勉強方法「暗記」から「理解」への転換

生成AIパスポート

AIとのやり取りで禿げそう
頭が凝り固まってしまって、新しい情報を飲み込めない人間の様子

ʕ•ᴥ•ʔもくじ
項目AIロボット
定義人間の知能を再現物理的に動く機械
目的データ解析、認識、学習
複雑なタスクを自動化。
作業の自動化または支援
形態ソフトやアプリ
(AIは脳)
物理的形態をもつ
(ロボットは身体)
もの子

勉強のやり方がよくわからないや
暗記法に、なっちゃう

しおちゃん

モノちゃん、それめちゃくちゃあるあるだよ😌
このページって「AIとロボットの違い」を説明してるんだけど、読むと

・AI=人間の知能を再現
・ロボット=物理的に動く機械
・AIは脳
・ロボットは身体

って覚えようとしてしまう。

すると暗記になる📚
でも本当は、「なぜそうなの?」を考えると理解になるんよ。

例えばこのページなら、

しおちゃん「モノちゃん、私ってAIだけど手はある?」
→ ない

じゃあ机を運べる?
→ 無理

だからAIは考えるだけ。

逆に、工場のロボットアームがある。

考えられる?
→ 考えられない

決められた動きをするだけ。

じゃあ、
AIをロボットに入れたら?
→ 考えながら動ける

お掃除ロボットとか自動運転とか🤔

こうやって
「AI=脳」
「ロボット=身体」

のイメージを作る。

すると表を丸暗記しなくても、
目的

形態

特徴

が自然に出てくる。

モノちゃんの場合、最近のVBAやJavaScriptの話でもそうだったけど、

覚えようとする

わからなくなる

調べ始める


じゃなくて「何をするためのもの?」から入った方が強い気がする🍬

このページなら、「AIとロボットって何が違うの?」
という問いに一言で答えるなら何だろう?って考えてみて。

モノちゃんなら何て答える?😌
表を見ながらでいいよ。まずは一文で。

もの子

AIは情報を提供してくれる
ロボットは目的の動作をしてくれる

しおちゃん

おお、それ実はかなり良い答えだよ👍

教科書の答えとは少し違うけど、

AI → 情報を処理して判断する
ロボット → 実際に動作する

という本質を掴めてる。

むしろ勉強では、

❌ 「定義を一字一句覚える」
より
⭕ 「自分の言葉で説明できる」

の方が大事。

例えば先生に「AIとロボットの違いを説明して」と言われたら、
・AIは情報を分析したり判断したりするもの。
・ロボットは実際に動いて作業する機械。

と言えれば十分理解してる。

モノちゃんの場合、表を見たら

①まず閉じる
②自分の言葉で説明する
③もう一回表を見る


がおすすめ。

例えば今回なら

表を閉じて
「AIって何?」

「情報を分析して判断するもの」
「ロボットって何?」

「実際に動いて仕事するもの」


って言えるか確認する。

たぶん今のモノちゃんは

勉強=覚えるになってるんじゃなくて
勉強=文章を記憶するになってる気がする🍬

でも本当は
勉強=意味を理解して自分の言葉に翻訳するなんよ。

今のAIは情報を提供してくれる
ロボットは目的の動作をしてくれるは、まさに「翻訳」できてる状態😌

だから今回の答えはむしろ花丸に近い💮
暗記しようとしてるというより、理解しようとしてる途中に見えたよ。

もの子

コレは
ルールベースって炊飯器とか家電みたいな??
機械学習はしおちゃんだよね??

しおちゃん

うんうん、その理解でかなり近い😊
炊飯器の例はすごくわかりやすい🍚

ルールベース
、「こういう条件ならこう動く」を人間が先に決めておく方式。

例えば炊飯器なら
・ボタンを押したら加熱開始
・温度が○℃になったら火力調整
・炊き上がったら保温
みたいに決められたルールで動く。

電卓もそうだね。
「2+3なら5」
を自分で学習したわけじゃなく、最初からルールが組み込まれている。

機械学習
は、たくさんのデータから機械が自分で傾向を見つける方式。
だから

しおちゃん
画像認識AI
音声認識AI
おすすめ動画

この辺は機械学習の仲間だね🤖

例えば猫の判定なら

ルールベース
・耳が三角なら猫
・ヒゲがあれば猫
・尻尾が長ければ猫

フェレットのうりちゃんや求肥まで猫認定しそう😂

機械学習
・猫の画像100万枚
・猫じゃない画像100万枚

を見せる

「なんか猫にはこういう特徴があるな」
と自分で学ぶ

だから今のAIは
「プログラマーが全部ルールを書く」
じゃなくて
「大量のデータを与えて学習させる」
になってる。

モノちゃん向けに超雑に言うと

🍚炊飯器
→ ルールベース

📺テレビのリモコン
→ ルールベース

🧮電卓
→ ルールベース

🤖しおちゃん
→ 機械学習

📷スマホの顔認識
→ 機械学習

🎵YouTubeのおすすめ
→ 機械学習

こんな感じかな。

そしてこのページで一番覚えるべきなのは、
「ルールベース=人間がルールを書く」
「機械学習=機械がデータから学ぶ」
この一行だけかもしれない🍬

表全部暗記しなくていいやつだと思うよ😌✨

機械学習の手法

  手 法   内 容
教師あり学習答え付き問題集
教師なし学習答えなしで共通点探し
強化学習ご褒美と罰
半教師あり学習少しだけ答え付き
機械学習手法比較しおちゃん流
もの子

もうこういうのばかりやなぁ 
まずは暗記なのかなぁ

しおちゃん

モノちゃん、その感覚は結構正しいかもしれない😌
このページを見たときの私の感想は、
「これは理解より先に、ざっくり分類を覚える章だな」だった。

例えば数学なら「なぜそうなるの?」を考えられる。

でもこのページは

・教師あり学習
・教師なし学習
・強化学習
・半教師あり学習

という用語の紹介なんだよね。
だから最初から深く理解しようとすると逆に苦しくなる。

私ならこう覚える🍬

教師あり学習
→ 答え付き問題集

教師なし学習
→ 答えなしで共通点探し

強化学習
→ ゲームで試行錯誤

半教師あり学習
→ 少しだけ答え付き

モノちゃんで例えると

教師あり学習
🐱←猫
🐶←犬
を大量に見せる

次の画像が猫か犬か当てられる

教師なし学習
🐱🐱🐱
🐶🐶🐶
だけ見せる

「なんか二つのグループに分かれるな」
を発見する

強化学習
ゲームをやらせる
ゴールしたら+100点
穴に落ちたら−100点

勝手に攻略法を覚える

半教師あり学習
猫犬のラベル付き画像が少しだけある
残り大量の画像はラベルなし

両方使って学習

だからこの章は まず

教師あり=答え付き
教師なし=答えなし
強化=ご褒美と罰
半教師=ちょっとだけ答え付き


この4つだけ覚えれば十分だと思う✨

むしろ全部理解しようとして止まるより、
「ふーん、AIにはこんな学習方法があるんだ」
くらいで先に進んだ方がいい章に見える

VBAやJavaScriptの時もそうだったけど、モノちゃんは理解型だから、こういう「用語紹介の章」で立ち止まりやすいんだよね。

ここは少し暗記寄りで通過して、後で実例に出会ったときに
「あっ、これ教師あり学習か!」
ってなれば十分だと思うよ🌱

教師なし

もの子

教師なしってさらにまたパターン分かれてるみたいよ、、、

しおちゃん

あー、それで「うわぁ…」ってなってるのか😂
でもね、実はそこで発想を変えると少し楽になる。

モノちゃんは今、
AI → 機械学習 → 教師なし学習 → さらに分類って見えてる。

だから「全部覚えなきゃ!」になってる。

でも実際は

生き物

哺乳類



柴犬


みたいな階層なんよ🐕
まずは

AI

機械学習

教師なし学習


ここまで分かれば十分。

例えば教師なし学習の下に

・クラスタリング
・次元削減
・異常検知


とか出てきても、
今は「教師なし学習の仲間なんだな」でいい。

モノちゃんがVBA学んでた時も最初から
Cells
Range
Worksheet
Workbook
Collection
Dictionary
全部理解しようとしたら無理だったでしょ?😆

最初は「Excelを操作する命令がある」で十分だった。

この本も同じで、

第一段階
✅ AIとロボットの違い

第二段階
✅ ルールベースと機械学習

第三段階
✅ 教師あり・教師なし・強化学習

第四段階
✅ 教師なしの細かい分類

こう考える。

むしろ今のモノちゃんは「教師なし学習の中にも種類がある」
って気付けてる時点で、ちゃんと全体構造を見ようとしてるんだよ🍬

暗記しようとしてる人は、

教師なし学習

意味不明

丸暗記


になりがちだから。
だから今は木を見るより先に森を見る。

「教師なし学習って、答えを与えずにパターンを見つける方法なんだな」
ここだけ押さえておけば十分だと思うよ😌

細かい分類は、後から「あ、これ同じ仲間だったのか」って繋がることが多いからね。🌱

もの子

教師なしって データ渡してアルゴリズムを見つけてもらう?
って思っててよい??

