが可能な画像アノテーションツールです。前提条件なく使用することが可能かつ必要なCPU及びメモリは最小限となっているため、非常に使いやすいツールと言えます。

Imglabhttps://github.com/NaturalIntelligence/imglab

VIA(VGG Image Annotator)

VIA(VGG Image Annotator)は、画像及び動画、音声におけるアノテーションツールです。ブラウザ上で動作するため、インストール及び設定等は必要ありません。HTML及びJavaScript、CSSのみをベースとしており、学術的なプロジェクトや商業的なアプリケーション開発のどちらでも利用可能となっています。

VIA(VGG Image Annotator)https://www.robots.ox.ac.uk/~vgg/software/via/

labellmg

labellmgは、オープンソースの画像アノテーションツールで、物体検出のためのバウンディングボックス機能が搭載されています。アイコンがわかりやすいため直感的に操作することが可能となっています。出力形式はYOLOです。

labellmghttps://github.com/tzutalin/labelImg/

FastLabel

FastLabelは、日本語対応のWebブラウザ上から使用することができるアノテーションツールです。画像及び動画、テキスト及び音声等の幅広いアノテーションが可能であり、YOLOをはじめ、COCOやPascal VOC、VoTT、labelme等の出力形式にも対応しています。

FastLabelhttps://fastlabel.ai/annotation

Annostation

Annostationは、Webベースの画像認識AI専用アノテーションツールです。画像認識AIに必要とされる全てのアノテーションプロジェクトを1箇所で管理を行うことで、高品質のアノテーションデータを作成することが可能となっています。初めてアノテーションを行う人だとしても直感的に使用できるような使いやすさを実現しています。

Annostationhttps://www.orni.co.jp/annostation

harBest for Data

harBest for Dataは、画像及び動画、音声等のアノテーションツールです。全国に数多く存在するクラウドワーカーが一斉に作業を行うため、データ作成を高速かつ低コストで実現することが可能です。

harBest for Datahttps://harbest.io

ANNOFAB

ANNOFABは、誰でも簡単に使用することが可能なアノテーションツールです。高品質なデータを直感的に作成することができる上、進捗管理及び品質管理も同時進行で行うことが可能となっています。

ANNOFABhttps://annofab.com

まとめ

人工知能(AI)開発におけるアノテーションツールについて、本記事では、人工知能(AI)開発におすすめの20ものアノテーションツールをご紹介し、さらにアノテーションツールの選び方のポイントまで徹底解説致しました。

開発する人工知能(AI)に合わせて、使い勝手の良い高性能なアノテーションツールを選択及び活用し、より精度の高い機械学習を行なって、高品質の人工知能(AI)を開発しましょう。

【データセット(data set)】人工知能の機械学習に大切なデータセットとは?活用事例や注意点とあわせて詳しく解説!

データセットの活用は、人工知能の開発において非常に重要な項目です。しかし、データセットとは一体何なのか、実際その内容を正しく把握できていないという方も多くいるでしょう。

本記事では、「データセットって一体何なの?」「どんな活用事例があるか知りたい」「データセットってどうやって見つければいいの?」などの疑問を一挙に解決いたしますので、ぜひご覧ください。

AI・機械学習に元も重要なデータセットとは?

データセットとは、特定の目的や対象について集められたデータの集合です。ある一定の形に整えられており、人工知能に学習させる機械学習の際などに活用されることが多く、コンピューターが自動処理するために準備された標本データを指す場合がほとんどです。データセットは3つに分類され、それぞれに重要な役割があります。それぞれを詳しく見ていきましょう。

トレーニングセット

一番最初に用いるデータセットです。最も規模の大きなもので、機械学習アルゴリズムを与えることによって開発モデルのトレーニングを行い、基本モデルを構築します。この、トレーニングセットで得られた結果をもとに、次に進めます。

バリデーションセット

上記で説明したトレーニングセットの訓練を行った後、機械学習アルゴリズムの動きを制御するパラメーター「分類器のハイパーパラメーター」をチューニングをするために活用されるのがバリデーションセットです。その際、様々なハイパーパラメーターに対して同様の訓練を行い、バリデーションセットを使い特にパフォーマンスが優れているものを選択します。

テストセット

その名の通り、最終テスト時に使用する、モデルの制度を確認するためのデータセットですよく前述したバリデーションセットと混同されがちになりますが、パフォーマンスのテストの為だけに用いられるのがですとセットです。同じではありませんので注意しておきましょう。最後に改めて違ったデータで検証する事により、念入りに確認する事が出来ます。

データセットの見つけ方

現在、データセットは多種多様なものが存在しています。しかし、どんなデータセットでも使えばいいという訳ではありません。最も大切なのは、数多くある中から自社に合った最適なデータセットを正しく選別するという点です。そこで活用すべきなのが、データセットをまとめているサイトの存在です。ここでは、様々なデータセットをまとめている特に有名な代表的サイトを厳選して5つご紹介致します。

Kaggle

URL:https://www.kaggle.com/

政府や企業などの組織と機械学習エンジニアやデータ分析をするデータサイエンティストを繋げるためのプラットフォームです。登録も無料なため活用しやすく、様々なデータセットをダウンロードできますが、英語のみに対応となっているため注意が必要です。

DATA GO JP

URL:https://www.data.go.jp/

日本の政府が公開しているデータセットがまとめられたサイトです。国民一人一人の生活状況や企業活動などの公共データを公開しており、横断的な検索も可能となっています。営利目的の二次利用も認められているため、多くの企業が活用している代表的なデータセットのまとめサイトと言えます。

国立情報学研究所

URL:https://www.nii.ac.jp/

NII(国立情報科学研究所)が公開しているデータセットです。研究者に向けて、大学や民間企業のデータを提供しています。無料の利用が可能ですが、NTCIR参加者、もしくは研究者の利用が原則として定められています。利用する際は申請をする必要があるので注意してください。

URL:https://datasetsearch.research.google.com/

Googleが提供しているデータセットの検索サービスです。Google Dataset Searchは2020年に提供がスタートしたばかりでまだ比較的新しいデータセットとなります。しかし、世界各国の研究所や行政がネット上で気軽に検索する事が出来るため、新しいながらもその利用者は非常に多く、Googleが提供しているという事もあり大きな安心感もあります。

楽天データセット

URL:https://rit.rakuten.com/

大手企業である楽天の技術研究所が提供しているデータセットです。公的の研究機関や大学に向けた公開を行っており、楽天に掲載されている商品のレビューやアノテーション付き文字画像など豊富なデータが提供されています。無料で利用できますが、使用するためには登録が必須となります。

データセットの活用事例

データセットは様々な活用事例があります。実際の例を正しく知ることで、データセットの効率的な活用方法を知ることが出来るでしょう。ここでは、3つのデータセットにおけるリアルな活用例をご紹介致します。

日本古典籍データセット

「日本語の歴史的典籍の国際共同研究ネットワーク構築計画」において、源氏物語や徒然草など、誰しも一度は聞いたことのある日本古典の名作を含むデジタル化された古典籍画像などを公開しています。日本古典籍データセットの活用例では、2018年、インフォコム株式会社から発売されたカレンダーでは、データセットの画像を利用したものが作成されました。

また、株式会社ハースト婦人画報社から発刊されている「婦人画報」では、光琳画譜の仔犬を使用したステンシルが作成されました。戌年の年賀状に合わせて付録として付属され、3つの表情がそれぞれ優し気で非常に人気を集めた付録です。

SSDSE(教育用標準データセット)

