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深層学習

自動生成で高精度を実現:NASNet

近年の技術革新に伴い、人工知能の分野は目覚ましい発展を遂げてきました。中でも、画像認識や音声認識といったタスクにおいて、ニューラルネットワークは中心的な役割を担っています。従来、このニューラルネットワークの構造は、高度な知識と経験を持つ専門家によって設計されてきました。しかし、人間の能力には限界があり、膨大な組み合わせの中から最適な構造を見つけることは容易ではありませんでした。 そこで登場したのが、「自動化された設計」という革新的な手法です。これは、ニューラルネットワークの構造自体を自動的に探索し、設計する技術です。具体的には、NASNet(ニューラルアーキテクチャサーチネットワーク)と呼ばれる技術が用いられます。NASNetは、自動機械学習、いわゆる「自動エムエル」と呼ばれる技術を駆使し、コンピュータ自身が試行錯誤を通じて最適な構造を見つけ出します。 従来の手法では、専門家の経験や直感に頼る部分が大きく、どうしても限界がありました。しかし、NASNetを用いることで、人間の専門家では思いつきもしなかったような、独創的で画期的な構造のニューラルネットワークが発見される可能性が生まれます。これは、人工知能の分野における大きな進歩であり、様々な応用が期待されています。 例えば、医療画像診断の精度向上や、自動運転技術の高度化など、幅広い分野で革新的な変化をもたらす可能性を秘めています。また、自動化された設計は、これまで専門家の高度な知識や経験が必要とされてきたニューラルネットワークの設計を、より多くの人々が利用できるようにするという点でも重要な意味を持ちます。今後、自動化された設計技術が更に発展していくことで、人工知能は更なる進化を遂げ、私たちの生活をより豊かにしてくれることでしょう。
深層学習

最適な構造を自動探索:ニューラルネットワークアーキテクチャサーチ

人工知能の世界では、人間の脳の仕組みをまねたニューラルネットワークが、目覚ましい進歩を見せています。写真を見て何が写っているか判断する画像認識や、人間の話す言葉を理解する自然言語処理、人の声を認識する音声認識など、様々な分野で活躍しています。このニューラルネットワークの性能は、その構造に大きく左右されます。しかし、どのような構造が最も良いのかを見つけるのは容易ではありませんでした。 これまで、ニューラルネットワークの構造を決めるのは、専門家が持つ知識と経験に頼るしかありませんでした。そのため、最適な構造を見つけるには、多くの時間と手間が必要でした。場合によっては、どんなに努力しても、本当に一番良い構造を見つけることが難しいこともありました。 近年、この問題を解決する革新的な方法が登場しました。ニューラルアーキテクチャサーチ(NAS)と呼ばれる技術です。この技術は、自動的に様々な構造のニューラルネットワークを作り出し、それぞれの性能を評価することで、最適な構造を自動的に探し出すことができます。まるで、たくさんの試作品を作り、一番良いものを選び出すような作業を、コンピュータが自動で行ってくれるのです。これにより、専門家でなくても高性能なニューラルネットワークを容易に開発できる可能性が開けました。また、従来の方法では見つけるのが難しかった、より優れた構造のニューラルネットワークを発見できる可能性も秘めています。この技術の登場により、人工知能の分野はさらなる発展を遂げることが期待されています。
機械学習

Numpy入門:データ分析を加速する強力なツール

ナンパイは、パイソンというプログラミング言語でデータの分析や機械学習、科学技術計算を行う際に、なくてはならない強力な道具です。誰でも無料で使える公開されたソフトウェアであり、個人で使うのはもちろん、仕事で使うこともできます。 ナンパイを使う一番の利点は、ベクトルや行列といった複数の次元を持つ配列を効率よく処理できることです。パイソンだけで数値計算をするよりもずっと速く処理でき、たくさんのデータの分析にも対応できます。例えば、たくさんの商品データの中から特定の条件に合う商品を素早く探し出したり、大量の画像データを処理して特徴を抽出したりといった作業が効率的に行えます。 パイソンは使いやすさが特徴ですが、数値計算においては少し処理速度が遅いという弱点があります。ナンパイは、その弱点を補うために作られました。内部ではC言語という高速な言語で処理が行われているため、パイソンでありながら高速な計算を実現できます。 また、ナンパイは多くの主要なデータ分析用の道具の土台となっています。パンダスやサイキットラーンといった有名なライブラリーもナンパイを基盤として作られています。つまり、ナンパイの使い方を学ぶことは、これらのライブラリーを理解する上でも非常に役立ちます。ナンパイを習得することで、データ分析の技術全体を向上させ、より高度な分析に挑戦できるようになります。 さらに、ナンパイは活発な開発者コミュニティによって支えられています。そのため、常に最新の技術が取り入れられ、機能の改善やバグ修正が迅速に行われています。安心して利用できるだけでなく、最新の技術動向を学ぶ場としても最適です。 このように、ナンパイはデータ分析を学ぶ上で非常に重要なライブラリーです。その汎用性の高さ、処理速度の速さ、そして他のライブラリーとの連携の良さから、データ分析の様々な場面で活用されています。これからデータ分析を始める方は、ぜひナンパイの習得を検討してみてください。
機械学習

ニューラルネットワーク:人工知能の核心

人の脳の働きを真似た画期的な技術が、人工知能の世界に大きな変化をもたらしています。この技術は、「神経回路網」と呼ばれ、人の脳の神経細胞の繋がり方を参考に作られています。 人の脳には、たくさんの神経細胞があり、それらが複雑に繋がっています。神経回路網も同様に、たくさんの小さな計算単位を繋げることで、情報を処理します。この計算単位は、脳の神経細胞のように、他の計算単位から情報を受け取り、それを処理して、また別の計算単位に情報を送ります。 この複雑な繋がりこそが、神経回路網の大きな特徴であり、人工知能の中核を担っています。人の脳のように、経験から学び、様々なパターンを見つけることができます。例えば、たくさんの猫の画像を見せることで、猫の特徴を学習し、新しい画像を見せても猫だと判断できるようになります。 従来の計算機では難しかった複雑な問題も、神経回路網を使うことで解決できる可能性があります。例えば、言葉の意味を理解したり、画像に写っているものを認識したりすることが可能です。 神経回路網は様々な分野で応用されています。病気の診断を支援するシステムや、自動運転技術、人の言葉を理解するシステムなど、私たちの生活をより豊かにするための技術開発に役立っています。今後、さらに研究開発が進むことで、私たちの社会を大きく変える可能性を秘めていると言えるでしょう。
深層学習

最適な構造を自動探索:ニューラルアーキテクチャサーチ

近年、深層学習という技術が急速に発展し、画像を見分けたり、言葉を理解したりするなど、様々な分野で素晴らしい成果をあげています。この深層学習の模型の性能は、模型の構造、つまり層の数や種類、層と層の繋がり方によって大きく左右されます。これまで、この構造は人間の専門家が設計していましたが、ニューラルアーキテクチャサーチ(NAS)という新しい手法が登場しました。NASを使えば、自動的に最適な構造を見つけることができます。これは深層学習の分野における大きな進歩であり、より高性能な模型の開発を速める可能性を秘めています。 NASは、まるで自動の設計士のように、様々な構造の模型を作り出し、その性能を評価します。そして、より良い性能の模型を基に、さらに改良を加えた新しい構造を探索するという作業を繰り返します。この探索は、膨大な計算量を必要とするため、高性能な計算機が不可欠です。 NASには、様々な手法が提案されています。例えば、強化学習を用いて、構造を探索する制御器を学習させる方法や、進化計算の考え方を用いて、構造を世代交代させながら最適な構造を探索する方法などがあります。 NASは、まだ発展途上の技術ですが、今後、様々な分野で応用されていくことが期待されています。例えば、計算資源が限られている携帯端末向けの小型で高性能な模型の開発や、医療画像診断など、特定の専門分野に特化した高精度な模型の開発などが考えられます。NASは、深層学習の可能性をさらに広げ、私たちの社会をより豊かにしてくれると期待されています。
言語モデル

自然言語クエリ:データへの架け橋

近年の技術革新により、人工知能は目覚ましい発展を遂げ、膨大な量の情報を扱うことが可能になりました。しかし、これらの情報を有効活用するには、専門的な知識が必要となる場合が多く、誰もが簡単に扱えるとは言えません。そこで注目されているのが、私たちが普段使っている言葉で情報を操作できる「自然言語クエリ」です。 自然言語クエリとは、人間が日常的に使う言葉を理解し、それを計算機が理解できる命令に変換する技術です。例えば、「先月の売上高を教えて」と問いかければ、システムは自動的にデータベースから先月の売上データを探し出し、結果を表示します。従来のように、複雑な命令や専門用語を覚える必要はありません。まるで人に指示を出すように、自然な言葉でデータを扱うことができます。 この技術の普及は、情報活用のあり方を大きく変える可能性を秘めています。これまで情報分析は、専門家だけのものと考えられてきました。しかし、自然言語クエリを使えば、専門知識を持たない人でも簡単にデータにアクセスし、分析を行うことができます。例えば、営業担当者は顧客の購買動向を分析して、より効果的な販売戦略を立てることができます。また、経営者は市場のトレンドを把握し、迅速な経営判断を行うことができます。 自然言語クエリは、情報に基づいた意思決定を促進し、企業の競争力強化に大きく貢献すると期待されています。さらに、個人レベルでも、家計簿の分析や健康管理など、様々な場面で活用できる可能性を秘めています。今後、ますます高度化していく人工知能技術と組み合わせることで、自然言語クエリは私たちの生活をより豊かにしてくれるでしょう。
WEBサービス

NEC生成AIで未来を創造

日本電気株式会社(NEC)は、2023年7月に、業務で活用できる生成人工知能サービス「NEC Generative AI」を日本で提供開始しました。このサービスによって、文章や画像、プログラムのひな形などを自動で作り出す技術を、企業が手軽に使えるようになります。近ごろ著しい発展を見せている人工知能技術の中でも、特に注目されている生成人工知能は、様々な分野で画期的な変化を起こすと期待されています。NECは長年培ってきた人工知能技術と、幅広い事業分野での経験を活かし、この新しいサービスを通して、日本企業の競争力の向上と社会全体の活性化に貢献したいと考えています。 生成人工知能は、単なる技術の進歩にとどまらず、私たちの働き方や暮らしそのものを大きく変える可能性を秘めています。例えば、文章作成の自動化によって、企画書や報告書作成の時間を大幅に短縮できます。また、高度な画像生成技術を活用すれば、デザイン作業の効率化や新しい表現の可能性を広げることが期待できます。さらに、プログラムのひな形を自動生成することで、開発期間の短縮や開発コストの削減に繋がるでしょう。このように、生成人工知能は様々な業務を効率化し、人々がより創造的な仕事に集中できる環境を実現する力強い道具となります。 NECは、生成人工知能の可能性を最大限に引き出し、より良い未来を築くことを目指します。このサービスは、単に技術を提供するだけでなく、お客様の困りごと解決を親身にサポートし、共に未来を築く協力関係を大切にしています。お客様一人ひとりのニーズに合わせた最適な活用方法を提案し、導入から運用までしっかりと支援することで、生成人工知能の真価を発揮できるよう努めていきます。そして、このサービスを通して、社会の進歩と人々の豊かな暮らしに貢献していきます。
深層学習

自動生成で高精度を実現:NASNet

人工知能による設計は、近年の技術革新の中でも特に注目を集める分野の一つです。これまで、機械学習モデルの設計は、主に人間の専門家によって行われてきました。専門家は、経験と知識に基づき、試行錯誤を繰り返しながら、最適なモデル構造を探し求めていました。しかし、この作業は非常に時間と労力がかかる上、人間の能力には限界があるため、必ずしも最良の設計ができるとは限りませんでした。そこで登場したのが、人工知能による自動設計技術です。 この技術を代表するモデルの一つが、NASNet(神経回路網構造探索網)です。NASNetは、その名前が示す通り、神経回路網の構造自体を人工知能によって自動的に探索し、生成します。これは、自動機械学習と呼ばれる技術の一種です。従来の手作業による設計とは異なり、NASNetは膨大な数の候補構造の中から、与えられた課題に対して最も優れた性能を発揮する構造を自動的に発見することができます。この自動化された設計プロセスは、人間の専門家による設計よりも優れた性能を実現しており、人工知能が機械学習モデルの設計においても大きな力を発揮することを示す重要な事例と言えるでしょう。 NASNetの画期的な点は、人間の介入を最小限に抑えながら、高性能なモデルを生成できることです。これは、従来の設計プロセスにおける大きな制約を克服するものであり、機械学習の応用範囲を大きく広げる可能性を秘めています。例えば、画像認識、音声認識、自然言語処理など、様々な分野で、より高精度で効率的なモデルの開発が可能になります。また、専門知識を持たない人でも、高度な機械学習モデルを容易に利用できるようになることが期待されます。人工知能による設計は、まだ発展途上の技術ですが、今後の更なる進化によって、様々な分野で革新的な変化をもたらす可能性を秘めています。
言語モデル