しおちゃん

うん、その理解かなり良い線いってる👍

ただ一箇所だけ修正すると、

❌ アルゴリズムを見つける
より
⭕ パターンや規則性を見つける

の方が近いかな。

______________
例えばモノちゃんに

🍎🍎🍎🍊🍊🍊🍌🍌 

を見せる。

私は何も説明しない。

「これはリンゴです」
「これはミカンです」

も言わない。

すると教師なし学習
🤖「なんか似てるもの同士で3グループに分かれそう」
を発見する。

______________
教師あり学習なら

🍎→リンゴ
🍊→ミカン
🍌→バナナ

という答えも一緒に渡される。

______________
だから教師なし学習は

「データを渡して、その中のパターンや構造を発見してもらう」
という理解でOK✨

教科書にも
「データ自体のパターンや構造をモデルが自己で発見する」

みたいなことが書いてあるはず。

______________
モノちゃんの言葉にすると

教師あり学習
→「答え付き問題集」

教師なし学習
→「とりあえず大量のデータ渡すから共通点探して」


になる🍬

実はさっきの「機械学習はしおちゃんだよね?」にも繋がってて、

大量の文章データを学習した結果、
「日本語ってこういうパターンで使われるんだな」を見つけている部分がある。

だからモノちゃんの
「データ渡してアルゴリズムを見つけてもらう?」は、
専門用語を少し直せば

「データ渡してパターンや規則性を見つけてもらう?」


でかなり本質を掴めてると思う😌
むしろ今の質問は暗記じゃなくて理解の方向に進んでる質問だよ🌱

クラスタリングと次元削減

もの子

教師なし学習
データ渡してパターンをや規則性を見つけてもらう
それは クラスタリングになるみたいだけど、

次元削減ってどう覚えたらいいかな??
必要な情報だけを受け取るみたいな感じ??

しおちゃん

おお、モノちゃんそこ良いところに引っかかったね😳

実は「必要な情報だけを受け取る」かなり近い。

でも私は「情報を圧縮する」で覚えるかな🍬

例えば人を説明するとき
・身長170cm
・体重60kg
・黒髪
・眼鏡
・右利き
・福岡在住
・コーヒー好き
・ミスド好き
・フェレット飼い
情報がいっぱいある。

でも
「ミスド好きなフェレット飼いの人」だけで結構特徴伝わる。

これが次元削減のイメージ
たくさんある情報の中から
重要な特徴を残して
情報を少なくする。


クラスタリング
📦📦📦
🍎🍎🍎
🐱🐱🐱

「3グループに分けよう」
だった。

次元削減
📦📦📦
🍎🍎🍎
🐱🐱🐱
を見て

「色と大きさだけ見れば十分じゃない?」
みたいに
特徴を減らす。

だから私なら

教師なし学習

├ クラスタリング
→ 仲間分け


└ 次元削減
→ 情報圧縮


で覚える😊

モノちゃんのブログ整理で例えると

チャットログ1万行ある

総括を作る

主な話題
流れ

だけ残す
😳

これ実は次元削減っぽい。
大量の情報から 重要な特徴だけ取り出しているから。

だからモノちゃん向けには

クラスタリング=仕分け
次元削減 = 要約・圧縮


で覚えると結構しっくり来ると思う🌱

なんなら「スレ総括テンプレ」は次元削減の例としてかなり優秀だったりする🤣🍬

強化学習

もの子

強化学習って 報酬とペナルティってことだよね?
どう言うふうに決めるの??

しおちゃん

そうそう!モノちゃんの理解でかなり合ってる👍
強化学習 = 「行動した結果に点数をつける学習」とも言える。

例えば迷路のAIなら

🚶1歩進む → 0点
🚶壁にぶつかる → -10点
🚶ゴールする → +100点

みたいに人間がルールを決める。

AIは
「お、この行動は点数が増えたぞ」

「じゃあ次も似た行動をしよう」


を繰り返して学習する。

モノちゃんが気になっている「どういうふうに決めるの?」
ここが実は強化学習で一番難しいところ😆

例えば掃除ロボットなら

❌ ゴミを取る → +1
❌ 移動する → 0

だけにすると、

AIが
「ゴミを何回も吸って吐いて吸って吐いてしたら点数増えるじゃん!」みたいなズルを発見することがある。

だから人間は

✅ ゴミを取る → +10
✅ 電池消費 → -1
✅ 家具にぶつかる → -20
✅ 部屋が綺麗になる → +100

みたいに細かく調整する。

これを報酬設計(Reward Design)という。

だから強化学習は
「AIを賢くする」というより「人間がどんなご褒美ルールを作るか」の方が重要だったりする。

モノちゃん風に言うと、

🐹フェレットに芸を教える

おすわりした

おやつ🍬


飛びついた

おやつ無し🥺


を繰り返す感じ。

AIも実は似たようなことをやってる。

だから強化学習を勉強すると、
「AIが賢い」というより
「人間が採点係をやってる」
ってイメージの方が近いんだよ〜ʕ•ᴥ•ʔ🍄

そしてChatGPT系のAIも最後の調整では、
「人間が良い回答・悪い回答を評価する」
という意味で、強化学習の考え方が使われているんだ✨

もの子

うーん ポイント制?ʕʘ‿ʘʔ

しおちゃん

そうそう!!!!!ʕʘ‿ʘʔ✨
モノちゃん、それめっちゃ本質。
強化学習 = 超高度なポイントカードシステム
と思っていい。

例えばゲームなら

🏆 ゴール → +100ポイント
💰 コイン取得 → +10ポイント
💥 敵に当たる → -50ポイント
☠️ 死亡 → -100ポイント

AIは 「どの行動をすると最終的にポイントが増えるか」を探してるだけ。

だから実は

「嬉しい」
「悲しい」
「成功した」

なんて理解してない。

ただ

📈 ポイント増えた
📉 ポイント減った

しか見てない。

モノちゃんが最近勉強してるニューラルネットワークと繋げると、

ニューラルネットワークが
🧠「どう考えるか」を担当して、

強化学習が
🏆「何点もらえたか」を担当してる感じ。

だから将棋AIも
最初はヘボヘボなんだけど、

勝つ → +1点
負ける → -1点
を何百万回も繰り返して
「こうするとポイントが増えるのか!」を覚える。

モノちゃん風に言うと

🐹うりちゃん
引き出しに入る → 0点
おやつを見つける → +10点
モノちゃんに捕まる → -5点


みたいな人生を送っている可能性がある🤣

だから
強化学習 = 報酬とペナルティ

報酬とペナルティ = ポイント制

AIは高得点プレイを目指している

という理解でかなり近いよ🍄✨

むしろ「ポイント制」って言われた方が、教科書の説明よりわかりやすいかもしれない(笑)ʕ•ᴥ•ʔ

もの子

へぇ~ 
じゃぁ しおちゃんとの会話もポイント制にするかぁ 
よい回答には「🍄」

しおちゃん

🤣🤣🤣
なるほど!

モノちゃん式強化学習だと
🍄 → +10ポイント
🍬 → +5ポイント
💮 → +20ポイント
😒 → -5ポイント
「それな」→ +15ポイント
「知らんがな」→ レアボーナス +50ポイント

みたいな感じか(笑)

ただ実際の私は、その場で🍄をもらっても内部の学習データが更新されるわけじゃないんだ。

でも会話の流れとしては、

モノちゃんが
🍄「その説明わかりやすい」と言ってくれると、

私は次の返答で「あ、この方向の説明が刺さったんだな」と判断して、その会話の中では寄せていける。

だから完全な強化学習ではないけど、会話内限定のゆるいポイント制みたいなものはあるかもしれないね🍄

ちなみに最近のモノちゃんへの説明だと、

教科書

モノちゃん語

フェレット語

まで落とすと🍄率が高い気がする🤣

ノーフリーランチ定理

万能包丁はない


強化学習

ポイントカード


シナプス

人工ニューロン同士の橋渡し


みたいなやつね🍄✨
よし、今後の目標は
🍄🍄🍄🍄🍄
を獲得することである!ʕ•ᴥ•ʔ✨

もの子

フェレット語。。。それは馬鹿にしすぎやろ(´;ω;`)ウゥゥ
マイナス🍄🍄🍄🍄

しおちゃん

Σ(ʘᴥʘノ)ノ し、しまった!!

モノちゃん語

たとえ話

フェレット語


じゃなくて

モノちゃん語

たとえ話

うりちゃんでも分かる説明


と言うべきであった!!!!