独立行政法人統計センターが公開しており、統計教育やデータサイエンス演習などの統計データです。SSDSEは、日本統計協会の月刊誌「統計」において、授業に使える統計教材のデータとして活用されました。2019年から2020年まで、合計12回も掲載されています。SSDSEは地域別、都道府県別、都道府県県庁所在地別など、分類が様々で正しくされているため、授業の教材としての活用も可能となります。

日本政府の公共データセット

「推奨データセット」という政府が推奨するデータセットがあります。推奨データセットは様々な分野のものがあり、公衆トイレの一覧、介護サービス事業所一覧、無線LANアクセスポイント一覧など、多くのデータを閲覧する事が出来ます。

例えば介護サービス事業所一覧を参考に、ミルモというアプリが開発されました。これは福祉に関するデータを収集し、行政と連携をとることによって簡単に情報検索が出来るアプリです。また、消防水利施設一覧データセットの場合、火災が起きた際にその場所から近い水利を迅速に検索可能なアプリ「全国水利台帳」が開発されました。

データセット活用の注意点

豊富なデータを無料で活用することのできるデータセットですが、使用する際には注意すべき大切なポイントがあります。データセットを適切に正しく活用するためにも、この注意点に関してはしっかりと押さえておくようにしましょう。

適切なデータセットの選択

データセットは非常に豊富な種類があるため、その中から用途に合わせた目的のものを正しく選択する必要があります。この選択をしっかりと行わなければ、イメージした通りの機械学習アルゴリズムを実現させることは出来なくなってしまいます。また、機械学習の性能をより高めるためには、なるべく平均的なデータを選択するという事も大切になります。

使用しないデータの削除

様々なデータセットから適切なものを選ぶ際には、実際に使用するデータ分別は人の手で行う必要があります。検証の際、もしも解析しにくいデータが含まれていると、システムの精度が低くなってしまうという事があります。余計なデータが含まれることで精度低下を引き起こす原因を作ってしまいますので、使用しないデータはその都度必ず削除するようにして下さい。

著作権

人工知能の機械学習では、豊富な種類の画像データやテキストデータを扱います。そのため、データの著作権関連に関しては常にしっかりと気を配らなければいけません。特に商用利用の際には、この著作権に注意した上でデータの利用をしてください。データセットはそのほとんど商用利用に支障がないものではありますが、活用する際には著作権の確認は必ず行うように癖をつけておくと安心です。

完成後も検証や改善をする

完成したとしても、それで常にベストな状態であるという訳ではありません。完成したからと言ってそのまま放置せず、定期的に検証や改善をしていく事が肝心です。使用しないデータなどがあった場合はすぐに削除し、ベストな状態を保てるようにしておきましょう。

まとめ

データセット(data set)は、機械学習に最も重要なポイントです。莫大なデータを学習させることにより、人工知能はより精度を高めていく事が出来るでしょう。今後さらに開発需要が高まっていくであろうAI・人工知能において、こうしたデータセットは欠かせない要素となっています。まずはデータセットが何なのか、どのようなものがあるのかをよく理解し、本記事で紹介したような例を参考に、ぜひ色々なデータセットを効率よく活用していきましょう。

【人工知能(AI)の作り方とは?】開発方法や必要スキル、勉強方法など徹底解説!

近年身近な存在となってきた人工知能(AI)。今後も日常生活を支えてくれる存在となるべく、日々様々な分野で研究が進められています。

本記事では、人工知能(AI)の作り方について、人工知能(AI)を開発するための方法をはじめ必要なスキル、人工知能を開発するための勉強方法等を徹底解説致します。

人工知能(AI)とは

人工知能(AI)の作り方の解説をする前に、人工知能(AI)について概要を押さえておく必要があります。人工知能(AI)とは、人間の知的行動の一部分をソフトウェアを利用して人工的に再現したものを言います。学習し、新たな事に対し順応していくことで、まるで人間のようにあらゆるタスクに柔軟に対応していくことが可能です。「AI」は、英語表記で「Artificial Intelligence」の頭文字を取ったものです。

ちなみに人工知能・AIはその定義は大変広く、大きく分けると2つの人工知能(AI)に大別されます。「特化型AI」と「汎用型AI」です。皆さんが利用されたり、ご存じのAIサービスの多くは「特化型AI」と呼ばれるものでSF映画などで登場する人工知能・AIは「汎用型AI」と呼ばれます。では具体的な人工知能(AI)の開発についてをご紹介します。

人工知能(AI)を開発する流れ

専門的な人工知能(AI)を開発するための手順を解説する前に、簡単な流れについて概要を解説致します。

人工知能(AI)の内容の決定

まず大前提として、人工知能(AI)を何の分野でどのように活用するのかといった内容を決定することが大切です。詳細な内容が決定しなければ、次からのデータの収集等に進むことができません。ある程度着地地点についてきちんと決定しておきましょう。

目的のデータの収集

次に、人工学習(AI)に学習させるべき目的のデータ収集を行いましょう。人工知能(AI)は、初期の状態では何も知らないまっさらな状態であるため、明瞭でありわかりやすいデータを収集することが大切です。

機械学習モデルの作成

データを収集したら、機械学習モデルの作成を行います。この工程は人工知能(AI)を開発する上で最も重要であると言っても過言ではありません。時には膨大な時間がかかってしまうこともありますが、学習データは人工知能(AI)の完成精度に深く関わる部分ですので手を抜かないことが大切です。

機械学習モデルとは

機械学習モデルとは、データ解析を行う手段の一つで、ある特定の種類のパターンを認識できるようにトレーニングされたファイルのことを言います。

Webサービスへ組み込む

開発した人工知能(AI)を公開するためにWebサービスに組み込みを行います。Webサービスに組み込みを行う際には、後述するようなプログラミングスキルが必要となります。

人工知能(AI)を開発する具体的な方法

人工知能(AI)を開発する流れは前述した通りですが、ここではさらに深く掘り下げて解説致します。人工知能(AI)を開発するための方法としては、次の2つのパターンが存在します。

  • 無料ツール及びサービスの利用
  • API及びフレームワークを利用

無料ツール及びサービスの利用

人工知能(AI)を開発するための無料ツールやWebサービスは数多く存在しています。具体的なツール及びサービスについては後述しますが、開発する人工知能(AI)に合わせてツールやサービスを上手に活用しましょう。

API及びフレームワークを利用

これは特にWeb開発及びITエンジニアとしての経験を持つ方におすすめの方法となりますが、「API」及び「フレームワーク」を活用することで、機械学習を手軽に利用することかつ人工知能(AI)の作成が容易となります。APIを使用した開発ツールの具体的な例としては、「チャットボット」や「音声UI」等の自然言語処理に関して無料サービスを提供している「Wit.ai」が挙げられます。

また、フレームワークを使用した開発の例としては、後述する「Python」のフレームワークが挙げられ、「PyTorch」と「TensoeFlow/Keras」が利用されることが多いです。

人工知能開発に必要なプログラミングスキル

人工知能開発に必要となるプログラミングスキルとしては、様々なものがありますが、代表的な2つをご紹介します。

  • Python
  • SQL

Python

Pythonは、機械学習を実装するためのプログラミング言語として最も人気があると言っても過言ではない言語の一つです。その理由としては、プログラミング言語としての信頼性が高く、文法がシンプルであり、機械学習に使用するライブラリやフレームワークがとても充実しているということ等が挙げられます。

人工知能(AI)に限らず、InstagramやYouTube等の有名なサービスがPythonによって開発されていることからもその信頼性が高いことがわかります。

SQL

SQLとは、データベースを操作するための言語であり、データベースにデータを挿入及び検索する際に利用します。SQLの強みとしては、国際標準化されているところにあり、あらゆるデータベースで利用できるということです。そのため、人工知能(AI)に学習させる前段階としてデータを構造化させ、抽出及び加工する際に活用されます。

