少量データ学習

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機械学習

少ない例から学ぶ:フューショット学習

人工知能の世界では、機械学習が大切な役割を果たしています。機械学習は、たくさんのデータから規則性を見つけ出し、まだ知らないデータに対しても予測や分類を可能にする技術です。まるで、たくさんの例題を解くことで、新しい問題にも対応できるようになる人間の学習に似ています。しかし、機械学習を行うためには、十分な量の学習データが必要となります。ところが、現実には十分なデータを集めるのが難しい場合も少なくありません。 例えば、高度な専門知識が必要な分野や、新しく生まれたばかりの仕事などでは、データを集めること自体に多大な時間と費用がかかってしまうことがあります。必要なデータを集めるために、多くの専門家に依頼したり、新しい実験装置を作ったりする必要が生じるかもしれません。このような状況では、従来の機械学習の手法ではうまく学習が進まず、高精度な予測や分類を行うことが難しくなります。限られた量のデータから、いかにして効率的に学習を進めるかが重要な課題となります。 そこで近年注目を集めているのが、少ないデータからでも学習を可能にする「フューショット学習」と呼ばれる手法です。フューショット学習は、まるで人間がほんの数枚の写真を見ただけで、それが何であるかを理解できるように、少ない例からでも概念や規則性を学習することができます。この技術は、データ収集が困難な状況においても人工知能を活用する道を拓き、様々な分野での応用が期待されています。例えば、医療画像診断のようにデータ収集が難しい分野や、新しい製品の開発のように迅速な対応が必要な分野において、フューショット学習は大きな力を発揮すると考えられています。
機械学習

少ない例から学ぶ:少数事例学習

近年の技術革新により、人工知能は様々な分野で目覚ましい成果を上げています。中でも、人間が日常的に使用する言葉を理解し、処理する自然言語処理は、急速に進歩している領域の一つです。この分野では、大量のデータを用いて人工知能モデルを訓練するのが主流となっています。多くのデータで学習させることで、モデルは高い精度で文章の意味を理解したり、文章を作成したりすることが可能になります。しかし、このような大量のデータを集めるには、多大な費用と時間がかかるという問題があります。例えば、大量の文章に一つ一つ手作業でラベルを付けたり、意味を注釈したりする作業は、非常に手間がかかります。 そこで、近年注目を集めているのが、少量のデータから効率的に学習する少数事例学習という手法です。この手法は、限られた量のデータからでも、人工知能モデルを効果的に訓練することを目指しています。少量のデータを使うことで、データ収集にかかる費用と時間を大幅に削減できます。さらに、新しい課題や状況に柔軟に対応できるという利点もあります。例えば、ある特定の分野の専門用語を理解させる場合、大量のデータを集めるのが難しい場合もありますが、少数事例学習であれば、少数の例文からでもモデルを学習させることが可能です。 本稿では、この少数事例学習の全体像について詳しく説明します。まず、少数事例学習とは何か、どのような仕組みで学習が行われるのかといった基本的な内容を解説します。さらに、自然言語処理における具体的な活用事例を紹介することで、少数事例学習がどのように現実の問題解決に役立っているのかを明らかにします。具体的には、文章の分類や要約、質問応答といったタスクへの応用について見ていきます。これにより、少数事例学習の理解を深め、その可能性について考えていきます。
深層学習

転移学習で賢く学習

転移学習は、人の学び方に似た、賢い学習方法です。まるで、自転車に乗れるようになった人が、バイクの運転を学ぶ時に、バランスの取り方や乗り物の操縦方法といった共通の技術を使うように、転移学習も既に覚えた知識を新しい問題に当てはめます。 具体的には、別の課題で既に訓練され、たくさんの知識を蓄えた学習済みのひな形を使います。このひな形は、膨大な量のデータから、例えば絵の認識や声の見分け方といった、特定の能力を既に身につけています。このひな形に備わっている多くの数値は固定したまま、新しい課題に特化した少数の部分だけを再び学習させることで、効率よく新しい知識を覚えさせます。これは、例えるなら、熟練した職人が新しい道具の使い方をすぐに覚えるようなものです。転移学習も、既に持っている能力を生かして、新しい課題への対応を速めます。 この学習方法は、使えるデータが少ない時に特に役立ちます。少ないデータでも、ひな形が持っている豊富な知識を活用することで、質の高い結果を得られます。少ない努力で大きな成果を上げる、画期的な学習方法と言えるでしょう。例えば、犬の種類を判別するひな形があったとします。このひな形を猫の種類を判別する課題に転用する場合、犬と猫では似た特徴もあるため、ゼロから学習するよりも効率的に学習できます。このように、転移学習は様々な分野で応用され、人工知能の発展に大きく貢献しています。