ジェネレーティブAIとは何ですか?

先進的なアルゴリズムと大量のデータセットによって支えられた生成的人工知能(AI)は、芸術、音楽、ストーリーテリングなどの分野を革命し、機械がオリジナルのコンテンツを作成することを可能にします。データのパターンから学ぶことで、生成的AIモデルは、現実的な画像を生成したり、音楽を作曲したり、さらには仮想世界全体を開発することができ、人間の創造性の限界を押し上げます。

生成的AIの説明

生成的AIは、機械学習の可能性を探求し、人間らしい創造性をインスパイアし、オリジナルな素材を生み出すことを目的とした最先端の分野です。生成的AIは、新鮮な情報を生み出すアルゴリズムの作成や、歴史的なデータパターンを複製することに関心を持つ人工知能のサブセットです。

生成的AIは、ディープラーニングやニューラルネットワークなどの手法を使用して、人間の創造プロセスをシミュレートし、ユニークな結果を生み出します。生成的AIは、アルゴリズムを利用し、膨大な量のデータをトレーニングモデルにかけることで、画像や音声の生成からストーリーテリングやゲーム開発までのアプリケーションを可能にしました。

OpenAIのChatGPTやGoogleのBardの両方が、生成的AIが人間らしい文章を理解し、作成する能力を示しています。これらのモデルは、チャットボット、コンテンツ作成、言語翻訳、創造的なライティングなど、様々な用途があります。これらのモデルの基本的なアイデアや手法は、生成的AI全般を促進し、人間と機械の相互作用や芸術的表現の向上の可能性をもたらしています。

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本記事では、生成的AI、その指導原則、ビジネスへの影響、そしてこの急速に発展する技術によって引き起こされる倫理的問題について説明します。

生成的AIの進化

以下は、生成的AIの進化の要約です。

  • 1932年:生成的AIの概念が、ルールベースのシステムや乱数生成器に関する初期の研究によって登場し、将来の発展の基盤を築きました。
  • 1950年代から1960年代:研究者たちは、パターン認識や生成モデルにおける初期の技術を探求し、初期の人工ニューラルネットワークの開発を含めました。
  • 1980年代:人工知能の分野は注目を集め、確率的グラフィカルモデルの開発など、生成モデルの進歩が生じました。
  • 1990年代:隠れマルコフモデルが音声認識や自然言語処理のタスクで広く使用され、生成モデリングの初期例となりました。
  • 2000年代初頭:ベイジアンネットワークやグラフィカルモデルが人気を集め、さまざまなドメインでの確率的推論や生成モデリングを可能にしました。
  • 2012年:特にディープニューラルネットワークを使ったディープラーニングが注目され、生成的AIの分野を革新し、重要な進展の道を開きました。
  • 2014年:イアン・グッドフェローによる生成的敵対ネットワーク(GAN)の導入により、生成的AIの分野が前進しました。GANは、現実的な画像を生成する能力を示し、生成モデリングの基本的なフレームワークとなりました。
  • 2015年から2017年まで:研究者たちはGANを改良し、条件付きGANや深層畳み込みGANなどのバリエーションを導入し、高品質な画像合成を可能にしました。
  • 2018年:GANの特定の実装であるStyleGANは、スタイル、ポーズ、照明などの要素を含め、画像生成に対する細かい制御を可能にしました。
  • 2019年から2020年:自然言語処理のタスクに最初に開発されたトランスフォーマーが、生成モデリングにおいて有望性を示し、テキスト生成、言語翻訳、要約に影響を与えました。
  • 現在:生成的AIは急速に進化し続けており、モデルの能力の向上、倫理的懸念の解決、多様なモーダルなコンテンツを生成するクロスドメインの生成モデルの探求に焦点を当てた継続的な研究が行われています。

生成的人工知能は、経済に数兆ドルの付加価値を追加することができます!@McKinsey_MGI 参照:https://t.co/iAd8UY0fNg 生成的AIは、すべての産業分野に大きな影響を与えます。生成的AIは、労働力を大幅に増やすことができます。 pic.twitter.com/5iYWolzrcb

— AI (@DeepLearn007) June 25, 2023

生成的AIはどのように機能するのか?