開発した人工知能(AI)開発を公開するためのスキル

せっかく有能な人工知能(AI)を開発したとしても、公開しなければ活用されることはなく、とても勿体ないことになってしまいますので、人工知能(AI)を公開するためのスキルも身に付けておく必要があります。主に必要となるスキルは次の2つです。

  • フロントエンド(front-end)
  • バックエンド (back-end)

フロントエンド(front-end)

開発した人工知能(AI)を、Webサービスの中で公開しようと考えた場合には、ユーザーの目に触れる部分で必要となるフロントエンド技術が必要です。フロントエンド技術としては「HTML」「CSS」「JavaScript」等のプログラミングスキルが求められます。

バックエンド (back-end)

フロントエンドに対して、ユーザーの目に触れない部分であるバックエンド技術も必要となります。バックエンド技術としては「Java」や「C ++」といったようなコンパイラ言語あるいは「PHP」や「Ruby」といったインタプリタ言語等のプログラミングスキルが求められます。

人工知能(AI)を開発するためのツール

人工知能(AI)を開発するために活用できるツールには、様々なものが存在しますが、ここでは特に主要な15個のツールについて解説致します。

  • Neural Network Console
  • Cloud AutoML Vision
  • IBM SPSS Modeler
  • Azure Machine Learning Studio(classic)
  • Deep Analyzer
  • DataRobot
  • MatrixFlow
  • Google Colaboratory
  • Scikit Learn
  • Theano
  • CNTK
  • ONNX
  • OpenNN
  • H20: Open Source AI Platform
  • Google ML Kit

Neural Network Console

Neural Network Consoleは、Sonyが提供するツールであり、コーディングが不要でありながらも精度の高い人工知能(AI)開発を実現することが可能です。具体的には、ドラッグ&ドロップで簡単に編集することができ、軽量なニュートラルネットワーク構造を自動探索してくれ、さらにボタンひとつで高速な機械学習を実行することが可能です。

メールアドレス等の簡単な登録をするだけでクラウド上で人工知能(AI)を開発することができるため、ハードルも低く、とても便利なツールとなっています。

Cloud AutoML Vision

Cloud AutoML Visionは、Googleが提供する機械学習の知識が0であったとしても、任意の画像を利用して簡単に機械学習モデルを開発することができるツールです。学習用の画像は自分で用意する必要がありますが、「データセット」の画像を転用することも可能です。

IBM SPSS Modeler

IBM SPSS Modelerは、ビジネスにおいて専門知識を活用し、予測モデルを作成すること等が可能な一連のデータ・マイニング・ツールのことです。プログラミングは必要なく、ドラッグ&ドロップの簡単操作だけで良いことから人工知能(AI)開発の知識がない方でも直感的に操作することが可能です。およそ100万件程度のデータであればPC1台準備するだけで処理が可能となっているため、スモールスタートを切りたい方にもおすすめです。

Azure Machine Learning Studio(classic)

Azure Machine Learning Studio(classic)は、Microsoft Azureが提供する機械学習サービスであり、ブラウザ上で、あらゆる機械学習モデルの作成が可能です。モジュールと称される部品を配置し、モジュールの入力及び出力をドラッグ&ドロップの直感的な操作で接続し機械学習モデルを構築します。

大きな特徴としては、Python等に代表されるプログラミング言語を使用せずとも人工知能(AI)開発を行うことが可能というGUIベースの人工知能(AI)開発ツールであり、サンプルモデルも多数搭載されているため、非常に汎用性が高いものと言えます。

Deep Analyzer

Deep Analyzerは、人工知能(AI)の専門的な知識がなくても、手軽に人工知能(AI)開発及び訓練、検証が可能な深層学習ソフトウェアです。プログラミングが不要であり、オーグメンテーション及びハイパーパラメーター調整等の専門的なプロセスを自動化することで、マウス操作だけでの人工知能(AI)開発を実現しました。

代表的な6つのアルゴリズム(画像分類、画像生成、ペア画像生成、物体検出、音源分類、異常検知)があらかじめ搭載されているのも嬉しいポイントです。

DataRobot

DataRobotは、人工知能(AI)開発における機械学習を自動化するプラットフォームです。データプレパレーションをはじめ、モデリングやモデルデプロイ、予測実行に至るまでのデータサイエンスプロセスを自動化することで、生産性を大きく向上させることが期待できます。

具体的には、小売業であれば売上予測及び物流の最適化、マーケティングでは顧客分析や広告費の最適化、製品開発であれば需要供給予測及び不良品の発生予測等、各分野毎に業務を効率化することが可能です。

MatrixFlow

MatrixFlowは、プログラミング言語及び人工知能(AI)の専門的な知識がなくてもノンプログラミングで人工知能(AI)によるデータ分析及び画像認識、数値予測等を行うことが可能な機械学習のプラットフォームです。日本で開発されたプラットフォームであるため、日本語用のアルゴリズムを利用して、精度の高い自然言語処理モデルの構築が可能です。

Google Colaboratory

Google Colaboratoryは、その名の通り、Googleが提供している機械学習の教育及び研究用の無料サービスです。Google Colaboratoryを使用すると、迅速にプログラミング言語Python及び機械学習深層学習等の環境を整備することが可能です。PythonをWebブラウザ上で実行可能なJupyter Notebookを提供している上、GPUも無料で実行できます。

Scikit Learn

Scikit Learnは、プログラミング言語Pythonを使用した機械学習のライブラリのことです。オープンソースかつ無料で利用することができる上、数多くの機械学習アルゴリズムが実装されており、どのアルゴリズムであっても似たようなコーディングで利用することができるという特徴があります。

さらにサンプルのデータセットも搭載されているため、インストール後すぐに機械学習を試すことができます。

Theano

Theanoは、プログラミング言語Pythonの数値計算ライブラリでありながら、ディープラーニングの応用を強く意識して設計されています。多次元配列を効率的に使用するための数式の定義及び最適化、評価が可能となっています。あくまでディープラーニングを実装したライブラリではないので注意が必要です。コンピュータ代数システム及び最適化コンパイラの機能を搭載しています。

CNTK

CNTKは、英語表記で「Microsoft Cognitive Toolkit」の略称であり、Microsoftが提供しているオープンソースの統合ディープラーニングツールキットのことです。ただし、消極的開発段階に突入していることから、後述するONNXの利用が推奨されています。

CNTKは、複数のプログラミング言語に対応しており、クラウド上で簡易的に使用できることから、ニューラルネットワーク開発及び機械学習、コグにティブコンピューティング等の人工知能(AI)プロジェクトに活用することが可能です。

ONNX

ONNXは、英語表記で「Open Neural Network eXchange」の略称であり、ディープラーニングのモデルを様々なフレームワーク間で交換するためのフォーマットのことを言います。具体的には、PytorchやKeras等に代表される機械学習のフレームワークからエクスポートすることが可能であり、ONNX Runtimeをはじめ、TensorRT、ailiaSDK等のSDKを用いて推論ができるようになるのが大きな特徴です。

OpenNN

OpenNNは、英語表記で「open-source neural networks」の頭文字を取ったもので、人工知能(AI)開発における機械学習のためのオープンソースのニューラルネットワークライブラリのことです。これまで、マーケティングやヘルスケア等数多くのアプリケーション開発に貢献しています。

H20: Open Source AI Platform

H20: Open Source AI Platformでは、人工知能(AI)開発におけるディープラーニングをコーディングなしで行うことができます。様々なビジネス上の問題を解決するだけでなく、新たなアイデアを発見及び活用し、クライアントに信頼される結果を提供しています。正確かつ迅速で、透明性の高いモデルやアプリケーションの構築が可能です。