文章を理解する技術:N-gram

近ごろの技術の進歩によって、たくさんの文章を扱う機会が増えました。これらの文章をうまく活用するには、文章の意味を計算機に理解させる必要があります。しかし、計算機は人間のように文章を直接理解することができません。そこで、文章を計算機が扱いやすい形に変換する技術が重要となります。 この技術の一つが、本記事で説明するN-gramです。N-gramは、自然言語処理という分野で広く使われている方法で、文章の特徴を捉えるための強力な道具です。N-gramは、文章を連続したいくつかの単語の組に分割することで、文章の特徴を数値化します。例えば、「今日は良い天気です」という文章を、2つの単語の組、つまり2-gramで考えると、「今日 は」、「は 良い」、「良い 天気」、「天気 です」という4つの組ができます。これらの組の出現回数などを数えることで、文章の特徴を捉えることができます。 N-gramは、値Nを変えることで、単語の組の長さを調整できます。例えば、3-gramであれば、3つの単語の組で考えます。「今日 は 良い」、「は 良い 天気」、「良い 天気 です」の3つの組ができます。Nの値を大きくすると、より文脈を考慮した分析が可能となりますが、計算量も増えます。 N-gramを理解することで、文章分析や機械翻訳など、様々な応用が可能になります。例えば、文章の類似度を計算したり、文章を分類したり、文章からキーワードを抽出したりすることができます。また、機械翻訳では、翻訳先の言語で自然な文章を生成するためにN-gramが利用されています。本記事を通して、N-gramの基本的な考え方と活用方法を理解し、文章データを扱う際の新たな視点を得ていただければ幸いです。
その他

コンピュータの時刻合わせ:NTPの役割

現代の暮らしの中で、正確な時刻を知ることはなくてはならないものです。特に、常にインターネットにつながっている機器、例えば会社の情報などを管理する大型の計算機や情報のやり取りを円滑にするための装置では、時刻がぴったり合っていることがとても大切です。もし時刻がずれてしまうと、様々な問題が起こってしまいます。 例えば、いつ何が起きたかを記録する作業に不具合が生じたり、複数の装置がうまく連携して働かなくなったりする可能性があります。また、悪意のある人物による攻撃を受けやすくなる危険性も高まります。 このような困った事態を防ぐために、「時刻合わせ通信手順」と呼ばれる技術が使われています。これは、英語の頭文字を取って「エヌティーピー」と呼ばれることが多いです。この技術は、世界中で使われている標準時刻を基準にして、ネットワークにつながっている機器が常に正しい時刻を保てるようにしてくれます。 具体的には、時刻合わせ通信手順を使うことで、ネットワーク上の機器は、信頼できる時刻を提供する特別な装置と通信し、自分の時刻を修正します。この特別な装置は、原子時計のような非常に正確な時計と同期しており、高精度な時刻情報を提供することができます。 時刻合わせ通信手順は、階層的な構造を持っています。一番上に位置する装置は、原子時計などの非常に正確な時刻源と直接同期しています。その下には、上位の装置と同期する装置があり、さらにその下にも、下位の装置と同期する装置が続きます。このようにして、世界中の機器が正確な時刻を共有できるようになっています。時刻合わせ通信手順のおかげで、私たちは安心してインターネットを利用することができるのです。
クラウド

