賢くなるプログラム

「一を聞いて十を知る」賢いソフトウェアを作るには？

みなさんは，SF映画や小説などで人工知能という言葉に出会ったことがあるかもしれません．人工知能というのは，人間や生物の知的な行動を機械で実現しようという取り組みです．今回の紹介する機械学習は人工知能の一つの重要な機能です．それというのも，「経験から学習する」ということが，人間を含む生物の知的な行動の重要な部分を占めているからです．過去の成功や失敗から学習することで，将来より良い行動を行うことができるようになります．

たとえば，パソコンや携帯電話に届くスパムメール（迷惑メール）を自動的に消去してくれる機能を「スパムフィルタリング」と呼びますが，ここに機械学習の技術が使われています．過去に届いた「スパムメール」と「スパムでないメール」を元に，新しく届いたメールが「スパムメール」か「スパムでないメール」かを自動的に分類するのです．
ここで，過去に届いたメールに正解（「スパムメール」か「スパムでないメール」か）が与えられたものを訓練データと呼びます．コンピュータに訓練データを与えて，未知の（正解が分かっていない）データの正解を予測できるようにすることを教師付き学習と呼び，機械学習の最も基本的な枠組みの一つです（右図）．

「学習」という言葉を聞くと，「記憶」（覚えること）と同じ意味に思えるかもしれません．たしかに，記憶は学習の最初のステップです．過去に起こった出来事を覚えていれば，将来同じ状況に出会ったときに，より望ましい行動を取れる可能性があります．しかし，多くの場合それだけでは不十分です．限られた過去のデータを元に，様々な可能性がある未知のデータに対して正しく予測を行う，いわば，「一を聞いて十を知る」ような能力が求められます．それには，どのようにしたら良いのでしょうか．それを考えるのが機械学習の研究の柱です．

人工知能や機械学習は空想の中の話ではなく，実際に多くの人が大学や企業で研究を行い，その技術は製品やサービスで使われています．本講義では，今後の機械学習の応用領域についても展望します．