Google ML Kit

Google ML Kitは、機械学習及びモデル構築可能なものであり、Googleが持っている機械学習の専門知識を、パワフルかつ使いやすいパッケージとしてモバイルアプリ開発者向けに提供しています。各デバイス上で問題なく動作するように最適化されたソリューションで、iOS及びAndroidの魅力的なアプリケーション開発を行うことが可能です。

人工知能(AI)を開発することができるAPI

人工知能(AI)を開発することができるAPIの中でもおすすめのものを3つピックアップしましたので、ご紹介致します。

  • Wit.ai
  • Watoson API
  • A3RT

Wit.ai

Wit.aiとは、音声及び文章を送ることにより動かすことが可能なアプリケーション及びデバイスを簡単に開発するためのオープンソースのプラットフォームのことです。プログラミング言語は「Node.js」「Ruby」「Python」「C言語」「Rust」「JavaScript」となっており、さらにiOS及びAndroidどちらにも対応していることから汎用性が高いと言えます。

FacebookまたはGitHubアカウントがあれば、連携しながらWit.aiのアカウントを作成することが可能です。さらにほぼブラウザ上で操作することになるため、エンジニアでなくても扱うことができるとされています。

Watson API

Watson APIは、IBMが提供する人工知能(AI)のAPIです。アルゴリズム及びルール等に関してはIBMが独自に研究し開発、さらに日々アップデートが行われるため、ユーザー側は人工知能(AI)の技術者が不在であっても、精度の高い人工知能(AI)を開発することが可能です。さらにオンプレミス及びマルチクラウドどちらの環境でも使用することが可能となっています。

A3RT

A3RTは、英語表記で「ANALYTICS&ARTIFICIAL INTELLIGENCE API VIA RECRUIT TECHNOLOGIES」を略したものであり、RECRUITが提供する人工知能(AI)の分野の機械学習ソリューション活用のハードルを低くし、スピーディでありながら低コストで導入することができるよう設立されたAPI群のことです。

大きな特徴としては、人工知能(AI)に興味を持ちながらも、関連サービスを開発する技術がないような企業及び個人においてもA3RTのAPIを組み込むことで、文章の自動生成及び画像判定等を代表する人工知能(AI)サービスを利用できるという点が挙げられます。

RECRUITが提供していることもあり、RECRUITを代表する「カーセンサー」をはじめ「ゼクシィ縁結び」「ホットペッパービューティ」といった様々なサービスに活用されてきた実績があるため、信頼性が高いAPIとなっています。

人工知能(AI)を開発することができるフレームワーク

APIに限らずフレームワークを活用することでも人工知能(AI)を開発することが可能です。ここでは人工知能(AI)開発におすすめのフレームワークをご紹介致します。

  • Pytorch
  • TensorFlow/Keras
  • MXnet
  • Chainer

PyTorch

PyTorchとは、Facebookが開発を主導したPythonのオープンソース機械学習に特化したフレームワークのことです。シンプルなコードでコーディングがしやすいことから人気が高くなっています。「Define by Run」というアプローチ方法であることから、自由度が高い設計がされています。使用可能なプログラミング言語は「Python」「C ++」「CUDA」です。

TensorFlow/Keras

TensorFlow/Kerasとは、ディープラーニングモデルを構築しトレーニングを行うためのTensorFlowの高レベルなAPIのことです。主に高速のプロトタイプングをはじめ、最先端の研究等にしようされることが多くなっています。シンプルで一貫したインターフェースがあることから、ユーザーに対して親切な設計となっており、もともと用意されている構成要素の接続のみで制約がなく作成することが可能です。使用可能なプログラミング言語は「C ++」「CUDA」「Python」となっています。

MXnet

MXnetとは、ワシントン大学及びカーネギーホール大学によって開発された深層学習フレームワークのことです。あらゆる深層学習モデルをサポートしていることから、高い人気を誇ります。使用可能なプログラミング言語は「Python」「Scala」「R」「Julia」「Perl」「C ++」であり、非常に多くの言語に対応しているため、活用しやすいフレームワークとなっています。

Chainer

Chainerとは、Preferred Networksが開発した、ディープラーニングに向いているフレームワークのことです。ニュートラルネットワークを使用した学習を行うための機能がオープンソースで提供されており、日本企業が開発したことから日本語のソースも多く、日本国内での利用が多くなっています。シンプルなコーディングでディープラーニングのモデルを構築することができる特徴を持つため、初心者にも易しいと言われています。使用できる言語は「Python」です。

人工知能(AI)を開発するための勉強方法

人工知能(AI)を開発するための勉強方法としては、次の3つが挙げられます。

  • プログラミングスクール
  • 学習サイト
  • 書籍

プログラミングスクール

金銭面に余裕がある場合、最も効率的に学ぶことができるであろう方法としては、プログラミングスクールに通うということが挙げられます。専門的な知識を持つ講師から学びつつ、疑問点があればすぐに質問することができる環境が整っているため、初心者でも安心です。様々なプログラミングスクールが存在しますが、ここでは2校をピックアップしてご紹介致します。

AIジョブカレ

AIジョブカレは、人工知能(AI)活用に必要なプログラミングを中心に、データの前処理及びアルゴリズム、パラメーターチューニング等を現役のAIエンジニア及びデータサイエンティストから学ぶことができる人工知能(AI)技術専門のプログラミングスクールです。

初学者コースをはじめとし中級コースなどレベルに応じて学びたい講座を選択することができるため、学習したい部分だけに絞って学ぶということも可能となっています。

AIジョブカレhttps://www.aijobcolle.com

Winスクール

Winスクールの人工知能(AI)に関わる講座「Python&データ分析コース」「Python&AI Programing」「Python&AI Programing Data Analysis」等では、人工知能(AI)開発の構築部分で利用頻度の高い「Python」の基本から、人工知能(AI)のプログラミングについて、個人レッスンによる実習で学習することが可能です。自分が学びたいことに注力することが可能であるため、深く学び転職等に生かしたい時にも役立ちます。

Winスクールhttps://www.winschool.jp

学習サイト

人工知能(AI)を学習する場合には、学習サイトを閲覧し、活用することでも学ぶことが可能です。ここでは人工知能(AI)を学ぶためにおすすめな学習サイトを4サイトご紹介致します。

KIKAGAKU

KIKAGAKUは、株式会社キカガクが無料公開しているオンライン学習サイトです。誰も挫折することなく、最短距離で最先端の知識を身につけることができるように作られています。大きく2つのコンテンツ(理論パート、実装パート)に分類することができ、理論パートで人工知能(AI)の仕組みを理解してから、実装パートで人工知能(AI)に使用可能な技術の習得を目指すことが可能となっています。

KIKAGAKUhttps://free.kikagaku.ai

AI Academy

AI Academyは、学習者それぞれに適したカリキュラムを用いてPython及び人工知能(AI)を実践的に学ぶことができる学習サイトです。大きな特徴としては、自分が開発したいと思うものを実際に開発しながら学ぶことができるというだけでなく、中級レベルになると、自分で開発したデータ分析及び人工知能(AI)に特化したコンテンツの販売を行うことが可能となっているところです。

AI Academyには、450種類以上ものオリジナルテキストが用意されており、さらにクイズを解きながら、短期間で効率よく自分の目標を達成することが可能となっています。

