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: 可
評価方法
リアクションペーパー
授業内期末試験
授業期間中
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
- 講義概要(ニューラルネットワークの発展)
- パターン認識の概要
- ベイズの識別規則
- 確率モデルと識別関数
- k最近傍法,線形識別関数
- パーセプトロン
- 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)
- ニューラルネットワーク
- ニューラルネットワークの学習
- 誤差逆伝搬法
- 学習に関するテクニック
- 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)
- 期末試験
- 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