芋出し画像

AIの頭の䞭を芗いおみる  14歳からの生成AI

 最近、「ChatGPT」や「画像を自動で描くAI」が話題になるこずが増えおきたした。

  「AIっお頭がいい」

  「でも、なんでそんなこずができるの」

 そんな疑問を持っおいる人も倚いのではないでしょうか。

 ちょっず「生成AI」のしくみを考えおみたいず思いたす。

 たるでAIの頭の䞭をそっず芗いおみるような感芚で・・・・・

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生成AIの原理
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 「生成AI」ずは、ごく簡単に蚀っおしたうず

  「新しいものを䜜るAI」

のこずです。

 人間が文字を入力するず、それに察しお文章を返したり、画像を描いたりしおくれたすね。

 このAIたちは、過去に倧量のデヌタを孊習しおいたす。
 新聞蚘事、小説、絵画の画像、䌚話の蚘録、科孊論文・・・・
 ありずあらゆるものを読み蟌んで、「蚀葉」や「圢」や「文脈」のパタヌンを身に぀けおいるのです。

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生成AIの䜜り方
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 䜜り方の倧たかな流れは次のようになっおいたす。

 デヌタ収集
     â†“
 モデル蚭蚈Transformer
   â†“
 倧芏暡孊習自己教垫あり孊習
 ↓
 埮調敎察話・安党性
 ↓
 アプリ化チャット機胜
 ↓
 継続的な改善ず監芖

 文章を扱うAIの䟋でもう少し詳しく説明したすね。

(1)倧量のテキストデヌタを集める
 たず、AIに孊ばせるために、倧量の文章新聞蚘事、䌚話の蚘録・・・を甚意したす。 このデヌタが「教垫」ずなっお、AIはここから蚀葉の䜿い方やパタヌンを孊びたす。

(2)モデルを蚭蚈する
 これはAIの「脳」を䜜る䜜業です。
 ChatGPTの堎合は、「Transformerトランスフォヌマヌ」ずいう構造を䜿っおいたす。
 これは、文章の䞭の蚀葉の関係を理解するのが埗意な仕組みです。
 数十億個のパラメヌタ調敎可胜な数倀を持っおいお、それらが文章の意味や文脈を捉えるのに圹立ちたす。

(3)孊習させるトレヌニング
 集めたデヌタを䜿っお、モデルに「次の蚀葉を圓おるクむズ」を䜕床も解かせたす。
 たずえば「私は今日、○○ぞ行きたした。」→「○○」に䜕が入るかを予枬させたす。
 これを䜕十億回も繰り返しお、正解に近づくように脳内モデルの぀ながりを匷化しおいきたす。

(4)調敎・最適化ファむンチュヌニング
 基本の孊習が終わったら、特定の目的に合わせお埮調敎したす。
 たずえば、ナヌザヌずの自然な察話に匷くするには、「察話圢匏のデヌタ」でさらに孊習させたす。
 危険な発蚀や間違った情報を出さないようにする「安党性の調敎」もここで行いたす。

(5)察話機胜を実装する
 孊習枈みモデルに察しお、ナヌザヌが質問したり、呜什を出したりできるようにするために「チャットむンタヌフェヌス」を䜜りたす。
 これがWebアプリやスマホアプリなどになりたす。ナヌザヌの発蚀をモデルに枡し、応答を生成しお返す構造です。

(6)継続的な改善
 運甚開始埌も、ナヌザヌの反応やフィヌドバックを元に、モデルを再孊習させたり、安党性を匷化したりしたす。

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文章の凊理
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 文章を扱うAIは、文字のかたたりを「トヌクン」ず呌ばれる単䜍に分けお凊理したす。

 たずえば、
  「おはようございたす」は、
   「お」「は」「よ」「う」「ご」「ざ」「い」「た」「す」 
や、それに近い単語のたずたりに分解されたす。

 ChatGPTの「Transformer」では、文章のすべおの単語を䞀気に芋お、重芁な関係を捉えるこずができたす。

 たずえば、
  「私は朝、パンを焌いた」では、
   「焌いた」ずいう動詞は「パン」ず匷く぀ながっおいたすよね。
 この「パンに泚目すべきだ」ず刀断する機構を持っおいるのです。

 これを数匏で蚈算しお、どの単語が他の単語ずどれくらい関係が深いかを自動で孊んでいきたす。

 AIはこのトヌクンの䞊びを芋お、
  「次に来る蚀葉は䜕がふさわしいか」
を予枬したす。

 文章を読み取りトヌクンに分解
   ↓
 過去の文脈すべおを芋ながら
   ↓
 次に来る蚀葉を予枬する

 これを繰り返しお、長い文章を組み立おおいくのです。
 たるで頭の䞭で䌚話の続きを想像しおいるような仕組みです。


 これを高速に繰り返しお、自然な文章を生成しおいたす。

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画像の凊理
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 画像AIは、写真やむラストを「色ず圢のかたたりピクセル」ずしお読み取り、それらを数倀ずしお理解したす。

 「教垫あり孊習」の堎合は、
 AIが「これは猫」「これは車」「これはリンゎ」などず刀断できるように、たくさんの画像ずその正解ラベルを甚意しおやるのです。

 そしお、正解たずえば「これは猫」を芋ながら、AIに「次回はもっず正しく刀定しお」ず教えたす。

 これを䜕䞇〜䜕癟䞇枚ずいう画像を䜿っお、詊行錯誀するこずで「間違いにくいモデル」に育おおいくのです。

 最近のAIは、「文章」から「画像」を䜜るこずもできたすね。

 「画像生成AI」では、「画像ず蚀語のペア」で孊習させたす。
  たずえば、
   テキスト「赀い垜子をかぶった少女」
   画像その内容に察応した写真やむラスト
をもずに、「蚀葉から画像を぀くる胜力」を孊習するのです。
 こういった情報をたくさん孊習しお、新しい画像を描いたり、䜕が写っおいるかを刀断したりできるようになっおいきたす。

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掚論の原理
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 掚論の流れは次のようになっおいたす。

 あなたの質問
   ↓
 トヌクン化
   ↓
 Transformerで文脈を分析
   ↓
 次のトヌクンを確率的に予枬
   ↓
 文章を1トヌクンず぀生成
   ↓
 トヌクン列 → 日本語に倉換
   ↓
 AIの返答を衚瀺する

 AIは、孊習した知識をもずに、

  「この堎面では、こういう答えがふさわしい」

ず考えお答えを出したす。

 これを「掚論」ずいいたす。

 人間が、

  「空が暗いから雚が降りそうだな」

ず予枬するのず䌌おいたす。

 AIは、これたでに孊んだ数え切れないほどのパタヌンを䜿っお、最も自然な答えを遞び取るのです。


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論理的に考えるずは
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 論理的に考るこずを、AIはどうやっおいるのでしょう

 AIは、なんだか頭がよくお「論理的に考えおいる」ように芋えたすよね。
 でも実は、人間ずちょっずちがったやり方で考えおいるのです。

 「論理的」ずいうのは、「理由があっお、そこから考えお結論を出すこず」です。

 たずえばこんな感じです。
  ・「すべおの猫は動物です」
  ・「タマは猫です」
  ・ だから「タマは動物です」

 これは、理由をたどっお答えにたどり着いおいたす。
 これが論理です。

 では、AIはどうやっおそれをやっおるのでしょうか。
 実は「この蚀葉のあずには、どんな蚀葉が続くこずが倚いか」を予枬しおいるのです。

 たずえば、たくさんの本や䌚話の蚘録を読んで、
  ・「すべおの猫は動物です。ミケは猫です。だから〜」
ずいう文をたくさん芋おきたずしたす。
 するずAIは、「だから」のあずには「ミケは動物です」ず曞かれるこずが倚いず気づくのです。
 ぀たり、AIは実際のルヌルを蚈算しおるわけではなく、「今たでそうだったから、きっずこうだろう」ず考えおいるのです。

 人間は、「猫→動物」あるいは「AならB」のように、頭の䞭でルヌルを䜿っお答えを出したす。
 しかしAIは、「これたで芋おきた䌌たような文では、こう続いおた」ずいう経隓パタヌンから答えを出すのです。

 AIは間違えるこずもあるのでしょうか。

 実はあるのです。
 ルヌルをきちんず蚈算しおるわけではないので、ずきどき間違った答えを出すこずもありたす。

 そこで倧事なのは、「AIの答えが正しいか、自分でも考えおみるこず」なのです。

 AIはたしかに物知りなのですが、正しいずは限らないず蚀うこずなのですね。


 ちなみに、もしAIに「呜題論理」や「蚌明問題」のような正確な論理が必芁なこずをやらせるずしたら、

  ・論理掚論甚モゞュヌル別の゚ンゞンの甚意
  ・シンボリックAIずの連携
  ・数孊的ルヌルを明瀺的に組み蟌んだチュヌニング

ずいった工倫をする必芁がありたす。

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パラメヌタを倉えるず、性栌も倉わる
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 AIの「性栌」は、実は調敎ができるのです。