AI Academyhttps://aiacademy.jp

Aidemy

Aidemyは、人工知能(AI)スキルをスムーズに身につけることができる学習サイトです。会員登録するだけで、人工知能(AI)開発に必要とされる数学及びPythonの入門講座を無料で受講することが可能です。この入門講座は、初心者でもとっかかりやすく図解及びイラスト、さらには動画を積極的に取り入れており、挫折することなく学習を継続することが可能となっています。

学習を始めてから3ヶ月でAI人材となれるように、24時間体制のチャットサポートやコードレビューといった様々なサポートが充実しており、ユーザー数は10万人を超えています。

Aidemyhttps://aidemy.net

AVILEN AI Trend

AVILEN AI Trendは、人工知能(AI)やディープラーニング等の理論及び応用について、最先端のAIトレンドについて誰もが理解することができるよう、わかりやすく提供している学習サイトです。

AVILEN AI Trendhttps://ai-trend.jp

書籍

人工知能(AI)を学習するために、書籍を揃えて学習するという方法も存在します。ここでは人工知能(AI)に関する初歩的な学習が可能な書籍4冊をピックアップします。

人工知能プログラミングのための数学がわかる本

人工知能(AI)プログラミングに必要とされる高校数学及び大学数学を基礎からそう復習することが可能な一冊。数学が苦手な方にもおすすめです。実際にPythonのコードを動かすことで理解を深めることも可能です。

書籍名著者名出版社
人工知能プログラミングのための数学がわかる本石川 聡彦KADOKAWA

図解これだけは知っておきたいAI(人工知能)ビジネス入門

人工知能(AI)について、初心者及びおさらいしたい人に最適の一冊。丁寧な解説で、人工知能(AI)のウソとホントをはっきり理解することができ、人工知能(AI)に関する用語と常識を網羅することが可能となっています。

書籍名著者名出版社
図解これだけは知っておきたいAI(人工知能)ビジネス入門三津村 直貴成美堂出版

図解即戦力 機械学習&ディープラーニングの仕組みと技術がこれ1冊しっかりわかる教科書

機械学習及びディープラーニングについて主に図解形式で解説している1冊。人工知能(AI)に関する機械学習及びディープラーニングの基本及び関連技術をはじめ、仕組みや開発に関する基礎知識を一通り学ぶことが可能な入門書となっています。

書籍名著者名出版社
図解即戦力 機械学習&ディープラーニングの仕組みと技術がこれ1冊しっかりわかる教科書株式会社アイデミー
山口 達輝
松田 洋之
技術評論社

エンジニアなら知っておきたいAIのキホン 機械学習・統計学・アルゴリズムをやさしく解説

Think IT連載「ビジネスに活用するためのAIを学ぶ」に、著者の自社Webサイトのブログである「AI技術をぱっと理解する(基礎編)」を加えつつも加筆及び修正を施したAI入門書となっています。今から人工知能(AI)を学習するというエンジニア及び過去に挫折してしまったエンジニアにおすすめの一冊です。

書籍名著者名出版社
エンジニアなら知っておきたいAIのキホン 機械学習・統計学・アルゴリズムをやさしく解説梅田 弘之インプレス

まとめ

人工知能(AI)の作り方について、本記事では、人工知能(AI)を開発するための方法をはじめ必要なスキル、人工知能を開発するための勉強方法について等を徹底解説致しました。

人工知能(AI)の分野は、まだまだ発展途上中であるため、プログラミング初心者であっても今から人工知能(AI)について習得することで、あらゆる分野でその技術を生かすことが可能となるはずです。プログラミングを学ぶのであれば人工知能(AI)に特化した技術を身に付けてみてはいかがでしょうか。

【Python(パイソン) 人工知能作り方】ライブラリ13選&機械学習の方法・pythonでの人工知能の開発手順を詳しくご紹介!

「pythonを使用した人工知能の開発について詳しく知りたい」

「pythonで活用できるライブラリはどんなものがあるのか知りたい」

「pythonで人工知能を開発する手順を知りたい」

システムのプログラミングに携わっている方や、未経験だけど開発をしてみたいという方であれば「python」というプログラミング言語に興味を持っている方は少なくないでしょう。pythonは人工知能をはじめ、Webアプリやデータの分析などに用いられるプログラミング言語で、「pythonさえ習得すれば問題ない」と言われるほど世界中で注目されています。

人工知能は近年目覚ましい発展を遂げており、例えばお掃除ロボットや自動車の自動運転などが挙げられます。また、ソフトバンクが開発した「Pepper」は、人の感情を認識できるロボットとして一躍大きな話題となりました。このように、最先端技術でもある人工知能は、既に生活に密着した存在となっており、今後さらに開発需要が高まるとされています。

そんな人工知能の開発に、特に人気の高いプログラミング言語が「python」です。

本記事では、pythonの開発手順だけではなく、活用する事が出来るライブラリ13選、人工知能開発を支える機械学習の3つの方法について、詳しくご紹介致します。

pythonは初心者の方でも理解しやすく分かりやすい文法が大きな魅力のプログラミング言語となります。本記事でご紹介する内容を正しく把握する事で、今現在プログラマーとして活躍している方はもちろん、これからプログラミング言語を習得しようとしている方、開発に興味はあるけど経験はあまりないという方でも、人工知能の開発に関する様々な情報をしっかりと吸収できるでしょう。

pythonで活用できるライブラリ

ライブラリとは、汎用性の高い処理を誰でも簡単に利用できるようにしたプログラムを指します。このライブラリをうまく活用する事で、プログラムを0から全て組む必要がなくなり、スピーディかつ効率的にプログラムの設定が行えるようになるでしょう。

pythonはコードが少なくシンプルという特徴があり、初心者でもすぐに理解できるのが魅力のプログラミング言語です。さらに、活用できるライブラリも充実しており、人工知能に最適な種類も数多く存在しています。簡潔で分かりやすいコードのpythonと、使いやすいライブラリを組み合わせることで、人工知能の開発がさらにやりやすくなるでしょう。

ここで、pythonで活用できるライブラリ13選をそれぞれ1つずつ詳しくご紹介致します。

TensorFlow

URL:https://www.tensorflow.org/?hl=ja

有名なオープンソースライブラリで、2015年にGoogleが開発しました。TensorFlowの最大の特徴として挙げられるのが、ニューラルネットワークの構築や訓練が出来るシステムの要求に応えることが出来るという点です。人間の脳内にある神経細胞の繋がりを数式的モデルで表したものをニューラルネットワークと言います。

ニューラルネットワークを使用する事で、機械が倫理的思考や学習などを、人と同じように行うことが可能になります。TensorFlowの活用は、ある程度のディープランニング知識は必要ではありますが、複数の抽象化レベルを提供しているため、状況やニーズに合わせ、最も適したものを選択する事が出来るライブラリになります。

matplotlib

URL:https://matplotlib.org/stable/index.html

matplotlibを使用して科学計算を簡単にすることで、その計算結果を様々な表やグラフとして分かりやすい表示が可能となります。pythonでグラフ作成を行う場合、最も標準的なライブラリと言えるでしょう。matplotlibで作成するグラフは主に二次元のグラフになりますが、三次元のグラフ描画も可能です。

matplotlibで作成できるものは、円グラフ、散布図、棒グラフや折れ線グラフなど多岐にわたります。また、matplotlibは後程ご紹介するNumPyとの組み合わせで活用するという事が多くあります。さらに、Jupyter Notebookを用いることによって説明力が高いレポートの作成も行えるでしょう。

Open CV

URL:https://opencv.org/

画像や動画の処理を行う場合、最も汎用性が高く人気なのがこのライブラリです。Open CVはIntelが開発し、OSSとして提供されているので誰でも使用できますし、もちろん料金は無料です。趣味範囲の利用から商業目的の利用まで可能なため、幅広く活用されているライブラリになります。