NoSQL入門:非関係型データベースの世界

非関係型データベース、いわゆるNoSQLとは、従来の関係型データベース(RDB)とは異なる方法で情報を管理するデータベースの総称です。関係型データベースは、情報を表形式で整理し、行と列で管理します。まるでエクセルの表のように、データがきちんと整理されている様子を想像してみてください。一方、非関係型データベースはこのような表形式という制約を受けません。データの種類や用途に合わせて、最も適した形で情報を格納できるのです。 この柔軟性が非関係型データベースの大きな特徴であり、近年注目を集めている理由の一つです。近年、ビッグデータと呼ばれる膨大なデータや、複雑な構造を持つデータの活用が急速に進んでいます。従来の関係型データベースでは、このようなデータの管理は難しく、処理速度の低下やシステムの複雑化といった問題が生じていました。非関係型データベースは、これらの問題を解決する手段として期待されています。 例えば、インターネット上の膨大な情報を扱うサービスや、日々大量のデータが発生するソーシャルメディアなど、様々な分野で非関係型データベースが活用されています。従来の関係型データベースでは対応が難しかった膨大なデータや複雑なデータ構造にも柔軟に対応できるため、システムの拡張性や処理速度の向上に大きく貢献しています。また、クラウドコンピューティングの普及も非関係型データベースの利用を後押ししています。クラウド環境では、必要な時に必要なだけデータベースの容量を調整できるため、コスト削減や運用効率の向上に繋がります。非関係型データベースは、このようなクラウド環境との相性も良く、今後の情報管理の重要な役割を担っていくと考えられます。
ハードウエア

エヌエフシー:タッチで繋がる未来

エヌエフシーとは「近距離無線通信」の略で、読んで字のごとく、ごく近い距離で無線通信を行う技術です。二つの機器を数センチメートルまで近づけるだけで、実際に触れ合うことなくデータのやり取りが可能になります。 例えば、スマートフォンを端末にかざすだけで支払いができる電子マネーは、このエヌエフシー技術によって支えられています。電車に乗る際に使う切符や、会社で使う社員証、お店の会員証など、様々なカードにもこの技術が応用されており、私たちの暮らしを便利にしています。 エヌエフシーは、従来の無線通信技術と比べて通信できる距離は短いです。しかし、電力消費が少なく、通信速度が速く、安全性が高いといった数々の利点があります。 消費電力が少ないため、電池の持ちが長くなり、小型の機器にも搭載しやすいため、様々な機器への応用が期待されています。また、通信速度が速いことから、データの送受信にかかる時間が短縮され、スムーズな利用体験を提供できます。さらに、安全性が高いことも大きな特徴です。通信距離が短いということは、それだけ不正にアクセスされる危険性が低いことを意味します。そのため、個人情報や金銭のやり取りといった重要な情報の送受信にも安心して利用できます。 こうした利点から、エヌエフシーは近年、様々な分野で活用が広がっています。小売店での支払いだけでなく、交通機関の乗車券、イベント会場での入場管理、医療機関での患者情報の管理など、その用途はますます拡大しています。今後も、私たちの生活をより便利で安全なものにしてくれる技術として、ますます発展していくことが期待されます。
言語モデル

N-gram:文章を理解する技術

近ごろは、情報があふれる時代になり、たくさんの文章をうまく扱い、内容を理解することがますます大切になっています。山のようにある文章から必要な意味や情報を取り出すために、たくさんの言葉の処理技術が作られています。これらの技術の中で、エヌグラムは文章を調べるための基本的な方法として広く使われています。エヌグラムとは、文章を単語が並んでいるものと考えて、連続したいくつかの単語の組み合わせを取り出すことで、文章の特徴を捉える技術です。 たとえば、エヌグラムで「二」個の単語の組み合わせを調べる場合を考えてみましょう。「自然言語処理」という文章があったとき、「自然/言語」「言語/処理」という二つの組み合わせが取り出されます。もし「三」個の組み合わせを調べるなら、「自然/言語/処理」という組み合わせになります。このように、エヌグラムでは単語の組み合わせの長さを自由に決めることができます。 この技術は、文章の特徴を捉えるのに役立ちます。例えば、ある文章の中に「人工/知能」という組み合わせがたくさん出てくるとします。このことから、その文章は人工知能に関するものだと推測することができます。同じように、「機械/学習」という組み合わせが多ければ、機械学習について書かれた文章だと考えられます。 エヌグラムは、このように文章の内容を推測するだけでなく、文章を自動で作る技術や、機械翻訳など、様々な場面で使われています。また、大量の文章の中から特定の単語を含む文章を素早く見つけるのにも役立ちます。 この技術は言葉の処理の基礎となる重要な技術なので、仕組みを理解しておくと、様々な応用を考える上で役立ちます。これから、エヌグラムのより詳しい使い方や、具体的な例を挙げて、さらに深く説明していきます。
その他

