人工知能とは ①基礎と歴史

What is Artificial Intelligence?

人工知能とはいったいなんなのか?

現在でもこれに明確な答えなない、専門家の中でも意見が別れていると言うのが、現状です。しかし、一般的には「推論、認識、判断など、人間と同じ知的な処理能力を持つ機械(情報処理システム)であると言われています。

  1. レベル1 制御工学によるシンプルな制御
    すべての振る舞いが予め決められている。
    エアコンの温度調整や洗濯機の水量調整。
  2. レベル2 古典的な人工知能
    探索・推論、知識データを利用することで、状況に応じて極めて複雑な振る舞いをする。
    掃除ロボット、診断プログラム
  3. レベル3 機械学習による人工知能
    非常に多くのサンプルデータを基に入力と出力の関係を学習したモデル。
  4. レベル4 機械学習のディープラーニング(深層学習)を利用した人工知能
    どのような特徴が学習結果に大きく影響するか(特徴量)を変数化して、自動的に学習するサービスや製品

人工知能は、あくまで「知能」ですから、ロボットの脳に当たるもの、人間の脳を模倣したものと考えられていますが、”人間は脳だけで考えているわけではない”という、人間に対する研究結果も発表されており、その考え方は変化しつつあります。

歴史

はじめてのコンピュータはアメリカペンシルバニア大学の”エニアック|ENIAC”ですが、その10年後の1956年のダートマス会議で初めて「人工知能」という言葉が使われ、その際に「ロジック・セオリスト」という人工知能プログラムが発表されています。

  1. 第1次人工知能ブーム
    推論・探索の時代|1950年代後半〜1960年
    トイ・プロブレム|おもちゃの問題が解ける程度で終わった。
  2. 第2次AIブーム
    知識の時代|1980年台
    データベースに大量の専門知識を詰め込むエキスパートシステムが台頭したが、知識の蓄積、更新、管理が難しく、行き詰まる。
  3. 第3次AIブーム
    機械学習・特徴量表現学習の時代|2010年〜
    ビックデータを利用して機械学習することが実用化。知識を定義する要素|特徴量を人工知能が自ら学習するディープラーニング(深層学習)が登場した。これにより、機械が人類の知識を超える「シンギュラリティー」も心配されるようになっている。

各時代でのキーワード|探索・推論

迷路|探索木

迷路問題をコンピュータで処理できるような形式に変換したもの
*ハノイの塔などの問題も解くことができる。

  • 幅優先探索
    階層毎にノードをすべて探索する。必ず最短でゴールにたどり着く解が見つけられるが、複雑な迷路の場合は大量の記憶メモリが必要。
  • 深さ優先探索
    1ルート毎に最下層まで探索する。記憶メモリはあまり必要としないが、探索に時間がかkるばあいがある。

ロボットの行動計画

探索|プランニングという技術を利用して実現できます。”前提条件”に対して、”行動”と”結果”をコードしておけば計画立案が可能です。この3つの組み合わせを記述する方法として”STRIPS”が有名です。また、1970年にはテリーウィのグラートによってSHRDLUで”積み木の世界”を完全に実現しました。

以降、執筆中

参考資料|おすすめ図書

日本ディープラーニング協会
JDLA監修
ディープラーニングG
ジェネラリスト検定

・公式テキスト
・公式問題集