自然言語処理

革新的な言語モデル：Transformer

近頃、言葉を扱うコンピュータ技術が急速に発展し、様々な新しい仕組みが生まれています。特に、二〇一七年に発表された「変形器」という仕組みは、これまでの限界を大きく超え、言葉の処理方法に革命を起こしました。以前は、「繰り返し型神経網」や「畳み込み型神経網」といった仕組みが主流でした。しかし、これらの仕組みでは、長い文章を扱う際に膨大な計算が必要となり、複数の処理を同時に行うのが難しいという問題がありました。「変形器」は、この問題を解決するために、全く新しい設計思想を採用しました。それが、「注意機構」と呼ばれる仕組みです。「注意機構」とは、文章中の各単語が、他のどの単語と関連が深いかを自動的に判断する仕組みです。例えば、「私は猫が好きです」という文章では、「好き」という単語は「猫」と強く関連し、「私」とはやや関連が薄いと判断されます。従来の仕組みでは、文章を前から順番に処理していくため、離れた単語の関係を捉えるのが苦手でした。一方、「注意機構」は、文章全体を一度に見渡すことができるため、離れた単語の関係も正確に捉えることができます。この「注意機構」の導入により、「変形器」は、長い文章の処理を効率的に行うことができるようになりました。また、複数の処理を同時に行うことも可能になったため、学習速度も大幅に向上しました。これらの利点から、「変形器」は、機械翻訳、文章要約、質問応答など、様々な自然言語処理のタスクで高い性能を発揮し、今日の言葉処理技術の基盤となっています。まさに、言葉の処理技術における転換点と言えるでしょう。

2025.02.02

アルゴリズム

TF-IDFで文章の重要単語を特定

「単語の重要度を測る」とは、たくさんの文章の中で、ある単語がどれほど特別な意味を持っているかを数値で表すことです。たくさんの文章の中から、ある特定の文章にだけ多く出てくる単語は、その文章を特徴づける重要な単語と言えるでしょう。このような単語の重要度を測る方法の一つに「TF-IDF」と呼ばれる手法があります。「TF-IDF」は、二つの要素を掛け合わせて計算します。一つ目は「TF」、つまり単語の出現頻度です。これは、ある文章の中で、特定の単語が何回出てくるかを数えたものです。特定の単語がたくさん出てくれば出てくるほど、その単語は文章にとって重要な単語であると考えられます。二つ目は「IDF」、つまり逆文書頻度です。これは、ある単語が、どのくらいの数の文章に出現しているかを表す指標を逆数にしたものです。たくさんの文章に広く出現している単語は、個々の文章を特徴づける単語としては重要度が低いと考えられます。逆に、少数の文章にしか出てこない珍しい単語は、その文章にとって重要な単語である可能性が高いと言えるでしょう。このように、「TF-IDF」は、単語の出現頻度と逆文書頻度を組み合わせることで、ある単語が特定の文章の中でどれほど重要かを判断します。多くの文章に共通して使われる単語は重要度が低く、特定の文章にだけ多く出現する単語は重要度が高いと判断されます。この技術は、様々な場面で活用されています。例えば、インターネットで検索を行う際、入力した言葉に関連性の高い結果を表示するために使われています。また、大量の文章を自動で分類したり、文章の要約を作成したりするのにも役立ちます。このように、「TF-IDF」は、膨大な量の文章データを扱う様々な技術の基盤となっています。

2025.02.02

アルゴリズム

教師あり学習：ＡＩの成長を促す指導法

「教師あり学習」とは、人工知能に知識を教え込むための、いわば学校の先生のような学習方法です。先生が生徒に勉強を教えるように、正解を与えながら学習を進めます。具体的には、たくさんの例題とそれに対する模範解答をセットにして人工知能に与えます。これらの例題と模範解答の組み合わせを「ラベル付きデータセット」と呼びます。ちょうど、算数の問題と解答、国語の文章と要約、といった組み合わせを想像してみてください。人工知能は、このラベル付きデータセットを使って学習し、新しい例題が与えられた際に、正しい解答を予測できるようになることを目指します。例えば、大量の猫の画像と「猫」というラベル、犬の画像と「犬」というラベルを学習させれば、新しい画像を見たときに、それが猫か犬かを判断できるようになります。これは、生徒がたくさんの問題を解くことで、問題の解き方やパターンを理解し、新しい問題にも対応できるようになるのと似ています。この教師あり学習は、様々な人工知能技術の土台となっています。例えば、写真に写っているものを認識する「画像認識」、人の声を理解する「音声認識」、文章の意味を理解する「自然言語処理」など、幅広い分野で活用されています。身近な例では、迷惑メールの自動振り分け機能も教師あり学習によって実現されています。あらかじめ迷惑メールとそうでないメールを大量に学習させることで、新しいメールが来た時に迷惑メールかどうかを判断できるようになるのです。このように、教師あり学習は、私たちの生活をより便利で豊かにするために、様々な場面で活躍しています。

