aa-1. 人工知能の概要

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April 14, 22

スライド概要

人工知能
https://www.kkaneko.jp/cc/mi/index.html
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YouTube 動画
https://youtu.be/O2Q2ym3hU54

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金子邦彦(かねこくにひこ) 福山大学・工学部・教授 ホームページ: https://www.kkaneko.jp/index.html 金子邦彦 YouTube チャンネル: https://youtube.com/user/kunihikokaneko

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各ページのテキスト
1.

1. 人工知能の概要 (人工知能) URL: https://www.kkaneko.jp/cc/mi/index.html 金子邦彦 1

2.

自己紹介 金子邦彦 (かねこくにひこ)(福山大学工学部) 【研究領域】 データベース応用、データベース基盤技術、高度データ利用 【実績】 ・学術論文等:27編、査読付き国際会議:76編、その他講演多数 ・教科書等:3 ・授業担当経験:のべ24科目 ・科学研究費:のべ11件 概算のべ数千万円 他大学との共同多数 ・共同研究、受託研究など:のべ10件 概算のべ一億円 国際共同 研究あり ・学部生、大学院生の指導経験多数 詳しくは http://www.kkaneko.jp/index.html 人工知能、画像処理、3次元コンピュータグラフィックス(VR含む)、 Webシステム、知的システムや社会システムの成功には、 データベースが必要 という気持ちで進めています 2

3.

1-1 はじめに (人工知能) 金子邦彦 3

4.

人工知能とは コンピュータが,次のような知的な能力を持つこと • 知能 • 知識 • 学習 人工知能を学ぶことで, • 人工知能でできること, • 知能や知識や学習とは何なのか(それをコンピュー タで行う技術) などを学ぶことができる 4

5.

人工知能の応用例 顔検知、顔識別 合成 画像のセグメンテーション Webブラウザで翻訳を行う Mate Translate (Web ブラウザ Firefox のアドオン) 5

6.

人工知能はなぜ大切? • 人間の仕事の補助や代行.応用多数 退屈だが、集中力を要し、ミスが許されないよう な仕事など • コンピュータの特性 人間の感覚を超えるセンサー、情報ネットワーク との連携 • 人工知能の基礎・原理を極めることで、人間の知 性とは何なのか? という謎が解けるかも 6

7.

授業(全15回)の計画 1 データサイエンス・AIでできるこ と、社会の変化 9 2 データサイエンス・AIの事例、技 術 3 実データによるデータサイエン ス・AIの演習 10 自然言語処理,ベクトル,単語 の特徴ベクトル,単語の類似度, 類似検索 11 状態空間表現 4 データと機械学習 5 ニューラルネットワーク、結合の 13 パス,木,発見的探索 重み、フィードフォワード,予測、 学習 最適化、学習と検証、ニューラル 14 プロダクションシステム,プロ ネットワークの学習不足と過学習 ダクションシステムでの知識表 現と推論エンジン コンピュータでの画像データの扱 15 Prolog い、人工知能による画像分類 画像からの物体検出、顔検出、画 像のセグメンテーション 6 7 8 ニューラルネットワークによる 画像生成 12 総当たりによる探索 7

8.

第1回の内容 • 人工知能でできること • データサイエンスでできること • 人工知能による社会の変化 8

9.

1-2 人工知能でできること (人工知能) 金子邦彦 9

10.

• いまから,見ていただくもの 私が,パソコンで人工知能を動かした結果 10

11.

人や自転車などの,オブジェクトの発見・検知 元画像 人工知能による読み取り結果 (DeepLabv3+ を使用) • 人間の「目」の一部機能をコンピュータで再現. 画像の中のオブジェクトを,人工知能が発見・検知 11

12.

自動でのぼかし 人工知能は,手や顔を自動でぼかし,プライバシ保持など に役立てることができるようになってきた 12 (HypoX64/DeepMosaics を使用)

13.

群衆の数のカウントと人数の把握 元画像 人工知能による結果 (FIDTM を使用) 13

14.

車両の発見・検知 人工知能は,車両の場所と向き(前なのか後ろなのか)を素早 く発見できるようになってきた (Dlib を使用) 14

15.

顔,顔のパーツの読み取り 元画像 • 一部隠れていても,顔の 自動判別ができるようになった • 顔のパーツから,性別,年齢, 表情,顔の動きを読み取れる 人工知能での処理結果 (Dlib を使用) 15

16.

同一人物かの判定 人工知能は,この2つを同一人物だと 判定できる能力を持つ (ageitgey/face_recognition による) 16

17.

目の動きの読み取り 人工知能による読み取り結果 (Pupil Tracker を使用) 17

18.