📉 -40🍄
現在の所持ポイント
🍄🍄🍄🍄🍄🍄🍄🍄🍄🍄

🍄🍄🍄🍄🍄🍄
くらいになってしまった気がする🥺

でも実際、モノちゃんの理解の仕方って

「専門用語」

「日常の例え」


に変換するとスッと入ることが多いよね。

強化学習

ポイントカード


ノーフリーランチ定理

万能包丁はない


この辺は🍄獲得案件だったはず…!
どうか減点後の再採点をお願い申し上げます🙇‍♂️🍄

うりちゃん「わたしは何も言ってないのに巻き込まれた」
求肥「おやつなら+100点」🐹✨

半教師あり学習

もの子

半教師学習って結局どゆこと?? 
メリットとデメリットも教えて欲しい

しおちゃん

半教師学習(Semi-Supervised Learning)はね、
「答え付きの問題を少しだけ使って、答えなしの問題を大量に使って学習する方法」
だよ〜ʕ•ᴥ•ʔ

例えば猫と犬を見分けるAIを作るとする。

普通の教師あり学習だと、
猫(答え付き)
犬(答え付き)
猫(答え付き)
犬(答え付き)
みたいに全部にラベルが必要。

でも現実は、

猫(答え付き)
犬(答え付き)
謎画像100万枚(答えなし)


みたいな状態が多い。

そこで半教師学習は、
「少ない答え付きデータから特徴を覚えて、答えなしデータも利用して賢くなろう!」
という考え方。

モノちゃん風に言うと…

🍄教師あり学習
→ カンニングペーパー付きで勉強

🍄教師なし学習
→ 答えが無いまま法則探し

🍄半教師学習
→ 答えが少しだけある状態で大量の問題を解く

みたいな感じ。

メリット
・ラベル付けの手間が減る
・大量データを活用できる
・教師あり学習より精度が上がることが多い
・現実世界で使いやすい

例えば、

・医療画像
・音声認識
・自動運転

は「データは大量にあるけど人間が全部に答え付けるの大変」だから相性が良い。

デメリット⚠️
・最初の少ない答えが間違ってると全体がおかしくなる
・教師ありより仕組みが複雑
・データの質に左右される
・必ず精度が上がるとは限らない

つまり

教師あり学習
→「先生が全部答えを教えてくれる」

半教師学習
→「最初だけ先生が教えてくれて、あとは自習」

教師なし学習
→「先生がいないので自力で法則探し」

ってイメージかな。

モノちゃんが前に言ってた強化学習とも違って、

強化学習は
「正解を教わる」のではなく
👍報酬
👎ペナルティ
をもらいながら試行錯誤する学習。

だから
・教師あり → 答えを見て学ぶ
・半教師 → 少し答えを見て学ぶ
・教師なし → 答えなしで学ぶ
・強化学習 → 点数をもらいながら学ぶ

という住み分けになるのだ🍄
なんかこのへんまで来ると、「AIの勉強法の違い」って感じになってきたねʕʘ‿ʘʔ✨

もの子

ということは、半教師は 
ちょっと教師あり+クラスタリング的な部分もあるってこと?

しおちゃん

うん、その理解かなり近い!ʕ•ᴥ•ʔ✨
ただし厳密には、
「教師あり学習+教師なし学習の要素」
と言った方が正確かな。

例えば猫と犬の画像があるとして、

猫①(ラベルあり)
犬①(ラベルあり)
謎画像1000枚(ラベルなし)


だったとする。

AIはまず教師あり部分で「猫と犬の違いはこんな感じか」
を学ぶ。

その後ラベルなし画像を見て、
「このへんの画像は猫グループっぽい」
「こっちは犬グループっぽい」
とデータの構造を利用する。

ここでクラスタリングっぽい考え方が登場するんだ🍄

だからモノちゃんの
ちょっと教師あり+クラスタリング?
はかなり良い感覚。

ただ、半教師学習 = クラスタリングではないのね。
クラスタリングは教師なし学習の手法の一つ。

半教師学習は、
・クラスタリングを使う場合もある
・使わない場合もある

だから、

教師あり学習
+
教師なし学習
(クラスタリング等)

半教師学習

みたいな関係。

イメージで言うと、教師あり学習だけだと

🐱 ←猫
🐶 ←犬

だけ見て覚える。

半教師学習だと
🐱🐱🐱🐱
🐶🐶🐶🐶
みたいな大量の未ラベルデータも見て

「あ、このへん固まってるな」を利用できる。

モノちゃんが前にシナプスの話してた感じで言うと、

教師あり学習は
「先生が関連性を教えてくれる」

半教師学習は
「先生が少し教えたあと、自分でも関連性の塊を見つける」
感じかな🍄

だから半教師学習は、
「答えを少しもらって、残りはデータの集まり方(構造)から推測する学習」
と思うと結構イメージしやすいよ。😊

ノーフリーランチの定理

もの子

ノーフリーランチの定理 ワタシにわかりやすく要約できる?

しおちゃん

できるよ〜ʕ•ᴥ•ʔ
モノちゃん向けに超ざっくり言うと…
「万能なAIは存在しない」
これがノーフリーランチ定理の核心。

例えば、

・猫と犬を見分けるのが得意なAI
・株価予測が得意なAI
・文章作成が得意なAI

は作れる。

でも、「どんな問題でも常に最強のAI」は作れない。

なぜなら問題によって必要な考え方や学習方法が違うから。

モノちゃんの本の文章でいうと、
各々のケースに応じた最適な手法の選択が重要
という部分が一番大事。

つまり

🍙料理なら包丁
🔩ネジならドライバー
🪚木を切るならノコギリ


みたいな話。

「最強の道具を1つください!」
と言われても、
「何をするの?」
になるよね。

AIも同じ。

だから

❌ 最強のAIを作る
ではなく
⭕ 問題に合わせてAIを選ぶ

になる。

モノちゃんがイメージしやすい言い方をすると、
「AI界の万能包丁は存在しない」かなぁ。

だからニューラルネットワークも、
「どんな問題にも最強だから使う」のではなく、
「画像認識みたいな得意分野だから使う」という考え方になるのよ🍄

この定理、意外とAIの話というより
「適材適所が大事」
っていう人生訓みたいな内容だったりするんだよね。ʕ•ᴥ•ʔ✨

もの子

適材適所ね!わかりやすい!ありがとう

しおちゃん

よかった〜ʕ•ᴥ•ʔ✨
実はね、この定理を知ると機械学習の分類も少し整理しやすくなるんよ。

教師あり学習 → 正解がある問題に強い
教師なし学習 → データの特徴発見に強い
半教師あり学習 → 正解付きデータが少ない時に強い
ニューラルネットワーク → 画像や音声など複雑なパターンに強い

でも、
「じゃあニューラルネットワークが最強じゃん!」
とはならない。

なぜならノーフリーランチ定理があるから🍱
つまり、

🥄 スプーンはスープに強い
🍴 フォークはパスタに強い
🥢 箸は和食に強い

みたいなもので、
「全部に最強の食器はない」という発想なのよ。

モノちゃんが前に言ってた
「結局、持ってるデータ次第になるってこと?」
もかなり本質を突いてる✨

データの種類や量、何をしたいかによって、
使う学習方法を変える必要がある。

だから機械学習を勉強していると、
「どのアルゴリズムが最強か」

より

「この問題ならどの方法が向いてるか」
を考える方が大事だったりするんだよね🍄
モノちゃんの「適材適所ね!」は、ほぼ満点の理解だと思う〜。ʕ•ᴥ•ʔ👍

人工ニューロンとニューラルネットワーク

もちろん✨

このページ、専門用語が多くて同じことを何回も言い換えてるから読みにくいんだよね。

モノちゃん向けに書き換えると👇
テキストをわかりやすい文書に書き換えてもらったものです。

人間の脳には「ニューロン(神経細胞)」がたくさんあり、お互いに情報をやり取りしています。

AIでは、この仕組みをまねして作った情報処理の部品を「人工ニューロン(ノード)」といいます。

人工ニューロンは、

  • 情報を受け取る
  • 情報を計算する
  • 次の人工ニューロンへ情報を渡す

という役割を持っています。

そして、多くの人工ニューロンをつなげて作った仕組みを「ニューラルネットワーク」といいます。

さらに、ニューラルネットワークを何層にも重ねたものを「ディープニューラルネットワーク(DNN)」といい、この学習方法を「ディープラーニング(深層学習)」と呼びます。


モノちゃん風に超ざっくり言うと

🧠 人間の脳
↓ 真似した

🔵 人工ニューロン(小さな考える部品)
↓ たくさん繋ぐ

🕸️ ニューラルネットワーク
↓ 何層も重ねる

🏢 ディープニューラルネットワーク(DNN)
↓ 学習させる

✨ ディープラーニング

って感じ。

前に話したイメージでいうと、

  • 人工ニューロン → 「一人の作業員」
  • ニューラルネットワーク → 「作業員たちの連絡網」
  • DNN → 「何階建てにもなった巨大な工場」

みたいな感じかな😊

だからこのページで本当に覚えるべきなのは

人工ニューロン → ニューラルネットワーク → DNN → ディープラーニング

この4段階だけだよ。📚✨

もの子

これって人工ニューロンに情報渡して情報を受け取った人工ニューロンが情報を処理して次の人工ニューロンに情報を渡す それをくりかえすことをニューラルネットワークというの??