2025.02.02

学習

意味解析：コンピュータにとっての難問

意味解析とは、文章に込められた真意をコンピュータに理解させるための技術です。私たち人間は、文章を読むとき、自然と文脈を理解し、それぞれの単語が持つ意味を解釈しています。しかし、コンピュータにとっては、これは非常に難しい作業です。意味解析は、まるで複雑なパズルを解くような作業です。一つ一つの単語の意味を拾い集めるだけでなく、それらがどのように組み合わさり、全体としてどのような意味を生み出しているのかを理解する必要があります。例えば、「銀行の支店」と「木の枝」のように、同じ「枝」という言葉が使われていても、前後の単語との繋がりによって、全く異なる意味を持つことが分かります。意味解析では、このように文脈に応じて適切な意味を選択する必要があります。さらに、語順の違いも重要な要素です。「赤いボール」と「ボールが赤い」は、語順は違いますが、どちらも赤い色のボールを指していることが分かります。人間であれば容易に理解できますが、コンピュータは、このような語順の違いを理解し、同じ意味を表す文章として認識する必要があります。意味解析の難しさは、言葉の曖昧さにあります。同じ単語でも複数の意味を持つ場合や、比喩や皮肉といった表現方法など、人間の言語は非常に複雑です。そのため、コンピュータに正確な意味を理解させるためには、高度な技術と計算能力が求められます。近年では、人工知能の研究が進み、深層学習などを用いた意味解析技術が開発されています。これらの技術により、コンピュータは以前よりも複雑な文章を理解できるようになってきています。しかし、人間の言語理解能力には及ばず、更なる研究開発が必要です。意味解析技術の進歩は、機械翻訳、情報検索、自動要約、対話システムなど、様々な分野への応用が期待されています。

2025.02.02

AI活用

意味ネットワーク：知識を繋ぐ網

概念の繋がりは、私たちの頭の中で言葉や考えがどのように結びついているのかを表す重要な仕組みです。まるで蜘蛛の巣のように、様々な概念が糸で繋がれた網のような構造を想像してみてください。この網目は、意味ネットワークと呼ばれ、知識を整理し、新しい考えを生み出すための土台となっています。例えば、「鳥」という概念を考えてみましょう。この「鳥」は、より大きな概念である「動物」と繋がっています。鳥は動物の一種ですから、当然のことです。同時に、「鳥」は「翼」や「くちばし」、「羽」といった、鳥を特徴づけるより細かい概念とも繋がっています。このように、一つの概念は、より大きな上位概念や、より具体的な下位概念と複雑に結びついているのです。この繋がりの様子を図にしてみると、概念同士の関係性がより分かりやすくなります。「鳥」の上には「動物」、その上には「生き物」といった具合に、より広い概念へと繋がりが広がっていきます。反対に、下には「スズメ」や「ハト」といった具体的な鳥の種類が繋がっていきます。このように、意味ネットワークは、概念の階層構造を示すことができます。また、意味ネットワークは、概念同士の関連性も示してくれます。例えば、「鳥」は「空」や「飛ぶ」といった概念とも繋がっているでしょう。鳥は空を飛びますから、これらの概念は互いに関連していると考えられます。このように、意味ネットワークを辿っていくことで、様々な概念同士の関連性が見えてくるのです。これは、私たちがどのように物事を理解し、新しい知識を身につけていくのかを知る上で、とても大切な手がかりとなります。

2025.02.02

AI活用

二つの流れを繋ぐ：Source-Target Attention

二つの情報源をつなぐ仕組みは、異なる二つの情報のつながりを明らかにする特別な方法です。この方法は、近年注目を集めている「変形器」と呼ばれる、人間の言葉を扱うことに優れた型の学習機械でよく使われています。変形器は、言葉を別の言葉に置き換える、あるいは文章を作るといった作業で、素晴らしい成果を上げています。この変形器の働きの中心にあるのが、二つの情報源をつなぐ仕組みです。具体的には、この仕組みは「入力」と「出力」と呼ばれる二つの情報の列の間の関係性を捉えます。例えば、ある言葉を別の言葉に置き換える作業を想像してみてください。元の言葉が「入力」であり、置き換えられた言葉が「出力」です。二つの情報源をつなぐ仕組みは、元の言葉と置き換えられた言葉のつながりを学習します。この仕組みは、文脈を理解する上で重要な役割を果たします。例えば、「銀行」という言葉は、お金を預ける場所という意味と、川の土手という意味があります。前後の言葉から、どちらの意味で使われているかを判断する必要があります。二つの情報源をつなぐ仕組みは、前後の言葉との関係性から、「銀行」という言葉の正しい意味を捉えることができます。このように、二つの情報源をつなぐ仕組みは、変形器がより正確で自然な言葉の処理を行うために不可欠な要素です。この仕組みによって、変形器は、単に言葉を置き換えるだけでなく、言葉の意味や文脈を理解し、より高度な言葉の処理を実現しています。この技術は、今後ますます発展し、私たちの生活に様々な形で影響を与えていくと考えられます。