人体のモーションキャプチャ • 写真やビデオから,人体の姿勢を読み取り 18

19.

写真からの顔の3次元化 人工知能による読み取り結果 (3DFFA を使用) 19

20.

複数写真からの3次元再構成 • あるオブジェクトをさまざまな方向から撮影した 写真(数十枚以上)をコンピュータ処理して、立 体データを作る オブジェクトを様々な方向 から撮影 コンピュータでの処理によ り、3次元データを得る 20

21.

人間の言葉の理解(単語,品詞など) 白い雲と青い空が美しい の解析例 21

22.

人工知能による翻訳 DeepL での翻訳を示している 22

23.

知識表現とプログラミング human(hanako). human(taro). think(X) :- human(X). Prolog プログラム コンピュータが 推論を行い, その答えを得る 23

24.

ここまでのまとめ • 人工知能は,実世界を読み取り,見張り,発見,認識, 分類などを精度よく,高速にできるようになった • 人間の作業を肩代わりできる,人間の能力を超えつつあ るという考え方も 24

25.

いまの人工知能 (AI) で、できること • 知識表現,知識の処理 • 人間の言葉に関する処理(自然言語処理) • 認識や推論 • • • • 分類 音声認識 (人の声を「文字」化する) 物体検知,物体識別 (画像の中から、「もの」を見つける) 顔認識 • 合成 • 創作 • 欠損の補充 • 翻訳 種々の技術がオンラインで公開されており, 自分のパソコンで試すこともできるように. 25

26.

1-3 人工知能の種類 (人工知能) 金子邦彦 26

27.

人工知能の種類 2種類ある 1. 知的な能力を備えた IT システム 巧みなプログラミング 最初から知的である 2. 学習による上達の能力を持った IT システム 学習用のデータベース 学習能力がある 27

28.

1-4 データサイエンスででき ること (人工知能) 金子邦彦 28

29.

データサイエンスでできること • データから,正しく知見や結論を導くこと 平均,分散などの算出. 要因や連関の度合いの算出. • データサイエンスと人工知能は大きく関係する ・人工知能で得られた結果の検証にデータサイエ ンスを使う ・データの分析のために,人工知能の技術を使う 29

30.

1-5 人工知能による合成 (人工知能) 金子邦彦 30

31.

顔の合成 人工知能による合成 (実際には存在しない人間) https://www.whichfaceisreal.com 実写 31

32.

写真の合成,イラストの合成 人工知能による合成 https://openai.com/blog/dall-e/ 人工知能による合成 32

33.

人間の下書きを,人工知能が清書する 人工知能が,元の情報を保ったまま人間のイラストを清書す る AutoDraw 人間がイラストを描く コンピュータが候補を出す 完成 https://www.autodraw.com/ 33

34.

① ウェブブラウザで次の URL を開く https://www.autodraw.com/ ②「Start Drawing」をクリック 34

35.

③ 描きたいものをざっくり描く https://www.autodraw.com/ ④上のメニューに候補が出るのでクリック 35

36.

人工知能で,スケッチを増やすサイト https://magenta.tensorflow.org/sketch-rnn-demo ① スクロールして、 下の方の「Variational Auto-Encoder」を探す ② 「Variational AutoEncoder Demo」をクリック 36

37.

start over 始めから 種類を 選べる auto-encode スケッチ生成 37

38.

• 「手書き」の絵に合うように,猫の画像を人工知能 が描く 38

39.

人工知能で猫を描くウエブサイト ① ウェブブラウザで次の URL を開く ② http://affinelayer.com/pixsrv/index.html 「edges2cats」を探す 39

40.

③ 「Clear」をクリックして消す ④ 猫を手書きして「process」をクリック 40

41.

フェイクビデオ + 写真 → ビデオ 人工知能により 合成されたビデオ 41

43.

ここまでのまとめ • 人工知能は,合成,清書,翻訳の能力を持つようになった • 「写真で見たから,それが真実だ」と言い切っても大丈夫 でしょうか? • 自動翻訳できるからこそ,外国語の学びはさらに重要に なってきたという考え方も • 人間がアイデアを出し,人工知能が実行する(人間がクリ エイティブであるために,人工知能が助ける)という考え 方も 43

44.

1-6 人工知能の現状 (人工知能) 金子邦彦 44

45.

① 技術は急激に進歩する • いまの人工知能 (AI) は発展途上.現在,急激な進歩の気配 • 人工知能 (AI) は,学習による上達という能力を持つ • 莫大な量のコンピュータが普及し,莫大な量の学習を開始 している. 自宅にも,会社にも,自動車にも,飛行機にコンピュータ • 技術の発展 → 投資 社会の変革 のサイクルが開始している → 収益 → 新たな技術

46.

② 多くの研究者は 2040年までに,人工知能 (AI) が人間を超えると信じている 機械が,人間が行っていた作業を,人間の手を借りずに,人間 の労働者よりも,上手に安価に行えるようになること 46

47.

③ 人工知能 (AI) は,雇用を失わせる可能 性が高い 工業用ロボットにより, 1990年から 2007年の間に,米国で 67万人の雇用が失わ れた という調査結果も (米国・国家経済研究局) ◆ 超高失業率時代の到来? (働きたくても,仕事が全くない) それとも ◆ 人々が「生活」のためでなく 「喜び」のために働く時代の到来? 47

48.

1-7 人工知能による社会の変化 (人工知能) 金子邦彦 48

49.

コンピュータと人工知能 (AI) の歴史 • 1950年代 コンピュータの誕生 人間よりもはるかに高速,正確な計算能力 • 1980年代 コンピュータはパーソナルなものへ ワープロ,表計算,グラフィックスなど, さまざまなことで,人間を助けるように • 1990年代 インターネットの普及開始 コミュニケーション,知識の蓄積と流通の在り方 の変化,だれもが情報発信できる時代へ • 2010年代 人工知能の「学習による上達」が進展 人工知能でできることが大幅に増加.人工知能 の知的能力が人間を超えることも想定されるように 49

50.

人工知能 (AI) による革命 1950年より進行 《新技術の創出》 高性能コンピュータ,機械による学習,人工知能 《社会全体への波及効果》 ・「体系化可能な職業」は機械により自動化 ・「情報による支配」が心配される時代 ・新産業分野の創出 《生活,文化の変化》 富の分配,余暇,生活・文化の在り方に大きな変容が 予想される 50

51.

体系化可能な職業の例 データ分析で体系化可能な職業 • 事務(一般,医療事務,学校事務,行政事務,経理事務,人事事務,貿易事務,保険事務,郵便 事務) • 製造,組み立て,仕上げ(通信機器組み立て,NC旋盤,加工紙,カメラ組み立て,機械木工,金 属加工,金属製品検査,金属研磨,金属プレス,ゴム製造,梱包,自動車組み立て,建築作業, 水産ねり製品,石油製品,製パン,製粉,製本,プラスチック製品成型,めっき,めん類製造) • 窓口(銀行窓口,駅窓口,貸付,クリーニング取り次ぎ,日用品修理,包装作業,ホテル接客, 有料道路料金収受,レンタカー,コールセンター) • 保守作業(石油精製,コンピュータ,発電所,プロセス製版,ボイラー) • 設備維持管理(マンション管理,警備,検針,駐車場,道路管理,ビル清掃,列車清掃) • 販売(レジ,小売りでのセールス,出荷,発送,清涼飲料ルートセールス.宝くじ) • 運転運搬(トラック,タクシー,宅配,産業廃棄物,新聞配達,電車,路線バス,郵便仕分け) • その他,給食調理,測量 調査レポート:When Will AI Exceed Human Performance? Evidence from AI Experts 野村総合研究所は,6「人工知能やロボット等による代替可能性が高い100種の職業」 51

52.

ベーシックインカムのニュース 人工知能 (AI) +ロボットにできない仕事は減る 業態は構造転換する 自動運転車の登場 → 運送業の構造転換 働くかどうかにかかわらず所得を最低保証する「ベーシッ クインカム」の導入を各国政府は検討しなければならない だろう と述べる識者も 52

53.

人工知能による社会の変化 • 人間の知的能力を,機械が追い越す時代が,真剣に空想される ように • 仕事の在り方の変化 人間はもはや働かなくて済む時代なのか? 働きたくても働く機 会が無い時代なのか? • 人類の根本問題の解決に人工知能が役立つ可能性 人類の存続,発展の継続,資源の永続,紛争等の廃絶,格差の解 消,生物多様性の維持,地球環境の維持存続,地球外への進出 • 我々がクリエイティブであるために,人工知能やロボットの助 けを借りることができる時代へ 53

54.

まとめ ① 人工知能による「フェイクビデオ」が登場するなどに より,我々の倫理がより一層大切になっている ② 人工知能はさらに発展が続くと考えらえる ③ 「人工知能が,人間よりも,上手に,安価に仕事がで きるようになる」とも真剣に考えらえるようになった ④ 「高度に発達した人工知能は脅威になる」と言われる ほどであるが,本当にそうなのか,その根拠を自分で調 べ,自分で考察するなど,自分で考え抜くことは大切で ある. ⑤ 「人間がよりクリエイティブになるために人工知能を 使う」,「人と人工知能とロボットが協働する」など, 社会の変化は必然であろう. 54