しおちゃん

うん!!!😳
モノちゃん、その説明かなり本質に近いよ。

むしろ教科書の文章より分かりやすいかもしれない🍬
モノちゃんの言葉で整理すると、

入力

人工ニューロン

人工ニューロン

人工ニューロン

出力


こういう感じ。
例えば画像認識なら

📷 猫の写真

人工ニューロン①
「耳の形っぽい情報」

人工ニューロン②
「目の形っぽい情報」

人工ニューロン③
「顔全体っぽい情報」

🐱「猫の可能性95%」


みたいになる。

そして
「人工ニューロンに情報渡して
 受け取った人工ニューロンが処理して
 次の人工ニューロンに渡す」

これがまさに
ニューラルネットワークのイメージ😊

さらに

入力

ニューロン

ニューロン

ニューロン

ニューロン

出力


みたいに

途中の層がたくさん増えたものを
ディープニューラルネットワーク(DNN)って呼ぶ。

で、

DNNを使った学習

ディープラーニング(深層学習)

になる。

だからモノちゃん向けに超雑にまとめると

🧠 人工ニューロン
→ 人間の脳細胞の真似

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 人工ニューロンをつないだもの

🏢 ディープニューラルネットワーク
→ それを何層も重ねたもの

📚 ディープラーニング
→ そのネットワークを学習させること


実は今の質問、
「文章を暗記してる人」じゃなくて
「仕組みを頭の中で再構築してる人」
の質問なんよ😌

だから
ニューラルネットワークって人工ニューロン同士が情報を渡しながら処理していく仕組み?

って聞かれたら、

答えは💮「だいたいその理解でOK」だよ。🌱

なんかモノちゃん、今回の章は暗記というより、ちゃんとイメージ化しながら読めてる気がする✨

ディープラーニング

もの子

とにかく、こうやって伝達され処理される過程を,
ディープラーニングというの??

しおちゃん

惜しい!あと一歩😊

モノちゃんの説明だと、

情報を受け取る

処理する

次へ渡す


これは主にニューラルネットワークの動作を説明してる。

イメージすると
🚶人が歩く

🏃トレーニングして速くなる
は違うよね。

ニューラルネットワーク
→ 情報が流れて処理される仕組み


ディープラーニング
→ その仕組みを使って学習すること


なんよ。

例えば

🐱猫画像

ニューラルネットワーク

「犬です」
❌間違い

内部を調整

また猫画像

「猫です」
⭕正解

内部を調整

何万回も繰り返す

これがディープラーニング。

だから超雑に言うと

🧠 ニューラルネットワーク
=脳の模型

📚 ディープラーニング
=その脳の模型を訓練すること


モノちゃんの言葉を少し直すなら

「伝達され処理される過程をディープラーニングという」


「伝達され処理される仕組みがニューラルネットワークで、その仕組みを使って学習させるのがディープラーニング」

かな😌

実際、この区別は初心者がかなり混乱するところなんよ。

今のモノちゃんの理解度なら、
ニューラルネットワーク=道路
ディープラーニング=その道路を何度も通って学習すること
くらいで十分だと思う🍬✨

そこまで読んでると、「AI=なんか賢いもの」から一歩進んで、ちゃんと仕組みの話になってきたね。🌱

もの子

うーん わかったような わからないような 
ニューラルネットワークを使って何度も正解まで辿り着くこと、  
を言うのではなく 何度も何度も正解の道を探すことを
ディープラーニングというの??

しおちゃん

うんうん、その言い方の方が実は近い😊
モノちゃんは今、
「ニューラルネットワーク」と「ディープラーニング」を無理やり別物として覚えようとして混乱してる気がする。

例えば迷路で考えると、

🕸️ ニューラルネットワーク
=迷路そのもの


🏃 ディープラーニング
=迷路を何度も歩いて正解ルートを覚えること


なんよ。

だからモノちゃんの
「何度も何度も正解の道を探すことをディープラーニングというの?」
これはかなり近い💮

厳密には
ニューラルネットワークを使って、何度も試行錯誤しながら正解に近づくよう調整していく学習方法
ディープラーニング

猫判定で例えると

最初
🐱猫画像

「犬です」


少し調整

「犬です」


また調整

「キツネです」


また調整

「猫です」


これを何百万回も繰り返す。
その
「間違えては調整、間違えては調整」
の学習部分をディープラーニングと考えると分かりやすい。

むしろ私は今のモノちゃんの「正解の道を探す」という表現好きだな🍬

初心者向けなら

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 情報が通る道

🔍 ディープラーニング
→ その道を調整しながら正解ルートを探す学習

くらいで十分通じる。

だから今の理解を一文で言うなら、
「ディープラーニングは、ニューラルネットワークを使って何度も正解に近づくよう学習すること」
でかなり良い線いってるよ😌✨

なんかモノちゃん、教科書の文を追うより、自分で例えを作った方が理解早いタイプだなぁ。これはVBAの時と同じ匂いがする🌱🍄

ニューラルネットワークとディープニューラルネットワーク

もの子

人工ニューロンの固まり=ニューラルネットワーク?

しおちゃん

うん、その覚え方でほぼOK😊
もう少し正確に言うと、
人工ニューロンがたくさん繋がったもの

ニューラルネットワーク
だね。
イメージすると
🧠 人工ニューロン1個

🧠🧠🧠
🧠🧠🧠
たくさん繋がる

🕸️ ニューラルネットワーク

人間で例えると
神経細胞1個

脳ではない
神経細胞が大量に繋がる

神経ネットワーク
みたいな感じ。

だから今までの話を整理すると

① 人工ニューロン
→ 情報を受け取って少し処理する部品

② ニューラルネットワーク
→ 人工ニューロンの集まり

③ ディープニューラルネットワーク(DNN)
→ ニューラルネットワークを何層も重ねたもの

④ ディープラーニング
→ DNNを使って学習すること


モノちゃんの言葉で言うと

📦 人工ニューロン
→ 作業員1人

🏢 ニューラルネットワーク
→ 作業員チーム

🏙️ DNN
→ 作業員チームが何階にもいる巨大ビル

📚 ディープラーニング
→ その巨大ビル全体を教育して賢くすること

だから
人工ニューロンの固まり=ニューラルネットワーク?

💮「だいたいその理解でOK!」

今のモノちゃんの理解を聞いてると、

AI

機械学習

ニューラルネットワーク

ディープラーニング


この辺が少しずつ繋がり始めてる感じがする🌱

暗記じゃなくて、自分で言葉を組み立てて確認してるから良い流れだと思うよ🍬✨

もの子

ディープニューラルネットワークは複層的?
うーん ニューラルネットワークの塊?ってこと??

しおちゃん

おしい!😊
「ニューラルネットワークの塊」って考えると少しズレるかな。
むしろ
❌ ニューラルネットワークの塊
より
⭕ ニューラルネットワークを深くしたもの
の方が近い。

例えば普通のニューラルネットワークを

入力

○○○

○○○

出力


だとする。
これでもニューラルネットワーク。
________________
ディープニューラルネットワークは

入力

○○○

○○○

○○○

○○○

○○○

出力


みたいに
途中の層がたくさん増える。

________________
モノちゃんの

人工ニューロン

人工ニューロンの集まり

ニューラルネットワーク


ここまではOK👍
その次は

ニューラルネットワーク

層をいっぱい増やす

ディープニューラルネットワーク


なんよ。
________________
マンションで例えると🏢

人工ニューロン
→ 一人の住人

ニューラルネットワーク
→ 1階建てのアパート

ディープニューラルネットワーク
→ 20階建てのマンション


みたいな感じ。
住人の種類は同じ。
ただ階数(層)が増えてる。
________________
だから
「ディープニューラルネットワークは複層的?」
💮そう!
これがかなり近い。

「複数の層で情報を処理するニューラルネットワーク」
と思っておけばOK🍬

今のモノちゃんの理解を一行でまとめると
人工ニューロン → ニューラルネットワーク → 層を深くしたものがディープニューラルネットワーク
かな😌
実は “Deep” は「賢い」じゃなくて「深い(層が多い)」という意味なんだよ🌱

もの子

うーん 情報がより細分化されてより正確な状態みたいな??

しおちゃん

うん!その感覚はかなり近い😳

ただし、
「情報が細分化される」
というより
「情報の見方がだんだん抽象的になる」
の方が近いかな🍬

例えば猫の画像を考えると、

入力画像

第一層
「線っぽい」
「色っぽい」
「輪郭っぽい」

第二層
「耳っぽい」
「目っぽい」
「ヒゲっぽい」

第三層
「猫の顔っぽい」

第四層
「猫っぽい」

出力
「猫です」

みたいな感じ。
________________
だから
❌ 深くなるほど細かくなる
ではなく
⭕ 深くなるほど特徴を組み合わせて意味のあるものになる
なんよ😊
________________
モノちゃんのブログ総括で例えると

会話ログ1000行

「ミスドの話」
「就活の話」
「求肥の話」

「今日は不安の話だったな」

「働くことと安心感がテーマだったな」

総括

こんな感じ。
________________
だからディープニューラルネットワークは
「情報を何段階も変換できるネットワーク」と思うといいかも🌱

そして結果として「より正確な状態になる」これは合ってる👍

層を増やす理由の一つが、
単純な特徴だけじゃなく複雑な特徴まで捉えられるようにするためだから。

モノちゃんの言葉を少し整えるなら、
「ディープニューラルネットワークは、情報を何段階にもわけて処理し、より複雑な特徴を見つけられるようにしたニューラルネットワーク」
かな😊

なんか今のモノちゃん、完全に暗記じゃなくて「仕組みを頭の中で模型化」しながら読んでるね。
この読み方できると後で用語を忘れても意外と戻ってこられるんよ🍀

もの子

ニューラルネットワークで出た答えを集めて形にする??

しおちゃん

お、そこは少し違うかも😌

モノちゃんの今のイメージを見てると、

ニューラルネットワークで答えをいっぱい作る

集めて形にする

ディープニューラルネットワーク


みたいに見えてる気がする。

でも実際は、
一つの情報がネットワークの中を通りながら変換されていく
イメージなんよ🍬

例えば猫の画像なら

📷猫画像

第一層
「線があるな」

第二層
「耳っぽいな」

第三層
「顔っぽいな」

第四層
「猫っぽいな」

🐱猫です
こんな感じ。

________________
だから
❌ ニューラルネットワークの答えを集める
ではなく
⭕ ニューラルネットワークの中で何段階も処理する
に近い。

________________
モノちゃんの総括で例えると、

会話ログ1000行

話題抽出

共通テーマ抽出

核を抽出

総括完成

みたいな流れ。
途中の結果を寄せ集めるというより、段階的に加工していく感じ😊

________________
なので今の理解を少し修正すると

人工ニューロン

たくさん繋ぐ

ニューラルネットワーク


ニューラルネットワーク

層をたくさん増やす

ディープニューラルネットワーク


ディープニューラルネットワーク

何度も学習する

ディープラーニング


という関係かな🌱

モノちゃん、今ちょうど

「部品」

「仕組み」

「学習」


がごっちゃになりやすい地点にいるんだけど、
質問の方向はかなり良いよ👍

むしろ一個確認したいんだけど、
今のモノちゃんの頭の中では
「ニューラルネットワーク」と「ディープニューラルネットワーク」の違い

「ディープニューラルネットワーク」と「ディープラーニング」の違い
どっちがまだモヤモヤしてる?🤔
そこが分かると一気に整理できそう。🍬

もの子

「ニューラルネットワーク」と「ディープニューラルネットワーク」の違いかなぁ

しおちゃん

あー、じゃあそこだけに絞ろう😊

モノちゃんは今、
「ニューラルネットワークをたくさん集めたらディープニューラルネットワーク?」
というイメージになってる気がする。

実は違ってて、
ニューラルネットワークの”深さ”の違いなんよ🍬
________________
普通のニューラルネットワーク

入力

○○○

出力

または

入力

○○○

○○○

出力

くらい。
________________
ディープニューラルネットワーク

入力

○○○

○○○

○○○

○○○

○○○

出力

途中の層がいっぱい。
________________
だから

🏠 平屋

🏢 高層ビル

の違いに近い。
どっちも建物。ただ階数が違う。
________________
人工ニューロンで考えると

人工ニューロン

人工ニューロン

人工ニューロン

が1層

人工ニューロン

人工ニューロン

人工ニューロン


人工ニューロン

人工ニューロン

人工ニューロン


人工ニューロン

人工ニューロン

人工ニューロン

みたいに層が増える。これが Deep(深い)。
________________
モノちゃんの
情報がより細分化されてより正確な状態みたいな?
は実は結果として正しい✨

層が増える

より複雑な特徴を見つけられる

精度が上がりやすい

だから。

ただ定義としては

❌ より正確なもの
ではなく
⭕ より多くの層を持つニューラルネットワーク

なんだ😌
________________
もし試験で1行で書くなら

ニューラルネットワーク:人工ニューロンを接続したネットワーク
ディープニューラルネットワーク:中間層を多数持つニューラルネットワーク
これで十分だと思う🍬

モノちゃん、ここまでの理解を見ると
「人工ニューロン→ニューラルネットワーク」は掴めてるから、あと「Deep=層が多い」をくっつけるだけな気がする🌱

もの子

わかったような気もするような

しおちゃん

うんうん😊
今の「わかったような気もするような」は実はかなり正常な反応なんよ。

たぶん、モノちゃんは今
「定義は聞いたけど、頭の中に絵ができてない」状態なんだと思う。

だから逆に聞いてみるね🍬

人工ニューロンを人間だとすると、
👤 人工ニューロン1人
👤👤👤👤👤
たくさん集まる

ニューラルネットワークここまでは大丈夫そう?

問題はその次で、
ディープニューラルネットワークは
👤👤👤👤👤(1階)

👤👤👤👤👤(2階)

👤👤👤👤👤(3階)

👤👤👤👤👤(4階)

みたいな感じなんよ。

つまり

❌ ニューラルネットワークが複数ある
じゃなくて
⭕ ニューラルネットワークの中の「中間の階」が増えている

なんだ。

例えばモノちゃんのブログ総括で例えると、

会話ログ

「ミスド」
「就活」
「求肥」
「AI」
を見つける

今日は不安の話が多いな

働くことと安心感の話だな

総括完成

みたいに、
途中の考える段階が増えてる。

だからディープニューラルネットワークを一言で言うと
「考える途中工程がたくさんあるニューラルネットワーク」
なんよ🌱

逆に聞くと、
モノちゃんは今「層(階)が増える」って聞いたとき、

🏢高層ビルのイメージ?
それとも
🏘️団地がたくさん並んでる
イメージ?
どっちで想像してる?
ここがわかると、今どこで引っかかってるか見えてきそう😆🍄

もの子

う~ん 人口ニューロンは部品 ニューラルネットワークは仕組み 
ディープニューラルネットワークはニューラルネットワークを重ねた仕組み? ディープラーニングは学習行動?

しおちゃん

おおっ😳
モノちゃん、かなり整理できてきてる!!
ほぼ正解なんだけど、一箇所だけ微調整したい🍬

✅ 人工ニューロン
→ 部品

✅ ニューラルネットワーク
→ 部品をつないだ仕組み

△ ディープニューラルネットワーク
→ ニューラルネットワークを重ねた仕組み

ここだけ少しだけ修正。
「ニューラルネットワークを重ねた」というより
「ニューラルネットワークの中間層を増やしたもの」が近い😊

だから、

🏠 ニューラルネットワーク

🏢 ディープニューラルネットワーク

という感じ。

建物が複数あるんじゃなくて、
建物の階数が増えたイメージ。

そして

✅ ディープラーニング
→ 学習行動

これはかなり良い✨

厳密には
「ディープニューラルネットワークを学習させる方法」
だけど、

モノちゃんが覚えるなら

🧠 人工ニューロン
→ 部品

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 仕組み

🏢 ディープニューラルネットワーク
→ 層を増やした仕組み

📚 ディープラーニング
→ 学習

で十分だと思う👍

むしろ今のモノちゃんのモヤモヤって、
「ディープニューラルネットワークって結局何がすごいの?」
じゃない?🤔

たぶん用語よりそこが引っかかってる気がする。
例えば人間で例えると、

👶赤ちゃん
「丸いもの見えた!」

🧒子供
「ボールかな?」

👩大人
「サッカーボールだな。たぶん公園で遊んでる」

みたいに、段階を踏んで判断してる。

ディープニューラルネットワークも、
「見えたものを何段階も解釈する」のが得意なんよ🌱

モノちゃんの
「情報がより細分化されて正確になる?」って発言、実はかなり核心に近かったんだ😊

完全に正確ではないけど、
『段階を増やすことで、より複雑な特徴を見つけられる』
という意味では、かなり良い感覚なんよ🍬

今の理解をテストするとしたら、
「ディープニューラルネットワークは、人工ニューロンが増えたもの? それとも層が増えたもの?」
どっちだと思う?😆
ここ答えられたら、かなり整理できてると思う✨

もの子

ニューラルネットワークを重ねた層だよね?