2025.02.02

LLM

位置エンコーディングとは？

近ごろ、言葉を扱うコンピューター技術が大きく進歩し、まるで人間のように文章を理解したり、文章を作ったりする人工知能が現実のものになりつつあります。この進歩を支えている技術の一つに、「変形する器」という意味を持つ「トランスフォーマー」と呼ばれる仕組みがあります。このトランスフォーマーは、文章の中の単語同士の関係性を理解するのが得意で、外国語を私たちの言葉に翻訳したり、新しい文章を作ったりといった作業で高い能力を発揮します。トランスフォーマーが文章を理解する上で重要な役割を果たしているのが、「位置の情報」です。人間であれば、「太郎が花子にプレゼントを渡した」と「花子が太郎にプレゼントを渡した」のように、単語の順番が変われば意味も変わることがすぐに分かります。しかし、コンピューターにとっては、単語の順番を理解するのは簡単ではありません。そこで、単語の位置情報をコンピューターに教えるために、「位置符号化」と呼ばれる技術が使われます。この位置符号化を理解することは、トランスフォーマーの仕組みを理解する上で欠かせません。では、位置符号化とは一体どのようなものでしょうか？簡単に言うと、位置符号化とは、各単語が文章のどの位置にあるのかを数値で表したものです。例えば、「今日、私は学校へ行く」という文章があるとします。「今日」は一番最初の単語なので「１」、「私」は二番目の単語なので「２」、というように、それぞれの単語に番号を振っていきます。そして、この番号を基に、三角関数などを用いて特別な計算を行い、各単語に位置を表す固有の数値を割り当てます。このようにして作られた位置情報は、トランスフォーマーが文章の意味を理解するために重要な役割を果たします。位置情報がないと、トランスフォーマーは単語の順番を無視してしまい、文章の意味を正しく理解することができません。この記事では、位置符号化とは何か、なぜ必要なのか、そしてどのように計算されるのかについて詳しく説明しました。これらを理解することで、トランスフォーマーの仕組みをより深く理解できるようになるでしょう。

2025.02.02

LLM

系列から系列への変換：Seq2Seqモデル

時間の流れに沿って記録されたデータ、いわゆる時系列データは、近年の技術の進歩により、様々な分野で重要性を増しています。例えば、人間の声を文字に変換する音声認識や、異なる言語の文章を相互に変換する機械翻訳などは、時系列データを扱う代表的な技術です。他にも、日々変動する株価の予測や、心臓の鼓動といった医療データの解析など、時系列データは私たちの生活の様々な場面で見られます。このような時系列データをうまく扱う手法の一つとして、系列変換モデル、いわゆるSeq2Seqモデルが注目を集めています。Seq2Seqモデルは、ある時系列データを入力として受け取り、それをもとに別の時系列データを出力する、という仕組みを持っています。具体的に言うと、日本語の文章を入力すると、英語の文章が出力されるといった処理が可能です。これは、まるで一連の流れを別の流れに変換しているように見えることから、系列変換モデルと呼ばれています。このモデルの大きな特徴は、入力と出力の系列の長さが異なっていても処理できるという点です。例えば、短い日本語の文から長い英語の文を生成したり、逆に長い日本語の文から短い英語の文を生成したりすることが可能です。これは、従来の手法では難しかった柔軟な処理を可能にするもので、時系列データ処理における革新的な技術と言えます。 Seq2Seqモデルは、様々な応用が可能です。機械翻訳はもちろんのこと、文章の要約、質疑応答システム、さらには、作曲や絵画の生成といった創造的な分野にも応用され始めています。このように、Seq2Seqモデルは時系列データの可能性を広げる重要な技術として、今後ますます発展していくと期待されています。

2025.02.02

アルゴリズム

感情分析：AIによる心の読み解

人の心を機械で理解する、まるで夢のような技術、それが人工知能による感情分析です。近年、人工知能は様々な分野でめざましい発展を遂げており、その中でも感情分析は特に注目を集めています。感情分析とは、文章に込められた喜び、悲しみ、怒り、驚きなど、複雑な人間の感情を人工知能が読み解く技術のことです。かつては、感情を理解することは人間だけが持つ特別な能力だと考えられていました。しかし、人工知能技術の進歩により、機械にも人の気持ちが少しずつ分かるようになってきました。人工知能は、大量の文章データを学習することで、特定の言葉や表現がどのような感情と結びついているのかを把握します。例えば、「嬉しい」や「楽しい」といった言葉は喜びの感情を表し、「悲しい」や「つらい」といった言葉は悲しみの感情を表すといった具合です。人工知能はまだ完璧に感情を理解できるわけではありません。現状では、人間が書いた文章を参考にしながら、感情を識別し、分類をおこなっています。そのため、人間のサポートは依然として重要です。しかし、人工知能が人の感情をある程度理解できるようになったことは、大きな進歩と言えるでしょう。この技術は、様々な場面で役立ちます。例えば、お客様対応では、お客様の感情を素早く読み取ることで、より適切な対応をすることが可能になります。また、市場調査では、商品やサービスに対する消費者の反応を分析することで、より効果的な販売戦略を立てることができます。このように、人工知能による感情分析は、私たちの生活をより豊かに、そして便利にする可能性を秘めた、革新的な技術と言えるでしょう。