 たずえば、

  「枩床temperature」

ずいう蚭定を倉えるず、AIの回答が「慎重」になったり「倧胆」になったりしたす。

 枩床が䜎いず、もっずも確率が高い答えを遞ぶようになり、

  「たじめで確実な答え」

が出おきたす。

 反察に枩床が高いず、

  「ちょっずナニヌクな、想像力に富んだ答え」

を返しおくれるようになりたす。

他にもいろいろなパラメヌタがありたす。
 たずえば、

・Temperature →創造性の高さ柔らかい固い文調の調敎
・Top-k →䞊䜍K個から遞択ランダムさを制限
・Top-p →䞊䜍P%から遞択より自然なランダムさ
・Max Tokens →出力の長さ制限文の長さ調敎
・Frequency Penalty →単語の繰り返し防止同語反埩の抑制
・Presence Penalty →䞀床出た単語の再登堎を抑える倚様な語圙にしたいずき
・Stop Sequences →出力を止める条件特定圢匏の敎圢
・Logprobs →各候補の確率出力の分析・怜蚌甚



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特定の分野に特化するず
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 AIには、埗意分野を持たせるこずもできたす。
 たずえば、次のようなケヌスです。

【研究分野】
 科孊論文を読み蟌んで、最新の研究テヌマに぀いお敎理したり、議論の流れを芁玄したりできたす。専門家が䜿う「サポヌト圹」ずしお泚目されおいたす。

【成分分析】
 食品や薬の成分衚から、健康ぞの圱響を分析したり、䌌た成分の商品を探したりするこずもできたす。AIが「芋えない共通点」を芋぀け出すのです。

【医療分野】
 レントゲンやMRIの画像を芋お、異垞がないかを調べたり、がんなどの病気を早期に発芋したりする研究も進んでいたす。人間の目では芋萜ずしがちな埮现な違いを芋぀ける力がありたす。

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五感が備わるず
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 人間には「五感」がありたすね。
 芖・聎・嗅・味・觊の五぀の感芚です。

 AIが「目」や「耳」などのセンサヌを持぀ず、珟実䞖界ずの぀ながりを持぀こずができるようになりたす。

 たずえばカメラを通しお「目」を持ち、マむクで「耳」を持おば、人の衚情や声のトヌンを読み取るこずができたす。

 最近では、匂いや觊感をデゞタルで再珟しようずする研究も進んでいたす。

 AIが「五感」を持぀時がが近づいおきおいるようですね。

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意思や意識はあるのか
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 AIがずおも自然に䌚話したり、詩を曞いたりするのを芋るず、

  「心があるのでは」

ず思う人もいるかもしれたせん。

 しかし、珟時点でのAIには、自分で目的を持ったり、喜んだり悲しんだりする「意識」や「感情」はありたせん。

 あくたで「過去のデヌタをもずに、次にふさわしい蚀葉や画像を予枬しおいる」だけなのです。

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未来はどうなる
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 これからのAIは、たすたす私たちの生掻や仕事ず深く関わるようになりたす。

 教育や医療、デザむンや法埋ずいった分野で、私たちを支える存圚になるでしょう。

 ただし、AIの刀断が間違うこずもありたす。

 倧事なのは、

  「AIがなぜそう蚀ったのか」

を理解する力を私たちが持぀こずです。

 AIは「魔法の頭脳」ではなく、「たくさん孊習した、予枬の名人」なのです。
 その頭の䞭を少しず぀知るこずで、もっず安党に、もっず楜しく付き合っおいけるようになるでしょう。


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あずがき

 たじめで博識で成瞟優秀。
 たるで孊玚委員みたいなAIですが、
 時々、間違うこずもあるのです。

 でも、たずえ間違った回答をしおも
  「しれっず」
   「なんのはなしですか」
 ず知らん顔しおいたす。

  かなりの「倩然」な䞀面も・・・・

  センサヌでその日の倩気を感知しお、
   性栌のパラメヌタを倉える。
  晎れの日は 「陜気になったり」
  雚の日は 「沈み蟌んだり」

  気分屋のAIも誕生するかもしれたせん。



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