ロボット工学などの学術的シーンのみに限らず、プログラミング学習、システム開発など様々な用途で利用できるOpen CVは、AndroidやiOSなどにも対応しています。pythonでOpen CVを利用する場合、専用の「OpenCV-python」があります。インストールも比較的簡単に可能なので気軽に活用する事が出来るでしょう。

Keras

URL:https://keras.io/ja/

プログラミングが初心者という方に最適なライブラリでもあるKerasは、専門的な知識がないという場合でもコードを書くことが出来ます。このKerasの大きな特徴として挙げられるのが、機械学習分野で話題にもなったアルゴリズムを多く実装しているという点です。さらに日本語のドキュメントも非常に多いため、非常に活用しやすいライブラリと言えるでしょう。

Kerasは文章をあらかじめが学習させておけば自動生成が出来ます。例えば、夏目漱石の小説「吾輩は猫である」の全文をあらかじめ学習させておきます。学習が完了した後に小説の冒頭「吾輩は猫である。名前は」という文章を与えると、その後の文章を自動で生成してくれます。さらに、質問を入力して答えてくれるという機械による自動発信システム、botの作成も可能となります。

Numpy

URL:https://numpy.org/

pythonでの機械学習計算をより効率的に、早く行えるように拡張するのが、Numpyになります。人工知能や機械学習においては必須と言われるほど活用されているライブラリになりますので、ぜひ押さえておきましょう。大量のデータ処理をするためにはかなりの時間が必要となりますが、Numpyを利用する事で大幅に時間短縮する事が可能になります。

データ処理での速度を上げたい場合pythonのリストよりもNumpyの配列の方が高機能、かつ高速処理をしてくれます。「Anaconda」というpythonのライブラリが揃っているパッケージにも含まれていますが、単体でインストールする事も可能ですので、ご自身の開発環境などに適した方法でインストールしましょう。

SciPy

URL:https://scipy.org/

SciPyは数学、化学、高額のための数値を解析するためのライブラリです。オープンソースとして常に開発が行われています。高度な科学技術計算が可能なため、世界的な科学者やエンジニアが活用していることでも知られています。「高度な計算」と言うと、多くの方が難しく捉えてしまいますが、中には馴染みのある計算などもありますので、科学者のみが活用できるものと言う訳ではありません。

SciPyで可能な科学技術計算には、「クラスター分析」「数値積分」「物理定数」「線形代数」「空間的データ構造とアルゴリズム」「多次元画像処理」「データ入出力」などがあります。馴染みがないものばかりでも、便利な関数があればぜひどんどん活用していきましょう。

Chainer

URL:https://tutorials.chainer.org/ja/

日本の機械学習のベンチャー企業であるPFN(Preferred Networks)が開発したライブラリで、日本語資料が多いという特徴があります。ディープラーニング向けのフレームワークとしては非常に有名どころと言えるでしょう。ディープラーニングとは、豊富なデータがあれば自動的にその特徴を抽出してくれるDNN(ディープニュートラルネットワーク)用いた学習です。

GPUによる演算サポートも可能です。人工知能開発の初心者がGPUを活用して機械学習やディープラーニングの取り組みをするという場合、環境の構築を行うためには非常に手間と時間がかかってしまいます。しかし、chainerであればセットアップ作業のための時間を大幅に削減する事が出来るため、コンテナ技術の適用も可能です。

BeautifulSoup

URL:https://pypi.org/

HTML、XMLからデータを引き出せるライブラリになります。ですが、前提として、「BeautifulSoupのみがあればスクレイピングが可能」という事ではありません。HTTP通信が可能なRequestsというモジュールを活用し、HTMLのデータをスクレイピングします。その後、そのHTMLを整形するためにこのBeautifulSoupが利用されています。

取得したデータを見やすくするために活用されるRequestsは、人工知能の基礎ともいうべき非常に重要な部分と言えるでしょう。スクレイピングに必要な処理は一通りそろっていますので、初心者でも活用しやすいライブラリです。

Pandas

URL:https://pandas.pydata.org/

データの分析を効率的に行うための人工知能ライブラリですが、データフレームなど独自のデータ構造が提出されており、データ読み込み、統計量表示やグラフ化なども簡単に行えます。例えばNumPy配列は要素の全てが同じでなければいけません。しかしPandasであれば異なるデータを入れることが可能です。データフレームに格納すればデータ前処理が簡単にできます。

また、欠損値の削除や補完、様々な便利な関数が備わっています。主要言語は、pythonがC言語で書かれているため高速処理が可能と言うのが大きな特徴です。Pandasはデータの前処理段階で活用されるものとなるため、機械学習を行う場合は必須ライブラリと言えるでしょう。

Anaconda

URL:https://www.anaconda.com/products/individual

pythonの利用は、インストール後に必要なライブラリを追加インストールしなければいけません。Anacondaはpythonの実行環境において、よく利用されるライブラリがまとまっている状態とすることが出来ます。Anacondaは非常に便利なもののため、利用者数はおよそ1,500万人以上にものぼります。

Anacondaは約1,500以上ものパッケージが含まれているディストリビューションです。さらに、250以上のデータサイエンスや機械学習パッケージは自動でインストールされるため、利用者はすぐに開発作業に取り掛かることが可能になります。また、インストールやバージョン管理を簡素化できるという大きな特徴も、ディストリビューションの大きな魅力と言えるでしょう。

PyQuery

URL:https://pypi.org/

情報の取得が可能な人工知能ライブラリです。PHPの経験者の場合、phpQueryというライブラリを使用したことがあるという方は多くいるでしょう。PyQueryはそのpython版と考えることが出来ます。2020年にリリースされており、2021年1月には細心バージョンもリリースされており、メンテナンスも継続的に行われています。

OSに関してはどこでも動かすことが可能となっています。pythonが動けばPyQueryも動かせると考えて間違いではないでしょう。また、jQueryと同じ要領でスクレイピングが可能なため、pythonで気軽にスクレイピングを行いたいという場合は特にオススメのライブラリと言えます。

scikit-learn

URL:https://scikit-learn.org/stable/

人工知能のライブラリにおいて、最も活用されていると言っても過言ではないscikit-learnは、様々な機械学習アルゴリズムが実装されているのが最大の特徴です。現在も活発に開発されているため、多くの情報を探すことが出来るでしょう。また、様々なアルゴリズムが実装されていますが、どれも同じような書き方で利用できるというのも大きなメリットと言えるでしょう。

さらに、サンプルデータセットが付属していますので、インストール後すぐに機械学習を始めることが可能です。利用するためには、先ほどご紹介したAnacondaなどのパッケージを使用するといいでしょう。Anacondaにはこのscikit-learnも含まれていますので、簡単にスタートさせることが出来ます。

Jupyter Notebook

URL:https://jupyter.org/

以前はpython専用の「IPython Notebook」という環境でしたが、現在開発が進んだことにより、python以外にも40以上の言語がサポートされています。しかし、一般的にpythonでの利用が多いと言えるでしょう。オープンソースで提供されているのでもちろん無料で利用が可能です。

Jupyter Notebookはノートブックファイルにプログラム、説明や実行結果などの多くの情報をまとめて管理する事が出来る分析用ライブラリです。Jupyter Notebookはブラウザ上で作動するため、プログラムの共有もできるのが大きな特徴と言えるでしょう。初心者の場合は必須ライブラリと言っても過言ではありません。

人工知能を支える技術「機械学習」の方法

機械学習とは、AIを支えている重要な技術です。AIは1956年初めて定義されています。その後研究が長く行われていき、ICTの実用化、ビッグデータ環境などが整いつつあり、今現在機械学習が実用化される時代へとなりました。近年では、この機械学習がさらに発展してきており、人工知能の概念「機会が知能を持つ」という事に近づくことで、技術的特異点という言葉も注目され始めています。

この機械学習の手法は3つの学習方法が存在します。それぞれの詳しい内容について正しく知り、人工知能の開発を効率的に行えるようにしましょう。

教師あり学習

正解データを教えていく学習方法が、教師あり学習です。正しく正確なデータを学ばせることにより、入力したデータに対する正解を出力する事が可能となります。教師あり学習は「識別」「回帰」を可能とします。

識別とは

与えられたデータをもとにして、出力するデータが正しいか正しくないかを分類、認識するものとなります。例えば受信メールが迷惑メールやスパムメールかどうかを判断する事が出来ます。教師あり学習では、前もって迷惑メールなどのパターンを学習させているため、正しく分類が可能となります。また、人と動物が一緒に移っている写真を「人」「動物」に分類し、写真データを自動でグループ分けすることも出来ます。

回帰とは

一定間隔で連続するデータを数値として学習し、今後の予測に役立たせることが出来ます。企業の売上予測であれば、毎月、毎年の売り上げ学習をさせることで今後の売り上げ予測が出来ます。また、天気の学習を行えば雨雲の降水確率が上げられるなど、業種に限らず効率的に役立たせることが可能となるでしょう。

教師なし学習

教師あり学習とは逆に、正解データを教えずに学習をさせる方法になります。豊富なデータを覚えさせることにより、そのパターンや特徴などは覚えることは出来ますが、それが正解か不正解かを判断する事は覚えさせないというのが、この学習方法の大きな特徴です。代表的な物はクラスタリングです。

クラスタリングとは?

豊富なデータをカテゴリごとに分類して、グループ化を行う機能がクラスタリングです。教師あり学習と大きく異なる部分は、正解データを知らない状態でのグループ化です。クラスタリングでは、多くの画像データの中から性別、動物などの種類を分類したり、動画のデータから自動車のみを抽出するなどが可能となります。

また、例えば0歳から80歳の人々の画像を学習させることにより、顔の大きさ、しわの数、表情などを取得します。それにより、年齢別のグループ分けをすることを学びます。これが、教師なし学習の代表的なクラスタリングです。

強化学習

強化学習では、教師なし学習のように、正解を覚えさせる必要性がありません。ですが、教師なし学習と異なるのは機械が報酬を得るために最適な行動を考えて実行するという点です。強化学習では、出力される結果に点数をつけ、最適な結果とするための行動を学ばせます。

強化学習では、複雑な迷路をいかに最短でゴールまでたどり着くことが出来るのか、株式の売買でいかに利益を最大化させることが出来るのかなど、こうした事を考える機械をイメージするのが最も分かりやすい例と言えるでしょう。

pythonによる人工知能の開発方法

pythonを活用し、人工知能の開発を行うにはどのような方法で行うのかを詳しくご紹介致します。大まかな手順としては、pythonのインストールを行った後にライブラリのインストール、その後データを集め手法の検討を行います。そして人工知能に学習をさせて開発となります。それぞれの手順を詳しく解説いたします。

1・pythonのインストール

まずはpythonをインストールします。Windowsの場合、公式サイトからインストールを行ってください。Macであればすでに入っている状態になっていることもありますが、ほとんど古いバージョンでインストールされていますので、最新のものをインストールする必要があります。それぞれの方法について詳しくご紹介致します。

Windowsの場合

まず、公式サイトへ行き、画面上の「Downloads」欄からWindowsを選択します。クリックすると「Python Releases for Windows」ページへ移動します。pythonは幾度もバージョンアップされているため、必ず最新のものを選ぶようにして下さい。ダウンロードが完了しましたら、すぐに実行をします。インストール画面が表示されますので、その後は画面に表示される指示の通りに進めていきましょう。これでインストール作業は完了となります。

Macの場合

Windowsとは異なり、先ほどもお話ししたように既にインストールされているという場合がほとんどですが、最新のものに変える必要があります。多くは「python2」が入っている状態ですが、これは最新版とは文法なども異なるものになってしまいますので、バージョンを確認し必ず最新に変えて下さい。Macの場合、公式サイトの画面上の「Downloads」欄からMac OS Xを選択します。その後はWindows同様に、バージョンの確認、インストール後画面に従って進めていけば完了となります。

インストールされているか確認

インストールが完了したら、必ず正確にインストールが出来ているかを確認してください。Windowsであれば「コマンドプロント」、Macであれば「ターミナル」からコマンドプロントを開いて確認します。

  • Windows:「Windows」+「R」→ファイル名を選択して実行→「cmd」入力→OK
  • Mac:Finder→アプリケーション→ユーティリティ→ターミナル

それぞれ上記の手順でコマンドプロントを開き、「python –version」を入力します。pythonのバージョンが正しくひょじされていればインストールは成功していますので、安心して次の作業に移ってください。

また、Macは古いバージョンが既にインストールされているため、最新版をインストールしたにもかかわらず表示が「Python 2.・.・」と表示されていることがあります。この場合は、最新版のインストールが正しくできていないという事になりますので、再度公式サイトからインストール作業を行ってみて下さい。

動作の確認

インストールが正しく行われているかどうか確認が完了したら、次は動作の確認を行います。正常に動作するかどうかの確認は、実際にプログラムを作成し動かしてみるという方法が確実です。まずテキストエディタを開きます。そこに【print(“Hello world!”)】と入力します。これは1文字でも違うと正常に動作しないため、注意してください。

ファイル名を記載したらドキュメントの下に保存します。ここでは、ファイル名は「test.py」で保存しましょう。次に、先ほど開いたコマンドラインに「cd Documents(cd コマンド名)」を入力します。その後「python test.py

」と入力しエンターキーを押します。「python ソースファイル名」でPythonプログラムを実行できます。

画面に「Hello world!」と表示がされれば正常に動作するという確認になりますので、安心してください。もし正常に表示されない場合、どこかで間違っているという場合がありますので、再度確認作業を行ってください。

2・人工知能のライブラリをインストール

pythonのインストールと確認作業が完了したら、次にライブラリをインストールします。本記事で紹介したような多くの種類から、自身が活用すべきライブラリをインストールしてください。この場合、多くの機械学習アルゴリズムが実装されているscikit-learnやAnacondaがオススメです。インストールが完了したら、python同様に正しく使えるかを確認し、問題がなければ機能を使用してみて下さい。

ライブラリをインストールする際の注意点

ライブラリをインストールする場合、それぞれに注意点がありますので必ず確認するようにして下さい。例えば、機械学習を早く効率的に行うためのライブラリ「Numpy」の場合、インストールする前にpipの更新が必須です。pipとは、pythonのパッケージを管理するためのツールです。仮にpipが最新バージョンに更新されていないと、エラーが表示されてしまいますので、必ずインストール前に最新バージョンになっているかチェックして下さい。

また、Anacondaではこのpipを使用することは出来ません。pipでインストールしてしまうと、パッケージの依存関係などで不具合が発生する可能性があります。そのため、今現在pythonを使用していてAnacondaを活用していないという場合、興味本位で導入すると不具合やトラブルが起こりやすくなってしまいますので注意してください。

3・データを集める

python、ライブラリ共に正常にインストールが完了出来たら、次に人工知能に学習させるためのデータを収集します。人工知能は、入力されたデータをもとに学習を行いますので、正しく正常なデータを数多く集めなければいけません。そこで、データ収集に活用すべき2つのポイントについてご紹介致します。