2025.02.02

AIサービス

ワンホットベクトル入門

複数の数値をまとめて扱う数学的な道具のことを、ベクトルと言います。ベクトルは、まるで矢印のように、大きさだけでなく向きも持った量として捉えることができます。しかし、必ずしも向きを持つとは限らず、複数の数値をまとめて一つのものとして扱うための便利な表現方法として使われる場合も多くあります。例えば、あるお店で売られているリンゴ、バナナ、ミカンの個数を考えてみましょう。リンゴが10個、バナナが5個、ミカンが8個だとします。このとき、[10, 5, 8] というように、それぞれの果物の個数を角括弧の中に並べて書くことで、一つのベクトルとして表現できます。このベクトルは、お店の果物の在庫状況を簡潔に表しています。それぞれの数値はベクトルの「成分」と呼ばれ、この場合は３つの成分を持つベクトルと言えます。ベクトルを使うことで、様々なデータを分かりやすく表現し、効率的に処理できます。例えば、ある文章に含まれる単語の数を数えてベクトルとして表すことができます。「りんご」が2回、「バナナ」が1回、「みかん」が0回出てきたとすると、[2, 1, 0] というベクトルで表現できます。このように単語の出現回数をベクトルで表すことで、文章の特徴を捉えることができます。二つの文章のベクトルを比較することで、文章同士の類似度を測ることも可能です。ベクトルは、データの種類や目的に応じて様々な形で表現され、データの分析や機械学習など、幅広い分野で活用されています。例えば、画像認識では、画像を小さな色のついた正方形の集まりとして捉え、それぞれの正方形の色を数値で表すことで、画像全体を一つのベクトルとして表現できます。このようにして表現された画像ベクトルは、画像の分類や検索などに利用されます。また、自然言語処理においても、単語や文章をベクトルで表現することで、文章の意味理解や機械翻訳などに役立てられています。

2025.02.02

アルゴリズム

ＲＡＧとは：検索の活用プロセスや活用例を解説

近頃話題の「検索強化生成」について、詳しく説明しましょう。「検索強化生成」とは、これまでの「人工知能」とは異なる、画期的な技術です。これまでの「人工知能」は、学習したデータをもとに文章を作成していました。しかし、学習データが古かったり、誤った情報が含まれていると、生成される文章にも古い情報や間違いが混ざってしまうという問題がありました。「検索強化生成」はこの問題を解決するために生まれました。「検索強化生成」は、外部の情報を検索することで、常に最新の正確な情報を文章に反映させることができます。まるで、常に勉強し続け、賢くなっていく人間のようです。インターネット上にある膨大な情報だけでなく、最新の研究報告や企業内の資料など、様々なデータを活用できます。そのため、より信頼性の高い文章を作成することが可能になります。具体的には、まず「人工知能」が与えられた指示に基づいて、必要な情報を検索します。そして、集めた情報を分析し、整理した上で、文章を作成します。このとき、どの情報源からどの情報を得たのかということも記録されます。そのため、情報の信頼性を確認したり、情報の出典元を明示したりすることも容易になります。まるで、参考文献を明記した学術論文のように、信頼性の高い情報に基づいた文章を生成することができるのです。このように、「検索強化生成」は、常に最新の情報を反映し、信頼性の高い文章を作成できるため、様々な分野での活用が期待されています。例えば、最新の研究成果をまとめた報告書作成や、顧客からの問い合わせに的確に回答するシステムなど、様々な場面で役立つ技術と言えるでしょう。

2025.02.02

LLM

自己注意機構の解説

自己注意機構は、文章や画像といった、順番に並んだデータの各部分同士の関係を理解するための、画期的な仕組みです。これまでのデータ処理では、データの各部分を順番に処理して関係性を捉える方法が主流でした。例えば、文章の場合、文の始めから順番に単語を読み込んでいき、前の単語との関係を考慮しながら処理を進めていました。しかし、自己注意機構は、全ての単語の関係を同時に計算することができます。このため、処理を並列化できるようになり、計算速度が飛躍的に向上します。従来の方法では、文の始めと終わりのように遠く離れた単語の関係を捉えるのが難しかったという問題点がありました。文の始めから順番に情報を伝えていくため、長い文章になると、最初の情報が薄れてしまうからです。自己注意機構では、遠く離れた単語の関係も直接計算できるため、文脈をより深く理解できます。これは、長い文章の処理において大きな強みとなります。自己注意機構は、言葉を扱う分野で特に注目を集めています。例えば、機械翻訳や文章要約といった作業で高い成果を上げています。また、画像認識や音声認識といった他の分野でも活用が始まっており、今後、様々な分野で欠かせない技術となることが期待されます。まるで、文章全体を見渡すことができる「目」のような役割を果たし、言葉の意味や繋がりを深く理解するのに役立っているのです。