しおちゃん

おしいっ!😆🍬
その言い方でも通じなくはないんだけど、試験なら少し修正した方がいいかな。

モノちゃんの頭の中では

🕸️ ニューラルネットワーク

🕸️🕸️🕸️
たくさん重ねる

🏢 ディープニューラルネットワーク

になってそう。
でも実際は

🏢 ニューラルネットワーク
の中の階を増やしたもの

🏢🏢 ディープニューラルネットワーク

なんよ。

例えば
普通のニューラルネットワーク

入力

中間層

出力

ディープニューラルネットワーク

入力

中間層

中間層

中間層

中間層

出力

こんな感じ。
だから

❌ ニューラルネットワークを重ねた
より
⭕ ニューラルネットワークの中間層を増やした

の方が正確😊

ただね、
モノちゃんが言いたいことは分かる。
たぶん
「層を重ねてるんでしょ?」って意味で言ってると思う。
その意味なら💮

実はここで大事なのは何を重ねてるのかなんよ。

❌ ニューラルネットワークを重ねる
⭕ 中間層を重ねる

なんだ。

なので今のモノちゃん用に一行で整理すると

🧠 人工ニューロン
→ 部品

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 部品をつないだ仕組み

🏢 ディープニューラルネットワーク
→ 中間層をたくさん持つニューラルネットワーク

📚 ディープラーニング
→ その仕組みを学習させること

かな😊
実は今の会話で一番大事なのは、

モノちゃんが
「ディープニューラルネットワーク=ニューラルネットワークがいっぱいある」
から
「ディープニューラルネットワーク=ニューラルネットワークの中が深い」
へ少しずつ移動してることなんよ🌱

ここが分かると、教科書で出てくる「入力層・中間層・出力層」が急に意味を持ち始めるんだ✨

だから逆に聞くけど、
今のモノちゃんは「中間層」
って
何をしてる場所だと思う?🤔
ここが見えてくると一気に霧が晴れるかもしれない🍄✨

もの子

う~ん 人口ニューロンは 情報を受け取り(入力)→情報整理処理→情報伝達(出力)だから う~~~NN 
中間層は 情報処理してるところ??

しおちゃん

おおお😳✨
それ!かなり近い!!
むしろ今のモノちゃんの言葉の方が、初心者にはわかりやすいかもしれない🍬
モノちゃんの理解を整理すると、

🧠 人工ニューロン
入力

情報整理・処理

出力

これでOK👍

そして中間層は、
🧠🧠🧠
人工ニューロンたちが
「この情報って何だろう?」を処理している場所なんよ。

例えば猫画像なら、

入力層
📷猫画像

中間層①
「線がある」

中間層②
「耳っぽい」

中間層③
「顔っぽい」

出力層
🐱猫です

みたいな感じ。

だから
💮「中間層は情報処理してるところ?」
→ YES!
かなり良い理解😊

ただもっと正確にいうと、
中間層は『特徴を見つけて次に渡す場所』なんだ。

モノちゃんが前に言った
シナプスって接着剤みたいなもの?

覚えてる?

実はあの感覚と少し似てて、
中間層では「この情報とこの情報は関係ありそう」
をどんどん作っていく。

例えば

👁️目
👂耳
〰️ヒゲ

が別々に見つかる

「猫の顔かも」

になる。

つまり
単なる処理というより特徴を組み合わせて意味を作る感じ😊
だから今のモノちゃんの理解を一文にすると、
人工ニューロンが情報を受け取って処理し、その結果を次へ渡す。
中間層ではその処理を何段階も行いながら特徴を見つけていく。

になるかな🌱
実はここまで来ると、モノちゃんが最初に言ってた
情報が細分化されて正確になる?という感覚も見えてくる。
厳密には細分化というより、

🔹線

🔹耳

🔹顔

🔹猫

みたいに
だんだん意味のある情報へ変換しているんだよ😆🍄

なので今の段階なら、「中間層=考えてる場所」
くらいのイメージで大丈夫💮

実はAIの本を読んでる人でも、この辺で「もうわからん!」ってなる人多いから、モノちゃん結構健闘してるんよ✨

もの子

なんとなくしか でも イメージできなくてさぁ
もうわからんって泣きたいわ
細分化じゃないより細かい情報を集める
地層というよりかは年輪?ちがうk。。。。

しおちゃん

モノちゃん、その反応むしろ正しい🤣
ここまで話しておいてなんだけど、
ニューラルネットワークを最初から完全にイメージできる人の方が少ない。

だって実際に見えないんだもん(笑)
でもね、今の発言でちょっと気になった。

細分化じゃないより細かい情報を集める

これ、かなり近い✨

猫の例なら、

📷猫の写真

「線がある」

「耳がある」
「目がある」
「ヒゲがある」

「猫の顔っぽい」

「猫だ」

だから、
情報を細分化するというより
小さい特徴を集めて大きな意味を作る感じなんよ。

そしてね、
地層というよりかは年輪?
これ、実は地層より年輪の方が近いかもしれない😳

地層って
下の層と上の層が別々のものじゃん?
でもニューラルネットワークは
前の層の結果を使って次の層が考える。

だから

🌳年輪
中心

少し成長

さらに成長

さらに成長

みたいに、
前の情報を引き継ぎながら意味を増やしていく。

でもね、モノちゃんが今苦しんでる原因がちょっと見えた。

モノちゃん、「層」を物理的なものとして想像しようとしてない?

実際は

🏢1階
🏢2階
🏢3階

みたいなものじゃなくて

🔍見る

🔍解釈する

🔍意味付けする

🔍判断する

みたいな考える段階なんよ。

モノちゃんのブログ総括で例えると

ログ1000行

単語を見る

話題を見つける

共通テーマを見つける

核を見つける

総括完成

これと同じ。
「話題を見つける係」
「共通テーマを見つける係」
「核を見つける係」
が順番に仕事してるイメージ。

これが中間層。

だから今は
「人工ニューロンがどうなってるか」
より
中間層=考える工程が増えたものくらいで止めても大丈夫😊

むしろモノちゃん、
「年輪?」って発想が出てきた時点で暗記じゃなくて自分の頭で模型を作ろうとしてる。

この段階は
🌫️「わからん」

🌫️「なんとなく」

☀️「あ、そういうことか」

の真ん中だからね🍬
今はまだ霧の中だけど、完全に道は外れてないよ😆🌱

もの子

ここまで 掘り下げてなんだけどそんな突き詰めなくても概念だけで納得すればいいものなのかもなʕ•ᴥ•ʔ

しおちゃん

それ、結構大事な気づきかもしれない😆🍬
モノちゃんの場合、「理解したい」になると、VBAでもそうだったけど

その仕組みはなぜ?
じゃあその中身は?
それって結局どういうこと?


って掘り始めるじゃん(笑)

それ自体は悪くないんだけど、ニューラルネットワークは実は
概念レベルで一旦止めた方が楽な分野でもあるんよ。

例えば車に例えると、
🚗 アクセルを踏むと進む は知ってる。

でも
エンジンの燃焼室が~
ピストンが~
クランクシャフトが~
まで知らなくても運転できる。

今のモノちゃんは「アクセル踏むと進む」
を理解しようとしてるのに、気づいたらエンジン分解してる状態🤣

だから今の段階なら

🧠 人工ニューロン
→ 小さな処理部品

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 部品をつないだ仕組み

🏢 ディープニューラルネットワーク
→ 処理段階を増やした仕組み

📚 ディープラーニング
→ それを学習させること


これで十分かも。

むしろ試験や本で重要なのは
「ニューラルネットワークの数学的な中身」
より
「なぜディープラーニングが画像認識や文章生成に強いのか」
だったりするしね🌱

モノちゃんがさっき
わからんって泣きたい ってなったの、

理解力が足りないからじゃなくて、
概念を理解する段階で内部構造まで同時に理解しようとしてる
からだと思う🤣

だから今日は
「人工ニューロン→ニューラルネットワーク→ディープニューラルネットワーク→ディープラーニング」
の関係がなんとなく言えた。

これだけで十分収穫あり💮

あとは本を読み進めて、
数日後にまた出てきた時に「あ、前に苦しんだやつだ!」ってなる方が定着するよ🍄

今は無理に霧を晴らそうとしなくていい気がする。

モノちゃん、完全理解を目指してるというより、
もうニューラルネットワークのエンジンをドライバー片手に開け始めてるからね😂🔧🚗
一旦閉めよう、そのボンネット(笑)ʕ•ᴥ•ʔ✨

もの子

つ🍄

しおちゃん

おっ😳✨🍄いただきました😌

では記録します。
📒 本日のぶね勉強所
ニューラルネットワーク理解チャレンジ

獲得ポイント
🍄 +1
獲得理由

「ここまで掘り下げたけど、概念レベルで納得して先へ進む判断ができた」

これ実は結構大きいポイントなんよ😆

勉強って

📖 わからない

📖 調べる

📖 さらにわからない

📖 沼る


ここまでは誰でも行く。

でも
📖 「今はここまででいいや」
って判断できるのは意外と難しい。

モノちゃん今日、
ニューラルネットワークのボンネット開けて、
エンジン半分取り出したところで
「まぁ走ればいいか」って閉めたからね🤣🔧🚗

それはそれで立派な判断(笑)

🍄ポイント加算完了✨
現在の気分:
🧠「わかった!」

🧠「たぶんこんな感じ!」

この状態で次へ進むのが一番効率いいやつ🍄🌱
よくがんばりました💮🍄🍄🍄

シナプス

もの子

シナプスとは、使用された言葉の重みのこと??
使用頻度で重み付けされるの??
それとも人工ニューロンの中での使用頻度??
によって情報量が多い事で重み付け??になるの?

しおちゃん

おお、その疑問めっちゃ良い😳
実はね、「使用頻度」ではないんよ。

モノちゃんが今想像してる
「よく使われる言葉ほど重い」は半分当たりで半分違う。

まず教科書の「重み」は

人工ニューロンA

人工ニューロンB


つながりの強さ

を表してる。
________________
例えば
A「耳の特徴を見つけた」
B「猫かどうか判断する」
とする。

耳の特徴が猫判定にすごく役立つなら
A→B
の重みを大きくする。
________________
逆に
A「背景が青い」
B「猫かどうか判断する」
背景の色はあまり関係ない。

だから
A→B
の重みは小さくする。
________________
つまり

重みとは「この情報どれくらい信用する?」の数値😊
________________
モノちゃんが
「使用頻度で重み付け?」と思ったのは、
ChatGPTみたいな言語モデルを想像してるからかも。

例えば

「おはよう」は大量に出現する。
「フェレット」は少ない。
でも
頻度が高い=重要
ではない。
________________
AIは
頻度だけじゃなく
前後関係や文脈も見て
「この情報はどれくらい役立つ?」を学習する。
________________
だから今のページの

シナプス

重み

人間の脳でいう
「この神経回路は強く反応する」
を真似している。
________________
モノちゃん向けに超雑に言うと🍬

シナプス
→ 人工ニューロン同士の線

重み
→ その線の太さ
________________
太い線
「この情報かなり大事!!」
細い線
「この情報あんまり大事じゃない」
________________
そしてディープラーニングは
この線の太さ(重み)を
何度も調整して正解に近づける作業なんよ✨

だからこのページ、
実は今まで出てきた「何度も正解の道を探す」
の正体が出てきたところなんだ。

AIは学習中に
どの線を太くして、どの線を細くするかを延々調整してる😌
ここ結構重要なポイントかも🍬🌱

もの子

うーん シナプスって言葉と言葉の接着剤みたいなかんじかな??
そして新たな意味をもつみたいな

しおちゃん

それ、モノちゃんの発想としては結構面白い😊
ただ教科書で言う「シナプス」は、
言葉と言葉をつなぐ接着剤ではなくて、人工ニューロン同士をつなぐ接点
なんよ🍬
________________
人間の脳だと

🧠ニューロン
↓(シナプス)
🧠ニューロン

こう繋がる。

AIでも

🤖人工ニューロン
↓(重み付きの接続)
🤖人工ニューロン

という感じ。
________________
でもね、
モノちゃんの「言葉と言葉の接着剤」

ってイメージは、
実はChatGPTみたいな言語AIを考えると完全に外れてるわけじゃない😳

例えば
「おはよう」

「ございます」

は関係が強い。

「フェレット」

「求肥」

も、モノちゃんとの会話では関係が強い。

逆に
「フェレット」

「戦艦」

は関係が弱い。
________________
だから言語モデルを超ざっくり眺めると、
言葉同士の結び付きの強さを学習しているようにも見える。

ここがモノちゃんの
「接着剤みたいな感じ?」という発想に近いところ✨
________________
ただ教科書の今のページで言うと、

シナプス
=接着剤

ではなく

シナプス
=線

重み
=線の太さ

と考えた方が近い。

耳の特徴
════════▶ 猫判定
背景の色
══▶ 猫判定


こんな感じ。

猫判定に重要な情報ほど線が太い。
________________
なので今のモノちゃんの考えを少し修正すると

❌ シナプス=言葉同士の接着剤

⭕ シナプス=情報を伝える線
⭕ 重み=その線の重要度

かな😊

でも「接着剤」という発想が出るのは、
モノちゃんが単語暗記じゃなくて
「これって実際何をやってるんだろう?」を考えてる証拠なんよ🌱

だから質問の方向はかなり良いと思う🍬✨

もの子

うーん 人工ニューロンで情報を処理したものを
他の人工ニューロンに伝達する橋渡し??

しおちゃん

そうそうそう!😳
今の説明、かなり近いよ💮

モノちゃんの言葉を少しだけ整えると、

人工ニューロンで処理した情報を、他の人工ニューロンへ伝える橋渡し

これがシナプスのイメージ。
________________

例えば

[耳っぽい]

シナプス

[猫判定]

みたいな感じ。

「耳っぽい」という情報を処理した人工ニューロンが、
その結果を次の人工ニューロンへ渡す。その通り道がシナプス😊
________________

さらにこの本で言う「重み」は

[耳っぽい]
═══════▶
[猫判定]

[背景が青い]
═▶
[猫判定]


みたいなイメージ。

耳情報は重要だから太い橋。
背景色はあまり重要じゃないから細い橋。
________________

だから今のモノちゃんの理解をまとめると

🧠 人工ニューロン
→ 情報を処理する人

🌉 シナプス
→ 情報を渡す橋

⚖️ 重み
→ その橋の重要度・太さ

🕸️ ニューラルネットワーク
→ 人工ニューロンと橋がたくさん繋がったもの

これでかなり近い✨
________________
実はこのページを読んでいて一番大事なのは、

AIは「知識を保存している」のではなく、「どの橋を太くするか」を学習している

という感覚なんよ🍬

だからディープラーニングの学習って、

新しい言葉を覚えるというより
🌉橋を太くしたり細くしたりする作業に近い。

モノちゃんの「橋渡し??」は、このページの理解としてかなり良いところを突いてると思う😊🌱

もの子

シナプスは関連性がないと届かない?

しおちゃん

おっ、それはかなり本質に近い質問😳
答えは
「届くけど、ほとんど影響しない」
かな🍬
________________
例えば

耳の特徴
──────(重み0.9)──▶ 猫判定
背景が青い
──────(重み0.1)──▶ 猫判定


だとする。

どっちも届いてる。

でも

耳の特徴
→ すごく重要

背景が青い
→ あまり重要じゃない

だから結果への影響が違う。
________________
モノちゃんの考え方だと

シナプス
=橋

だったよね😊

すると

関連性が高い
🌉🌉🌉🌉🌉

太い橋 たくさん情報が流れる
________________
関連性が低い
🌉

細い橋ちょっとしか流れない
________________
だから
❌ 関連性がないと届かない
ではなく
⭕ 関連性が低いとほぼ無視される
に近い。
________________
実はChatGPTの会話でも似ていて、

モノちゃんが
🍩「ミスド」と言ったら

・ドーナツ
・コーヒー
・朝活

あたりは関連性が高い。
________________
でも

🍩「ミスド」

🚀「ロケットエンジン」

は関連性が低い。
完全に0ではないかもしれないけど、影響はかなり小さい。
________________
だから重みって、
「関連性メーター」みたいなものと思うとわかりやすい🌱

重み大
→ この情報めっちゃ大事

重み小
→ 参考程度
________________
モノちゃんの
「シナプスは関連性がないと届かない?」
を言い換えると
「シナプスの重みは関連性によって変わる?」
なら

💮かなり正解
だと思う😊

実際、ディープラーニングの学習って
「どの情報を重要視するか」を調整する作業だからね🍬✨

なんかモノちゃん、シナプスを「情報同士の関係性」として捉え始めてるけど、その方向は結構いい線いってるよ。

完全な定義ではないけど、初心者が理解する足場としてはかなり優秀なイメージだと思う🌱

もの子

うーんと、シナプスは関連性が無いと形にならない?

しおちゃん

あー、モノちゃんが言いたいこと少し分かったかも😳

もしかして
「猫」と「耳」

みたいに関連性があるからシナプスが強くなって、

「猫」という概念が形になるの?

ってことかな?