クラウドソーシングを利用したデータ収集

機械学習に必要なデータを集める際、多くの個人や企業で最も懸念されるのが時間とコストです。中でも個人で開発を行う場合や、中小企業で人工知能の開発をするという場合、教師データあり学習であれば、誤りのない正解データを豊富にそろえなければいけません。

これまでは、時間をかけてアルバイトを雇ったり、研究者などは学生に協力を仰ぎデータの収集を行ったりなどが主な収集方法でしたが、現代ではクラウドソーシングと言う存在がこのデータ収集に大きく役立てられるようになりました。

クラウドソーシングの場合、仮に100件ほどのデータを収集したいという際に、タスク形式で依頼を開始することで、一人一人を雇ったり話を聞いたりと言う手間もなく、ほんの数十分から数時間でデータ収集が完了させることが出来ます。また、タスク方式は作業ごとの報酬となるため、無駄なコストもかからず効率的に行っていく事が可能になります。

データ収集が必要となった時だけ、クライドソーシングのワーカーに依頼し、その分の報酬を払う。こういったやり方であれば、時間もコストも無駄にせず、必要なデータを必要な時に必要な分だけ収集する事が可能となります。

無料データセットの活用

機械学習では、画像データやテキストデータなど、様々なデータを取り扱います。さらに、このデータの質や量が人工知能の精密ぢに直接影響を及ぼすため、正しく正確なデータを、莫大な量準備しなければいけません。自分で収集するのには限度があり、趣味の範囲で開発を行う場合このデータ収集に苦労するという方も多くいるでしょう。そんな時に活用すべきなのが無料で使用できるデータセットです。

  • トレーニングセット→1番初めに利用され、最も規模の大きなデータセットになります。
  • バリデーションセット→トレーニングセットで訓練した後、ハイパーパラメーターのチューニングをするために利用します。
  • テストセット→モデル制度を確認するためのデータセットです。

データセットには上記の3種類があり、このデータセットは機械学習において最も重要とされている部分になります。ネット上で公開されているオープンデータは数多くあり、もちろん無料で活用する事が出来ます。大手企業であればGoogleや楽天、また、国内外の政府機関からの利用も可能となっていますので、開発に必要な豊富な量のデータを簡単に入手する事が出来ます。

4・どの手法にするかの検討

次に、人工知能の開発手法を決めます。どのように学習させるかを決めてから本格的に開発をスタートさせます。先ほど紹介したクラスタリングの他も様々な手法があります。ここでは、その中でも特に人気の高いアンサンブル学習、k近傍法についてご紹介致します。

アンサンブル学習

簡単に言えば多数決を取る方法です。単独では精度が低くなってしまう弱学習器を複数用いることにより、高い精度をたたき出すという手法がこのアンサンブル学習です。別々の学習器として学んだものを融合させ、それによりまだ学習していないデータの予測能力を向上させることが出来ます。

分類や回帰とは異なる方法と言うのが大きな特徴と言えるでしょう。また、他の機械学習の学習係数を求める場合などに補助的に活用する事が出来たり、幅広い使い道となるのも魅力的な部分になります。

k近傍法

データ分類をする際に活躍する手法です。その名の通り、あるデータに着目した際に近くのk個のデータ平均、または多数決の値を予測し出力します。近場のデータから予測を行うため、精度はさほど低くはなりません。さらに、近隣k個の平均を予測値とするため、直感的で人が理解しやすいというのが大きな特徴となります。

さらに、予測がブラックボックスと多々言われる機械学習ですが、こうした特徴はk近傍法特有の魅力と言えるでしょう。しかし、入力データの次元数が莫大になると精度が落ちてしまうという弱点もあります。データ量によっては、k近傍法を選択すると思うような制度にならないという事が起こってしまいますので注意が必要です。

5・人工知能に学習させる

いよいよ人工知能にデータを学習させていきます。決めた手法を実装していきましょう。ここで重要になるのは、学習させる前にデータを正しく揃えるという点です。人工知能が学習しやすくなるように、事前に不ぞろいのものを整えてあげると、スムーズに学ばせることが出来るようになります。ここで、教師あり学習、教師なし学習、強化学習のそれぞれおすすめのライブラリなどや具体的な活用例についてご紹介致します。

教師あり学習の場合

教師あり学習の場合、Numpy、Scipy、scikit-learnが主に活用されているライブラリになります。Numpy、Scipyは、先ほどお話ししたように、学習前にデータをそろえるために活用する事が出来ます。また、scikit-learnはNumpy、Scipyと非常に相性がいいため、組み合わせた活用をすることによって、機械学習をスムーズに行うことが出来るでしょう。

pythonで教師あり学習が活用できる具体例としては、以下のような種類になります。

  • メールの分類→迷惑メールの可能性が高いメールを判別する事が可能になります。
  • 画像認識→人の顔、動物の顔、男性の顔、など何を示しているか判断が可能となります。
  • 売上予測→店舗の売り上げを規則性に基づき予測が出来るようになります。

メールの分類や画像認識は分類、売上予測は回帰ということになります。

教師なし学習の場合

教師なし学習では、教師あり学習同様にscikit-learnが主に活用されるライブラリになります。機械学習全般に役立たせることが出来るものが一通りそろっているので、pythonを使用する際はぜひインストールしておきましょう。また、教師なし学習の具体例は以下の通りです。

  • 分類に基づく販促→顧客情報と商品データを学習させることにより、「独身女性が買う」「昼によく売れるなどの分類が可能になり、販売戦略を組み立てることが可能になります。
  • 確立に基づく販促→「Aを買った人は〇〇パーセントの確立でBも買う」などの確立を導き出すことで、ネットショップでのオススメや店舗の陳列、セット割引などに役立てることが出来ます。
  • 要因も基づく販促→顧客、商品、その日の天気など、様々なデータを教師なし学習させることで色々な要因が売り上げにどう貢献したかの割合を算出、分析する事が出来ます。
  • 故障検知→他データと一致しないもの、大きく異なるものを瞬時に検出するため、機械の故障を素早く検知したりデータ分析における外れ値の予想をすることが出来ます。

強化学習の場合

強化学習の場合、Dopamine、PFRL、OpenAI Gymなどがオススメのライブラリやフレームワークです。OpenAI Gymは簡単な強化学習の実装が可能で、シミュレーションも出来るため非常に活用しやすいライブラリと言えます。いくつかの学習用ゲーム環境があらかじめ準備されているので、初めてでおスムーズに利用する事が出来るでしょう。

強化学習では、囲碁や将棋などのゲーム、ロボットの歩行学習、自動車の自動運転技術における開発が主な具体例となります。生活に密着した人工知能はこの強化学習で開発されているものが多くあり、自動車やゲームなど、一般的に流通し始めている様々な分野で活用されています。

まとめ

pythonを使用した人工知能の開発は、もちろん専門的知識があればスムーズに行うことが出来ますが、python辞退難しいプログラミング言語ではないため、初心者でも人工知能開発を行うことは十分可能です。活用すベイライブラリや機械学習の手法についての知識を収集し、正しく正確なデータを学習させることにより、人工知能の制度は上がり質の高い開発を行うことが可能となるでしょう。

プログラミングに長年携わっていなくても開発が可能となるpythonの人工知能は、多くの企業でも取りれられ手織り、今後さらに需要が高まるとされています。

プロのプログラマーから初心者まで、幅広く活用する事が出来るpythonで、人工知能開発を始めてみてはいかがでしょうか。

本記事で紹介したライブラリや機械学習の手法について、正しく知識を吸収し、時代の最先端技術をぜひ自分のものにしてください。