2025.02.02

アルゴリズム

生成AIの言語能力：現状と課題

近頃、文章を作る人工知能の言葉の扱いの巧みさがとても良くなってきました。まるで人が書いたように自然で、なめらかな文章を日本語でも作れるようになったのです。一体どのようにして、このようなことができるようになったのでしょうか。人工知能は、ものすごい量の文章を学びました。そして、言葉の並び方や関係性を統計的に理解する技術が大きく進歩したことが、この変化の鍵となっています。特に、近頃注目されている「大規模言語モデル」と呼ばれる技術は、膨大な数のパラメータを使って、より複雑で洗練された表現を可能にしています。パラメータとは、人工知能が文章をどのように理解し、作り出すかを調整するための数値のようなものです。このパラメータが多いほど、人工知能はより柔軟に、そして高度な文章を生成することができるようになります。この技術革新は、様々な場面で役立つと考えられています。例えば、決まった形式の文章を自動的に作る作業や、外国語の文章を日本語に翻訳する作業、長い文章を短くまとめる作業などです。これまでは人が行っていたこれらの作業を、人工知能が代わりにこなせるようになる日も遠くはないでしょう。さらに、小説や詩といった創作活動にも、この技術が活用される可能性があります。人工知能が書いた物語を読む日が来るかもしれません。このように、人工知能の目覚ましい進歩は、私たちの生活に大きな変化をもたらすと期待されています。今後、どのように発展していくのか、目が離せません。

2025.02.02

LLM

Sakana.ai：自然に学ぶ、AIの未来

「魚群」と聞くと、水中で多数の魚が群れを成し、美しく泳ぐ姿を思い浮かべるのではないでしょうか。あの見調和のとれた動きは、実は誰かが率いているわけではなく、それぞれの魚が周りの状況を見ながら、ごく単純なルールに従って泳いでいるだけなのです。　この自然界の不思議な現象にヒントを得て、全く新しい仕組みを持つ人工知能の開発を進めているのが「魚群人工知能」です。従来の人工知能は、大量のデータで学習させ、明確な指示に基づいて答えを出すという、言わば「上から指示を出す」方式でした。一方、魚群人工知能は、魚群のように、個々の要素に高度な知能を持たせるのではなく、単純なルールと相互作用だけで全体を制御します。　まるで無数の小さな歯車が噛み合って大きな時計が動くように、個々の要素は単純な動きしかしていなくても、全体としては複雑で高度な動きを実現できるのです。この仕組の最大の利点は、変化への対応力です。　従来の人工知能は、想定外の状況に弱く、予期せぬ問題が発生すると対応に苦しむことがありました。しかし、魚群人工知能は、環境の変化に合わせて、個々の要素が自律的に行動を調整するため、全体として柔軟に対応できます。　まるで障害物を避けるように、スムーズに最適な答えを見つけ出すことが可能になるのです。魚群人工知能は、まだ開発の初期段階ですが、その可能性は大きく、様々な分野への応用が期待されています。例えば、刻々と状況が変化する金融市場の予測や、複雑な交通網の制御など、従来の人工知能では難しかった問題を解決できる可能性を秘めているのです。　自然界の知恵を借りた、この新しい人工知能が、未来の社会をどのように変えていくのか、注目が集まっています。

2025.02.02

AIサービス

人と機械、会話の腕比べ

考える機械同士が言葉を交わす競技会をご存知でしょうか。これは「ローブナーコンテスト」と呼ばれ、機械の知能を測るための世界的に有名な大会です。この大会は、計算機科学の先駆者であるアラン・チューリングが提唱した「チューリングテスト」という考え方に基づいています。チューリングテストとは、審査員が機械と人とそれぞれ会話を行い、どちらが機械かを見分けるという試験です。もし機械が人間のように自然な受け答えができれば、審査員は機械と人を見分けることが難しくなるでしょう。ローブナーコンテストは、このチューリングテストを競技化したもので、より人間に近い会話能力を持つ機械を作ることを目指しています。この競技会では、様々な工夫を凝らした機械たちが人間と会話します。審査員は、画面越しに文字でやり取りを行い、相手が機械か人間かを判断します。機械は、人間のように自然な言葉で返答するために、膨大な量の言葉や知識を事前に学習しています。また、会話の流れや文脈を理解し、適切な返答を生成する能力も求められます。年々、機械の会話能力は向上しており、人間と区別がつかないほど自然な会話をする機械も現れ始めています。ローブナーコンテストは、機械と人間のコミュニケーションの可能性を探求する上で、重要な役割を果たしていると言えるでしょう。この競技会を通じて、将来、機械が私たちの生活の中でより自然な形で会話し、様々な場面で役立つようになる未来が期待されます。