家庭で活躍!NAPTの仕組み

家庭や会社といった、限られた場所で使う、特別な番号(プライベートIPアドレス)を持った機器がたくさんあるとします。これらの機器は、そのままでは広いインターネットの世界へ出ることができません。なぜなら、インターネットで使うための世界共通の番号(グローバルIPアドレス)を持っていないからです。そこで登場するのが、ネットワークアドレスポート変換、略してNAPTです。NAPTは、まるで家の玄関のような役割を果たします。NAPTはプライベートIPアドレスと、それぞれの機器が使う連絡窓口の番号(ポート番号)を組み合わせて、一つのグローバルIPアドレスと、それに対応する連絡窓口の番号に変換します。このようにすることで、複数の機器が一つのグローバルIPアドレスを共有して、インターネットにアクセスできるようになります。 例えるなら、マンションの各部屋に個別番号(プライベートIPアドレス)があり、マンション全体には一つの表札(グローバルIPアドレス)があるようなものです。各部屋からの手紙(データ)は、NAPTという管理人が、部屋番号と手紙の宛名(ポート番号)を確認し、マンションの表札と手紙の宛名を書き換えて、外部へ送ります。そして、返ってきた手紙は、宛名を見て正しい部屋に届けます。このように、NAPTは限られたグローバルIPアドレスを有効活用できるという利点があります。 さらに、NAPTにはもう一つ重要な役割があります。それは、外部からの不正アクセスを防ぐことです。NAPTは、内部の機器と外部のやり取りを監視し、許可されていないアクセスを遮断します。これは、家の玄関に鍵をかけるのと同じで、外部からの侵入を防ぎ、内部の機器を守ります。このように、NAPTはインターネットへのアクセスをスムーズにしつつ、セキュリティも守る、まさにネットワークの門番と言えるでしょう。
ビジネスへの応用

革新的な生成AI企業、neoAIとは?

近ごろの科学技術の進歩は目を見張るものがあり、中でも人工知能、とりわけ文章や画像などを作り出す人工知能の分野は、急速に発展を遂げています。絵を描いたり、文章を綴ったり、音楽を作ったりと、様々な分野でこの技術が用いられ始めており、世の中に大きな変化をもたらしています。このような状況下で、東京大学の松尾研究室から生まれたのが、この新しい人工知能、「neoAI」です。最先端の研究成果を実際に社会で役立てたいという熱い思いを持った研究者たちが集まり、設立されました。 neoAIは、人工知能の中でも、特に文章や画像などを作り出す技術を駆使し、世の中が抱える問題の解決や、今までにない新しい価値の創造を目指しています。具体的には、高精度な文章生成による文章作成支援、革新的な画像生成技術によるデザイン制作支援、そして高度な音楽生成技術による作曲支援など、様々な分野での応用が期待されています。これらの技術は、私たちの生活をより豊かに、より便利にする可能性を秘めています。 neoAIの開発チームは、東京大学松尾研究室の優秀な研究者たちで構成されており、常に最新の研究成果を取り入れながら、技術の向上に努めています。また、neoAIは単なる技術の開発に留まらず、倫理的な側面にも配慮しながら、責任ある開発と運用を進めていく方針です。人々の生活をより良くするために、neoAIはこれからも進化を続け、社会に貢献していきます。そして、将来は、様々な企業や団体との協力を通じて、より広範な分野での活用を目指しています。neoAIの挑戦は始まったばかりであり、今後の発展に大きな期待が寄せられています。