ニューラルネットワーク

理工学部 - 情報理工学科

SIC60500

コース情報

担当教員: 山中 高夫

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 水2

形式: 対面授業

レベル: 300

アクティブラーニング: あり

他学部履修:

評価方法

リアクションペーパー

40%

授業内期末試験

授業期間中

60%

詳細情報

概要

近年,「人工知能」の技術が急速に発展し,産業界でも様々な形で活用され始めている。この「人工知能」の基礎となる技術が深層ニューラルネットワークである。ニューラルネットワークはもともと生物の脳を模倣して考案されたパターン認識技術であるが,学習の難しさから一時期その発展が停滞していた。しかし,構造や学習方法を工夫することで,様々なパターン認識課題に対して高い精度を示すことが分かると,その技術が急速に発展した。本講義では,はじめにパターン認識課題について説明し,その課題に適用されるニューラルネットワークの技術を基礎的な部分から解説する。本講義では,生物の神経回路についてはほとんど触れず,その神経回路を模倣した工学的側面に焦点を当てて説明する。前提知識として,線形代数の基礎的な知識(行列)を必要とする。確率変数に関する知識もあることが望ましいが,必須ではない。この講義は情報理工学科のカリキュラムポリシーの2における「人間を理解するための科目」に相当する。アクティブ・ラーニングとして,毎回の講義で簡単な演習を行い,その日の内容の理解を深める。

目標

情報理工学科のディプロマポリシー2に掲げる「人間に関わるあらゆる側面に対応できる能力」を身に着ける。 (1) パターン認識について理解する (2) ニューラルネットワークについて理解する

授業外の学習

(1) 毎回の講義で演習を行うので,それをよく復習すること(1時間程度) (2) 参考書に挙げている本を1冊選択し,学期中に精読すること(3時間程度)

所要時間: 4時間程度/週

スケジュール

  1. 講義概要(ニューラルネットワークの発展)
  2. パターン認識の概要
  3. ベイズの識別規則
  4. 確率モデルと識別関数
  5. k最近傍法,線形識別関数
  6. パーセプトロン
  7. 各回で提示する演習課題に対して,解答例を提示するので,その自己採点を行い,間違えた問題を解きなおして提出する。(第2回~第6回)
  8. ニューラルネットワーク
  9. ニューラルネットワークの学習
  10. 誤差逆伝搬法
  11. 学習に関するテクニック
  12. 各回で提示する演習課題に対して,解答例を提示するので,その自己採点を行い,間違えた問題を解きなおして提出する。(第8回~第11回)
  13. 期末試験
  14. 期末試験に対して,解答例を提示するので,その自己採点を行い,間違えた問題を解きなおして提出する。

教科書

Moodleで配布する講義資料を使用する

    参考書

    • はじめてのパターン認識

      著者: 平井有三

      出版社: 森北出版,2012

    • ゼロから作るDeep Learning

      著者: 斎藤康毅

      出版社: オライリー・ジャパン,2016

    • 深層学習

      著者: 岡谷貴之

      出版社: 講談社,2015

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