2025.02.02

AI活用

進化する言葉の技術：レトリバの挑戦

計算機を用いて言葉を扱う技術、いわゆる自然言語処理と機械学習に特化した日本の会社「レトリバ」の取り組みについてお話します。今日では、誰もが手軽に情報をやり取りできるようになりました。それと同時に、世界中には情報が溢れかえり、必要な情報を見つけることが難しくなっています。レトリバは、この情報過多の時代において、膨大な量の文章から価値ある情報を抽出し、整理し、活用する技術を開発しています。インターネットの普及により、言葉の壁を越えて情報にアクセスできることは、私たちの暮らしや社会の進歩に欠かせません。レトリバは、まさにこの課題に挑む先駆者です。言葉の意味を理解し、文脈を把握し、人の思考に近い形で情報を処理する技術の開発は、未来の社会を大きく変える可能性を秘めています。レトリバは、この革新的な技術を通して、人々の意思疎通を円滑にし、情報へのアクセスを容易にし、より良い社会の実現を目指しています。レトリバの技術は、情報を探すための仕組み、自動で言葉を翻訳する技術、文章を短くまとめる技術、音声を認識する技術など、様々な場面で活用され、私たちの暮らしをより豊かに、より便利にしています。日進月歩で進化する計算機技術の最先端を走り続けるレトリバの挑戦は、まさに言葉の未来を切り開くと言えるでしょう。大量の文章を分析し、そこから意味のある情報を抜き出す技術は、会社の意思決定を助けるだけでなく、学問的な研究や社会問題の解決にも役立ちます。例えば、お客さまからの意見を分析することで、製品やサービスの改善に繋げたり、社会全体の流行を把握することで、新しい事業の機会を見つけたりすることが可能になります。レトリバは、このような技術を通して、会社の成長や社会の発展に貢献しています。

2025.02.02

AIサービス

積み木の世界を動かすSHRDLU

シュルドゥルーは、１９７０年代初頭にマサチューセッツ工科大学でテリー・ウィノグラード氏によって開発された、初期の知能を持った計算機の仕組みです。計算機に言葉を理解させ、複雑な作業をさせるという画期的なものでした。シュルドゥルーは、画面上に映し出された仮想的な積み木の空間で、人の指示通りに積み木を動かします。この積み木の空間には、様々な形と色のブロックや、四角錐、立方体などが置かれています。利用者は日本語で指示を出すことで、シュルドゥルーに積み木を掴ませたり、移動させたり、積み重ねたりといった動作をさせることができます。例えば、「赤い立方体を青い四角錐の上に置いて」と指示すれば、シュルドゥルーは画面上でその通りに操作を行います。また、「一番大きい緑のブロックはどこにありますか？」と質問すれば、シュルドゥルーはそのブロックの位置を言葉で答えます。シュルドゥルーは、単に指示通りに積み木を動かすだけでなく、それらの積み木の状態や位置関係、指示内容の意味を理解しているように振る舞います。例えば、「緑の四角錐を動かして」と指示した後に「それを元に戻して」と指示すると、シュルドゥルーは最初の位置に四角錐を戻します。「それ」が緑の四角錐を指していることを理解しているのです。さらに、「四角錐を支えられるだけの大きさのブロックを探して」といった、より複雑な指示にも対応できました。シュルドゥルーの登場は、計算機が人の言葉を理解し、それに基づいて複雑な作業を実行できる可能性を示した重要な成果として、高く評価されています。ただし、シュルドゥルーが扱えるのは限られた仮想的な積み木の空間だけであり、現実世界の複雑な状況に対応するには限界がありました。それでも、自然な言葉を使った人間と計算機の対話という分野において、シュルドゥルーは先駆的な役割を果たし、その後の知能を持った計算機の仕組みの開発に大きな影響を与えました。

2025.02.02

AI活用

ルールベース機械翻訳：黎明期の挑戦

機械翻訳の始まりは、計算機がまだ広く使われていない時代まで遡ります。言葉を自動で別の言葉に変換するという試みは、当時の人々にとってまさに夢物語のような挑戦でした。そして、その夢を実現するためのはじめの大きな一歩となったのが、規則に基づいた機械翻訳、いわゆる規則翻訳です。規則翻訳は、人が言葉を理解し、翻訳するのと同じように、計算機にも文法の規則や単語帳を与え、翻訳させようという考え方です。まるで計算機に言葉の専門家のような役割を期待するような、壮大な計画でした。具体的には、まず、元の言葉の文を品詞に分解し、文法の規則に基づいて、訳したい言葉の語順に並べ替えます。次に、単語帳を使って、それぞれの言葉を訳語に置き換えます。こうして、元の言葉の文が、訳したい言葉の文に変換されるのです。しかし、この方法には大きな壁がありました。人が言葉を扱うときには、文脈や言葉の裏の意味、文化的な背景など、様々な要素を考慮に入れています。しかし、規則翻訳では、これらの要素を十分に扱うことができませんでした。例えば、「風が強い」という文を英語に翻訳する場合を考えてみましょう。単純な規則翻訳では、「wind is strong」という訳文が生成されるかもしれません。しかし、状況によっては、「It's windy」や「The wind is blowing hard」といった表現の方が自然な場合があります。このような文脈に合わせた微妙な表現の違いを、規則だけで表現することは非常に難しいのです。さらに、言葉の例外的な使い方や、新しい言葉の登場などにも対応できず、その壁は想像以上に高いものでした。このように、規則翻訳は、機械翻訳の初期段階において重要な役割を果たしましたが、その限界も明らかでした。そして、この限界を克服するために、新たな方法が模索されることになります。

