基礎概念(Basics)

2024年版のAI基礎知識を体系的に学びます。LLM時代のAI定義、機械学習の基本的な仕組み、従来手法との比較を通じて、現代AIの本質を理解します。

学習記事一覧

記事構成について
このカテゴリーには上級編(01-03)入門編(04-10)の2つのレベルがあります。上級編は博士課程レベル以上の研究者向けに数学的に厳密な理論を解説し、入門編は初学者向けに概念の直感的理解を重視しています。同じテーマ(機械学習、ニューラルネットワーク)について、両方のレベルで記事を用意しています。
記事 説明 対象
01. AIとは何か:計算論的・哲学的基盤(2024年版)【上級】 人工知能の形式的定義と数学的基盤。計算論的学習理論(PAC学習、VC次元)、AIXI、意識の計算理論、ニューロシンボリックAI統合など理論的枠組みを解説。 博士課程レベル以上
02. 機械学習の理論的基盤【上級】 統計的学習理論の数学的基盤。バイアス-バリアンストレードオフ、正則化理論、最適化理論、情報理論的視点、2020-2024年の理論的進展を含む。 博士課程レベル以上
03. ニューラルネットワークの理論的基盤【上級】【執筆中】 ニューラルネットワークの数学的理論。万能近似定理、バックプロパゲーション、最適化ダイナミクス、Neural Tangent Kernel理論、スケーリング則を含む。 博士課程レベル以上
04. AIの種類と分類【執筆中】 AIの多様な分類方法を解説。弱いAI・強いAI・超AI、狭義のAI・汎用AI(AGI)、特化型・汎用型などの分類軸を理解。 初学者・学生
05. 機械学習の基礎【入門】【執筆中】 機械学習の基本的な考え方と仕組み。データからパターンを学習する原理、訓練・検証・テスト、過学習と汎化性能など中核概念を理解。 初学者・学生
06. 教師あり学習【執筆中】 教師あり学習の原理と応用。ラベル付きデータから関数を学習する仕組み、分類と回帰の違い、代表的なアルゴリズムを理解。 初学者・学生
07. 教師なし学習【執筆中】 教師なし学習の原理と応用。ラベルなしデータからパターンを発見する仕組み、クラスタリング、次元削減、異常検知などの手法を理解。 初学者・学生
08. 強化学習【執筆中】 強化学習の原理と応用。試行錯誤と報酬シグナルから最適な行動を学習する仕組み、RLHF(人間フィードバックからの強化学習)も学ぶ。 初学者・学生
09. ニューラルネットワーク【入門】【執筆中】 ニューラルネットワークの基本構造と動作原理。パーセプトロン、活性化関数、順伝播と逆伝播、勾配降下法など基礎概念を学ぶ。 初学者・学生
10. ディープラーニング【執筆中】 深層学習の基本概念。多層ニューラルネットワークによる表現学習、特徴量の自動抽出、エンドツーエンド学習の利点を理解。 初学者・学生

推奨学習順序

上級編(研究者・実装者向け)

  1. 01. AIとは何か:計算論的・哲学的基盤 - 形式的定義と理論的枠組み
  2. 02. 機械学習の理論的基盤 - 統計的学習理論の数学的基盤
  3. 03. ニューラルネットワークの理論的基盤 - 数学的理論と最新研究

入門編(初学者向け)

  1. 05. 機械学習の基礎 - 機械学習の基本原理を理解
  2. 09. ニューラルネットワーク - 深層学習の基盤を学ぶ
  3. 10. ディープラーニング - 深層学習の特徴を理解
  4. 06. 教師あり学習 - 3つのパラダイムを順に学習
  5. 07. 教師なし学習
  6. 08. 強化学習
  7. 04. AIの種類と分類 - AI全体の分類体系を把握

このカテゴリーについて

基礎概念カテゴリーでは、AI技術の根幹となる基本的な考え方と仕組みを学びます。2020年代初頭の従来型機械学習から、2024年現在のLLM(大規模言語モデル)時代への劇的な変化を理解することで、現代AIの本質を把握できます。

学習目標

  • AIの定義と本質を2024年の視点から理解する
  • 機械学習の3つの主要パラダイム(教師あり・なし・強化)を把握する
  • ニューラルネットワークと深層学習の基本原理を学ぶ
  • 2020年代のAI技術進化の歴史を時系列で理解する
  • AIと人間の能力を比較し、現在の到達点と限界を認識する

対象読者

上級編(01-03):博士課程レベル以上の研究者・実装者を対象とした、数学的に厳密な理論的基盤。PAC学習、VC次元、AIXI、意識理論など形式的アプローチを採用。

入門編(04-10):AI技術を初めて学ぶ方、学生、他分野から入る研究者・エンジニアを対象とした、概念の直感的理解を重視した解説。

推定学習時間

上級編(01-03):各記事3-5時間、合計9-15時間(数式理解・論文参照含む)

入門編(04-10):全7記事を通読:約6-10時間

次のステップ

基礎概念を学習した後は、以下のカテゴリーに進むことを推奨します: