AIとは何か

Deep learning入門。学ぶために必要な4つの知識と2つの準備

Deep learning入門。学ぶために必要な4つの知識と2つの準備

ここ最近、IT分野だけでなくビジネスの分野においても人工知能(AI)や機械学習、Deep Learningという言葉を日常的に聞くようになりましたよね。

プログラムを動作させるハードウェアの進化も相まって人工知能(AI)の技術はどんどん進化しています。

とはいえ、人工知能(AI)は知っている聞いたことはあるけど、機械学習やDeep Learningは詳しく分からない、また、機械学習は未経験だけどDeep Learningについて入門してみたいという方も多いのではないでしょうか。

でも、人工知能(AI)やDeep Learningは、始めるにしても何をしたらいいのか悩みます。

それではここからは、Deep Learning入門のために必要な知識と準備について紹介しましょう。

Deep Learningとは

データのイメージ

Deep Learningとは人工知能(AI)における機械学習のひとつで、日本語では深層学習と呼ばれています。十分なデータ(判断材料)があれば、人間の力なしに機械が特徴を抽出してくれるディープニューラルネットワークを使用した学習方法です。

従来の機械学習では、特徴量の決定は人間が行なう必要がありましたが、

Deep Learningはニューラルネットワークと呼ばれる、人間の脳内のニューロン同士の信号のやり取りをモデル化したプログラムで特徴の決定を行なうことが可能。

Deep Learning入門のために必要な4つの知識

プログラミングの知識

Pythonを勉強するイメージ

機械学習でDeep Learningを行うためには、ライブラリというツールが必要です。

機械学習で広く使われている言語にPython(パイソン)というものがあります。

Pythonは文法がシンプルでコードの読みやすさを重視した言語であり、一つのことを書くのに何通りもの書き方がないため、他人の書いたコードも比較的読みやすいといった特徴があります。

このPythonを使ったライブラリには

numpy、pandas、matplotlib、scikit-learn、TensorFlowやkerasなど
があり、これらのライブラリを使いながらのプログラミングができる知識が必要。

数学の知識

数学のイメージ

機械学習のアルゴリズムは擬似コードとして書かれますが、擬似コードの計算式は数学を使った状態で書かれています。

それらの処理がどんな計算をしているのかを知るために、

主に微分積分、線形代数(ベクトル、行列)の知識が必要でしょう。
また、アルゴリズムの狙いや正当性把握するには確率・統計の知識も必要になります。

英語の知識

英語のイメージ

ディープラーニングに関する講座や本、論文などの多くは英語を使用しています。ネイティブレベルの英語知識は必要ではありませんが、

日本語だけに頼ってしまうと限度があるため、ある程度の英語の知識は必要。

データモデリングの知識

データのイメージ

データモデリングとは、データ同士の相関などパターンや構造を見つけたり、分類、異常検出などの予測、解析、検証などを行う過程のこと。

モデリングを手動で行う一般的な機械学習に対して、Deep Learningでは自動的に行われますが、

Deep Learningの動作検証や解析するためには必要な知識です。

Deep Learning入門のための2つの準備

Deep Learningのための4つの知識を得る準備

本を読むイメージ

今度は、上で述べた4つの知識を得るための準備を紹介しましょう。

まずはプログラミングの知識とデータモデリングの知識。昨今の人工知能(AI)ブームにより、初心者でもわかりやすい書籍が数多く出版されています。

入門としては、そのような書籍が読みやすくある程度の知識を得ることができるでしょう。
そこから、
専門者が開催している講座やフレームワークのドキュメント、論文などからさらに高度な知識を得ることができます。

次に数学の知識ですが、これは高校レベルの数学で十分な知識が得られます。もし文系の方であれば

数Cのレベルを新たに学習する必要があるので少し大変ですが、Deep Learningの入門のためには必要なことです。

最後に英語の知識について。上でも述べましたが、ネイティブレベルのスキル(TOEICだと900点程度)は必要ではありません。

英語で書かれた書籍、論文が読める程度で十分ですが、専門用語は多いので単語は覚える必要があるでしょう。

Deep Learningのための環境を構築する準備

準備をするイメージ

Deep Learning入門でも実際にプログラムを動作してみることも必要です。そのために環境を構築する必要があります。まずは言語ですが、Deep Learningを含む機械学習にはPythonという言語が多く使用されているのでPythonでの環境構築について紹介しましょう。

Pythonにはバージョン2と3があり、今でも両方が利用されています。
その理由はPython2でしか使えないライブラリが多くあり、Python3ではそのライブラリを利用できなかったり、新たに書き換えなければならないからです。

使用するパソコンがWindowsであれば、

Python公式サイトから、バージョン2,3どちらもダウンロードすることができます。
MACの場合は標準でPython2が搭載されていますが、Python3を新たにインストールしたい場合は、こちらも公式サイトからダウンロードすることができます。

Deep Learningの入門としての

Python環境としては、Anaconda、Spyder、
さらに
ディープラーニング環境はTensorflow、Kerasなどがあります。
簡単に言うと、AnacondaはPythonを使うためのパッケージ、SpyderはAnacondaのインストールで一緒インストールされるPythonのエディタです。

TensorflowはGoogleが提供するPythonで動作するディープラーニング環境、Kerasはライブラリ群みたいなものでしょう。

これらを準備すれば、ある程度簡単なDeep Learningのプログラムを構築することができます。

 

Deep Learningをはじめるイメージ

さて、Deep Learningの入門のために必要な知識と準備についてお話しました。

今までプログラミングなど、全くの専門外の方であればすごく難しそうと思うかもしれません。

近年の人工知能(AI)ブームから、Deep Learningをはじめとする機械学習の分野を新たに学びたいという方が増えています。また、このブームによって人工知能(AI)エンジニアが不足しているとも耳にすることがありますよね。

そのような需要が増えてきたことから、今続々と入門向けのリソースが登場していますし、これからもますます増えていくでしょう。

もしDeep Learningに興味を持ったのであればこの機会に一歩踏み出してみるのも良いかもしれませんよね。

参照元 ディープラーニング これだけは知っておきたい3つのこと

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