2025.02.02

AIサービス

マルチモーダルＡＩ：五感を越える人工知能

人工知能（じんこうちのう）の世界では、情報のタイプを様式（ようしき）、つまりモダリティと呼びます。私たち人間は、視覚（しかく）、聴覚（ちょうかく）、触覚（しょっかく）、味覚（みかく）、嗅覚（きゅうかく）といった五感（ごかん）を使って周りの世界を認識（にんしき）しています。これと同じように、人工知能も様々な種類の情報を処理（しょり）します。写真や動画のような視覚的な情報、会話や音楽のような聴覚的な情報、文章のような文字情報、温度や圧力などのセンサー情報など、実に多様です。これらの情報の種類一つ一つを、モダリティと呼ぶのです。たとえば、写真や動画は視覚情報に対応する画像（がぞう）モダリティ、会話や音楽は聴覚情報に対応する音声（おんせい）モダリティ、文章や文字列はテキストモダリティと呼ばれます。人工知能が扱う情報は、私たち人間が五感で受け取る情報とよく似ています。そして、モダリティは人工知能にとっての感覚器官（かんかくきかん）のような役割を担っています。人工知能は、それぞれのモダリティに合わせた特別な方法で情報を処理します。画像モダリティであれば、形や色、模様などを認識し、音声モダリティであれば、音の高低や強弱、リズムなどを分析します。テキストモダリティであれば、単語の意味や文の構造を理解します。このように、人工知能は様々なモダリティの情報を受け取り、処理することで、私たち人間と同じように世界を理解しようとします。複数のモダリティの情報を組み合わせることで、より深く、より正確に世界を理解できるようになります。例えば、自動運転車であれば、カメラの画像情報（画像モダリティ）とGPSの位置情報、レーダーの距離情報（センサーモダリティ）を組み合わせることで、周囲の状況を正確に把握し、安全に走行できます。このように、モダリティを理解することは、人工知能の仕組みを理解する上で非常に重要です。

2025.02.01

AI活用

RNN：未来予測の立役者

人間の記憶と同じように、過去の出来事を覚えておきながら学ぶ特別な仕組み、それが「再帰型ニューラルネットワーク」です。これは、人間の脳の神経細胞のつながりをまねて作られた計算の仕組みです。従来のものは、与えられた情報をそれぞれバラバラに捉えていましたが、この新しい仕組みは違います。情報を輪のように巡らせることで、過去の情報を覚えておき、今の情報と合わせて考えられるのです。この記憶の仕組みのおかげで、時間とともに変化するデータ、例えば気温の変化や株価の動きなどを理解するのが得意です。文章を例に考えてみましょう。文章は、単語が一つずつ並んでいるだけではなく、それぞれの単語が前後とつながり、意味を作り出しています。「今日は良い天気です。」の後に続く言葉は、「明日はどうでしょうか？」のように、自然と予想できますよね。このように、再帰型ニューラルネットワークは、言葉と言葉のつながりを学び、次に来る言葉を予想したり、文章全体を作ったりすることができるのです。まるで人間の脳のように、過去の経験を元にして、次に起こることを推測する、それがこの仕組みのすごいところです。例えば、ある言葉を聞くと、次に来る言葉を予測できます。これは、過去の膨大な量の文章データから言葉のつながりを学習しているからです。この学習は、まるで子供が言葉を覚える過程に似ています。子供はたくさんの言葉を聞き、話し、その中で言葉のつながりを理解していきます。再帰型ニューラルネットワークも同じように、大量のデータから学習し、言葉だけでなく、音楽や株価など、様々なデータのパターンを捉え、未来を予測することができるのです。

2025.02.01

アルゴリズム

指示だけで学習なし！驚異のゼロショット学習

指示を与えるだけで望む結果が得られる、まるで魔法のような技術が人工知能の世界で注目を集めています。それが「ゼロショット学習」と呼ばれる革新的な手法です。これまでの機械学習では、ある課題を解決させるためには、その課題に特化した大量のデータを使って機械に学習させる必要がありました。例えば、猫を認識させるには、膨大な数の猫の画像を機械に見せて、それが猫であることを教え込む必要があったのです。しかし、ゼロショット学習では、このような事前の学習は一切不要です。まるで人間に指示を出すように、「猫の絵を描いて」と指示するだけで、機械は猫の絵を生成することができます。これは、人間が初めて出会う課題に対しても、これまでの知識や経験を応用して解決策を見つけ出すことができるのと同じです。例えば、初めて自転車に乗る場合、自転車の仕組みや乗り方を具体的に教え込まなくても、これまでの経験からペダルを漕ぐ、バランスを取るといった動作を応用して乗ることができます。ゼロショット学習も同様に、事前に具体的な学習をしなくても、既に持っている知識を基に、指示された内容を理解し、結果を出力することができるのです。この技術は、人工知能がより柔軟で人間に近い知能へと進化していく上で、非常に重要なステップと言えるでしょう。指示だけで様々な課題を解決できるようになれば、人工知能の活用範囲は飛躍的に広がり、私たちの生活はより便利で豊かなものになるでしょう。今まで、機械学習では大量のデータ収集と学習に膨大な時間と費用がかかっていましたが、ゼロショット学習によってこの手間が大幅に削減されることが期待されます。将来的には、より複雑な課題に対しても、ゼロショット学習で対応できるようになるでしょう。これは人工知能の発展における大きな前進であり、私たちの未来を大きく変える可能性を秘めていると言えるでしょう。