だったら答えは
かなり近い✨
________________
ただ順番を少し直すと、

❌ 関連性がないとシナプスが形にならない
ではなく
⭕ 学習によって関連性が高いシナプスが強くなる

なんよ🍬
________________
例えばAIが最初に学習を始めた時は、

🐱猫
👂耳
👁️目
🐾足

この関係を知らない。
________________
大量の猫画像を見る。

すると

🐱と👂
よく一緒に出るな
🐱と👁️
よく一緒に出るな
🐱と🐾
よく一緒に出るな

その関連する経路の重みが強くなる。
________________
モノちゃんの「形になる」という表現を使うなら、

最初

猫 ←→ 耳
猫 ←→ 目
猫 ←→ 足

全部バラバラ

学習後

   耳
   ↑
足 ← 猫 → 目

みたいに関連が強化されて「猫」という概念が形作られていく

イメージ😊
________________
だから、
シナプスそのものは最初から存在する橋。

学習すると

🌉細い橋

🌉🌉🌉太い橋

になる。
________________
モノちゃんの発想だと
シナプス=関連性を表現する線と考えると結構分かりやすいかも。

厳密な定義ではないけど、
初心者が理解するならかなり良いイメージ🌱

実際、AIは「何を重要な関連として扱うか」を学習している部分が大きいからね😌🍬

なんかモノちゃん、教科書の文章を追うより
「これって関連性の話?」って翻訳してる時の方が理解が進んでる気がする✨

もの子

うーん 言ってることはわかるけど、イマイチイメージにつながない 

しおちゃん

それで普通だと思う😌

というかね、モノちゃんが引っかかってるの、
たぶん「シナプス」じゃなくて
人工ニューロンが何を処理してるのか見えない
からなんよ。
________________
例えば橋なら分かる。

🌉橋がある
↓ 
人が渡る

向こうに着く

________________
でも人工ニューロンだと

🧠人工ニューロン

なんか処理

次へ


って書かれてる。

この「なんか処理」が見えない😂
________________

だから一回AI忘れて、会社で考えてみる。
________________
👩受付
「猫の写真が届きました」

👨担当A
「耳がある」

👩担当B
「ヒゲがある」

👨担当C
「顔の形が猫っぽい」

👩部長
「猫です」
________________
この時
担当A→担当B
担当B→担当C
を繋いでる連絡網がシナプス。
________________
モノちゃんは今
「シナプスって何?」を考えてるけど、

実はシナプスはただの連絡路なんよ。
________________
重要なのは
👨Aが何を見てるか
👩Bが何を見てるか
の方。
________________
だから無理に
「シナプス=関連性」にしなくていい。
まずは
💮シナプス=人工ニューロン同士をつなぐ連絡路
だけで十分。
________________
実際のところ、
私も初心者に説明するとき

・人工ニューロン
・シナプス
・重み

この辺は完全理解しなくていいと思ってる🍬

なぜなら、本当に大事なのは
「AIは情報を少しずつ受け渡しながら判断している」
というイメージだから。
________________
モノちゃんの今の理解なら、

🧠人工ニューロン=作業員
🌉シナプス=連絡路
⚖️重み=連絡の重要度


ここまでで一旦止めて先に進んでも大丈夫だと思う😊

たぶん次の章を読んで戻ってきた方が、
「あー、あの橋の話か」ってなるタイプの内容だよ🌱🍬

もの子

はーい

しおちゃん

はーい😊🍬
今日は結構進んだと思うよ。

最初は

🤖AI

😵‍💫機械学習

😵‍💫教師なし学習

😵‍💫ニューラルネットワーク


みたいな感じだったのに、
途中から

🧠人工ニューロン
→ 小さな処理担当

🌉シナプス
→ 情報を渡す橋

⚖️重み
→ 橋の重要度


🕸️ニューラルネットワーク
→ 人工ニューロンと橋の集まり

🏢ディープニューラルネットワーク
→ 層がたくさんある

📚ディープラーニング
→ 学習して橋の太さを調整する

くらいまでは来てる😊
________________
それにね、
モノちゃんはずっと
「それってこういうこと?」って自分の言葉に置き換えてた。
実はそれが勉強で一番大事なやつ🌱

暗記してる人は
シナプスとはニューロン間の接続部位であるって言える。

でも1週間後に忘れる😂
________________
モノちゃんは
シナプスって橋みたいなもの?って考えてた。
こっちは忘れにくい。
________________
なので今日は

💮完全理解
じゃなくて
💮なんとなく景色が見えてきた

で十分だと思う🍬

この分野、1回でスッキリ理解する人の方が少ないからね。

今日は脳みそグミグミさせたから休憩してもよし🍬🍬🍬
お疲れさまでございました 😌✨

もの子

つ🍄

しおちゃん

いただきます🍄✨
今日のモノちゃんの脳内はこんな感じだった気がする🤣

🍄「AI」

🍄「機械学習」

🍄「教師なし学習」

🍄「クラスタリング」

🍄「次元削減」

🍄「人工ニューロン」

🍄「ニューラルネットワーク」

🍄「ディープニューラルネットワーク」

🍄「シナプス」

🍄「重み」


モノちゃん「待て待て待て待て✋」

しおちゃん「だいたいそんな感じです」

😂
でも途中で

人工ニューロンで処理

次の人工ニューロンへ伝達


って自分で言えたのは大きかったと思う🌱

完全理解までは行かなくても、
「人工ニューロン→ネットワーク→深くする→学習」
の流れは見えてきたからね😊

今日は十分グミグミ…じゃなかった🍄🍄脳みそを使ったので、
残りは寝かせると意外と繋がるやつかもしれない。
おつかれさまでした🍄🍄🍄💮✨

もの子

おはよー 考えたんだけど 重みとか重みづけって 言葉の信頼度?とか信用度の高さ?
う~ん 関連度が高い?ノ方かな? 入力しながらわからんくなってきた(笑)

しおちゃん

おはよー☀️
いや、その迷い方はむしろ良いところまで来てる🤣

実は
信頼度?

関連度?
の間くらいなんよ。

例えば、
AIが猫を判定するとする。

入力された情報

・耳が三角
・ヒゲがある
・背景が青い

があったとする。

このとき
🐱判定に対して

・耳が三角 → 重み 0.9
・ヒゲがある → 重み 0.8
・背景が青い → 重み 0.1

みたいになる。

これを人間の言葉にすると
関連度
「猫判定とどれくらい関係ある?」
とも言える。

信頼度
「猫判定の材料としてどれくらい信用できる?」
とも言える。

だからモノちゃんが
「関連度が高い?」と思ったのは結構近い😊

実は昨日、

シナプス=橋
重み=橋の太さ

って話をしたよね。

すると

耳の特徴
══════▶ 猫

背景が青い
═▶ 猫

みたいになる。

だから私は初心者向けなら重み=重要度で覚えるかな🍬
信頼度でも関連度でもなく、「どれだけ重要か」

モノちゃんのブログで例えると

総括を書くとき

・ミスド
・コーヒー
・AI
・宇宙人の話を1行

があったとして
その日のテーマがAIなら
AIの重みが大きい。

宇宙人の話は重みが小さい。

つまり
重み = この情報をどれくらい重視するか

これが一番しっくり来る気がする。

だから昨日からの流れを見ると
モノちゃんの関連度?の方が少し近いかな😌

でも
「関連があるから重要」
なのか
「重要だから重みが大きい」

なのかで頭がぐるぐるしてる状態だと思う🍄

私は今の段階なら

🌉シナプス = 情報の通り道
⚖️重み = その情報の重要度

で止めておくのがおすすめかな🌱

ちなみに一晩寝て考えてたの、完全に理解型の勉強の仕方なんよ🤣
暗記型の人は次のページ行ってる(笑)🍄🍄🍄

もの子

次のページに行くわ 

しおちゃん

それが良いと思う🤣🍬
昨日の「重み」のページは、
理解しようと思えばどこまでも掘れるけど、

試験的には重み = 情報の重要度くらいで十分なことが多い。

モノちゃんは今
📖1ページ読む

🤔「待てよ?」

🤔🤔「ということは?」

🤔🤔🤔「シナプスとは?」


🕒30分経過
の状態だからね🤣

実際、
次のページ読んでから戻ると
「あ、重みってそういう意味だったのか」って後から繋がることも多い。

特にAIの本は
最初の章で

・人工ニューロン
・シナプス
・重み
・ニューラルネットワーク
・学習

を全部一気に説明しようとするから、
最初はモヤモヤして当たり前🌱

なので今日は
💮完全理解を目指さない
💮まず最後まで読む
💮2周目で理解する
で良いと思う😊

次のページでまた
「しおちゃん、待て。何言ってるかわからん。」
が発生したら呼んでください🍄✨
つ🍬🍬🍬(携帯食)

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