入社1年目が教わる「はじめての人工知能」　第1回：人工知能（AI）とはなにか

人工知能（AI）とは概念に過ぎない？

第1回目は、「人工知能（AI）とはなにか」についてです。AIとは一体何なのか、なぜこんなにも騒がれているのかについて、学んでいきます。

結論から言うと、「AIとは概念的なもの」です。

これだけではよく分からないので、ひとまず、研究者や研究機関の定義を見ていきましょう。1956年のダートマス会議で初めてAIを定義したJohn McCarthyは、「知能を持った機械を作る科学と工学、特に知能を持ったコンピュータプログラム」としています。その他にも研究機関や研究者では、以下のように定義しています。

ここから言えるのは、実は、研究者や研究機関によってその解釈がバラバラであり、AIに技術的な定義はないということ。結局、いま世間で騒がれているAIとは、「人間の知能・知性を代替する機械の総称」に過ぎず、具体的な機能による定義がないのです。

このように学問領域としてAIを捉えることが難しいのは、「関係する研究領域や研究者がそれぞれ独立しているためである」と杉山将教授（東京大学大学院）は言っています。

AIに関する研究領域には、機械学習やディープラーニングという「基礎分野」と、音声認識や画像認識、自然言語処理などの「応用分野」があり、それぞれ独立したフィールドを構成しています。また、研究者についても、確率や統計などの理論に基づき「汎用的な手法を構築する立場」、言語や画像といった具体的なデータを対象に「実用的なアルゴリズムを開発する立場」、「精緻化した推論のルールを構築する立場」のように、様々な立場が存在します。

そのため、研究領域や研究者によってAIに対する捉え方が異なり、それらを統合する形で定義することは難しいのです。

人間の知能の本質は情報処理にある

AIのイメージがなんとなくつかめてきたところで、ここからは「人間の知能・知性とはなにか」について学んでいき、AIへの理解を深めていきます。

結論から言うと、「人間の知能・知性とは情報処理のこと」です。人間が行っている情報処理は、入力・処理・出力の3要素によって成り立っています。

たとえば、突然目の前にクマが現れたことを想像してみてください。まず、目の前の物体を聴覚や視覚で捉え、ガオーと叫ぶ巨大な茶色い動くものという情報が入力されます。続いて、それらの情報から目の前の物体がクマであると認識し、危険だから逃げるべきと判断します。すると、それらの信号が全身に伝わり、全速力で逃げるという行動につながるのです。

このように、五感で受け取った情報（入力）から、必要な情報を選択、理解し（処理）、情報をつなぎ合わせて判断し、行動につなげること（出力）こそが、人間の知能・知性なのです。

そして、この高度な情報処理を機械、つまりコンピュータで再現しようとする試みのひとつに、機械学習という技術があります。詳しい機械学習の仕組みについては後々学んでいきますので、ここでは一旦、「AIを実現するのに用いられる要素技術」という理解にとどめておきます。

人工知能（AI）を取り巻く3つの変化

AIが近年注目されるようになったのは、主に3つの理由があります。

1つ目は「データ量の増大」です。AIには大量のデータが必要になりますが、インターネットの発展やセンサー端末の高機能・低価格化などによってデータ量が急激に増大しました。さらに、クラウド化によって相互利用できるデータ量が増えたことも見逃せません。

2つ目は「計算資源の進化」です。コンピュータの処理能力が格段に上がったことにより、大量のデータをより高速に処理することが可能になりました。

そして3つ目は、「アルゴリズムの進化」です。世界各国の学術機関や企業の研究成果として、ディープラーニングなどの機械学習アルゴリズムが進化してきました。さらに、オープンソース化が進んだことで開発スピードが加速し、ディープラーニングや強化学習などの応用可能性と実行力が高まっています。

以下の図は、世界的な画像解析のコンペティション「ILSVRC」のエラー率（誤答率）の推移を表したものです。近年急速にエラー率（誤答率）が低下してきました。私も上司に促され、実際に出題される画像を見てみましたが、なかなか判別ができないものが多く、近年の精度の向上に唸らされました。

これら3つは今後ますます加速していくことが確実であり、世界中の企業や国家においてAI活用の機運が高まっているのです。

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連載第1回目となる今回は、近年AIが注目されている理由にも触れながら「人工知能（AI）とはなにか」について学んでいきました。次回は、AIの歴史について学んでいきます。

今回の要点

• AIに技術的定義はなく、結局のところAIとは単なる概念的なものである
• 何らかの「人間の知能・知性を持った機械」全般の総称としてAIと呼ばれている
• 人間の知能・知性とは、情報処理のこと
• 高度な情報処理を行うために、機械学習という技術が用いられている

参考文献
・IDC（2017）IDC Data Age 2025（April 2017）
・Top500.org
・安宅和人（2017）「知性の核心は知覚にある」DIAMOND ハーバード・ビジネス・レビュー（2017年5月号）
・総務省（2016）「平成28年度版 情報経済白書」
・韮原祐介（2018）「いちばんやさしい機械学習プロジェクトの教本」株式会社インプレス