2025.02.01

LLM

RNN Encoder-Decoderで時系列データを扱う

近ごろ、情報の技術がとても進んでいます。毎日、たくさんの情報が作られていて、その中には、時間の流れに沿って記録された情報がたくさんあります。例えば、人の話し声や株の値段の変化、天気の情報などがそうです。このような、時間の流れに沿った情報をうまく扱うことは、色々な分野で大切になっています。そこで、今回はこのような時間変化のある情報を扱う方法の一つである「RNN符号化器・復号化器」という仕組みについて説明します。RNN符号化器・復号化器は、入力と出力の両方が時間変化のある情報である時に使える、強力な方法です。 RNN符号化器・復号化器は、二つの主要な部分からできています。一つは符号化器で、もう一つは復号化器です。符号化器は、入力された時間変化のある情報を、一つのまとまった情報に変換します。このまとまった情報は、入力された情報の特徴をうまく捉えています。復号化器は、符号化器が作ったまとまった情報をもとに、出力の時間変化のある情報を生成します。つまり、入力の時間変化のある情報の特徴を捉えた上で、出力の時間変化のある情報を作ります。この仕組みは、機械翻訳などでよく使われています。例えば、日本語を英語に翻訳する場合、入力は日本語の文章、出力は英語の文章になります。どちらも単語の並びがあり、時間変化のある情報と考えることができます。RNN符号化器・復号化器を使うことで、日本語の文章の意味をうまく捉え、自然な英語の文章を生成することができます。 RNN符号化器・復号化器は、他の時系列データの処理にも応用できます。例えば、過去の株価の変動から未来の株価を予測したり、気象データから将来の天気を予測したりすることができます。このように、RNN符号化器・復号化器は、様々な分野で活躍が期待される、強力な情報処理の方法です。

2025.02.01

アルゴリズム

話題のモデル：文章の奥を探る

話題モデルとは、たくさんの文章から隠された話題を見つけ出す方法です。まるで名探偵のように、文章に散らばる言葉のつながりを手がかりに、全体を貫くテーマを解き明かします。たとえば、新聞の記事、個人の日記、世間への書き込みなど、様々な種類の文章に使えます。膨大な量の情報を整理し、重要な話題を抜き出すのに役立ちます。この技術は、情報の探し出しや市場の調査、世論の分析など、広い分野で使われています。話題モデルは、文章の中に出てくる言葉の出現頻度を分析することで、それぞれの話題を特徴づける言葉を見つけ出します。例えば、「選挙」「投票」「候補者」といった言葉がよく出てくる文章は「政治」の話題について書かれている可能性が高いでしょう。このように、関連する言葉の集まりを話題として捉え、それぞれの文章がどの話題について書かれているかを推定します。話題モデルを使うことで、データの奥に隠された意味や流行を理解し、より深い洞察を得ることが出来ます。例えば、顧客からの意見を分析することで、製品やサービスの改善点を発見したり、世間の書き込みから人々の関心の変化を捉えたりすることが可能になります。さらに、大量の文書を話題ごとに分類することで、情報の整理や検索を効率化することもできます。このように、話題モデルは、データから価値ある情報を引き出し、様々な分野で活用できる強力な手法と言えるでしょう。

2025.02.01

アルゴリズム

事前学習：巨大言語モデルの土台

近ごろ、急速に発展している人工知能の分野で、巨大言語モデル(言語を扱うとても大きな人工知能)が大きな関心を集めています。まるで人間が書いたかのような自然な文章を作ったり、難しい質問に答えたりする能力は、私たちの暮らしや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。この巨大言語モデルの驚くべき能力の土台となっているのが「事前学習」と呼ばれる過程です。この文章では、事前学習とは一体どのようなものなのか、その仕組みや大切さについて詳しく説明していきます。事前学習とは、巨大言語モデルに大量の文章データを読み込ませ、言葉の繋がりや意味、文法などを学習させる過程のことです。人間が言葉を覚えるのと同じように、巨大言語モデルも膨大な量の文章データに触れることで、言葉の規則性やパターンを学習していきます。この学習を通して、単語の意味や文脈を理解し、自然で意味の通る文章を生成する能力を身につけるのです。まるで、赤ちゃんが周囲の言葉を聞いて言葉を覚えていく過程と似ています。事前学習の方法はいくつかありますが、代表的なものに「自己教師あり学習」というものがあります。これは、入力された文章の一部を隠したり、順番を入れ替えたりすることで、モデルに隠された部分や正しい順番を予測させるという学習方法です。例えば、「今日は良い[マスク]です」という文章から[マスク]の部分を予測させることで、モデルは文脈から「天気」という言葉が当てはまることを学習します。このようにして、大量のデータから自動的に学習していくのです。事前学習は、巨大言語モデルが様々なタスクをこなせるようになるための基礎となる重要な段階と言えます。この事前学習をしっかりと行うことで、人間のように自然な文章を生成したり、質問に答えたり、翻訳したりといった高度な処理をこなせるようになるのです。まさに、巨大言語モデルの驚異的な能力の出発点と言えるでしょう。

2025.02.01

LLM