アルゴリズムを使用し、大量のデータをトレーニングモデルにかけることで、生成的AIは、トレーニングデータのパターンや特性に密接に反映した新しい素材を作成します。手順には、さまざまな重要な要素やプロセスがあります。

データ収集

最初のステージは、生成的AIモデルが生成する予定のコンテンツの主題やカテゴリを表す、かなりのデータセットを編成することです。たとえば、動物のリアルな表現を作成する目的であれば、タグ付けされた動物の写真のデータセットが収集されます。

モデルのアーキテクチャ

次のステップは、適切な生成モデルアーキテクチャを選択することです。人気のあるモデルには、トランスフォーマー、変分オートエンコーダー(VAE)、GANなどがあります。モデルのアーキテクチャは、データがどのように変更され、新しいコンテンツが生成されるかを決定します。

トレーニング

収集されたデータセットを使用して、モデルをトレーニングします。内部パラメータを変更することにより、モデルはトレーニング中にデータの基礎的なパターンや特性を学習します。トレーニングプロセス中に反復的な最適化が使用され、モデルの能力が徐々に向上し、トレーニングデータに近いコンテンツを生成することができるようになります。

生成プロセス

トレーニング後、モデルはトレーニングセットの観測分布からサンプリングすることにより、新しいコンテンツを生成することができます。たとえば、写真を作成する場合、モデルはランダムなノイズベクトルを入力として使用し、実際の動物のように見える写真を作成することができます。

評価と改善

作成された素材は、意図した属性に対する適合度と品質を決定するために検査されます。アプリケーションによっては、評価メトリックやヒューマンインプットを使用して生成された出力を改善し、モデルを開発することができます。反復的なフィードバックループにより、コンテンツの多様性と品質の向上に貢献します。

ファインチューニングと転移学習

事前にトレーニングされたモデルは、転移学習や特定のデータセットやタスクのファインチューニングの出発点として使用されることがあります。転移学習は、モデルが1つのドメインから別のドメインの情報を使用し、少ないトレーニングデータでもより良いパフォーマンスを発揮することを可能にする戦略です。

生成AIモデルの正確な操作は、選択されたアーキテクチャや方法によって変わることに注意することが重要です。しかし、基本的なアイデアは同じです。モデルはトレーニングデータのパターンを発見し、その発見されたパターンに基づいて新しいコンテンツを生成します。

生成AIの応用

生成AIは、多様な産業で多数の応用を見出して、コンテンツの生成と相互作用の方法を変革しました。生成AIのおかげで、ビジュアルアートにおいてリアルな視覚効果やアニメーションを作成することができるようになりました。

アーティストは、驚くべき深さと複雑さを持つ完全な風景、キャラクター、およびシナリオを作成する能力により、デジタルアートやデザインの新しい機会を開拓することができました。一般的なAIアルゴリズムは、音楽の文脈でユニークなメロディ、ハーモニー、リズムを作成することができ、ミュージシャンの創造的プロセスを支援し、新鮮なインスピレーションを提供します。

創造的な芸術以外にも、生成AIはゲームや医療の分野に大きな影響を与えています。医療では、AIが生成した人工データを使用して医学研究を行い、患者のプライバシーを危険にさらすことなくモデルをトレーニングし、新しい治療法を調査することができます。ゲーマーは、生成AIを使用してダイナミックな風景や非プレイヤーキャラクター(NPC)を作成することで、より没入型のゲームプレイを体験することができます。

倫理的考慮事項

生成AIの開発には、巨大なポテンシャルがある一方で、重大な倫理的な問題が生じる可能性があります。主要な懸念の1つは、AIが生成したコンテンツを使用して偽情報を流布するディープフェイクコンテンツです。ディープフェイクは、視覚メディアへの公衆の信頼を損なう力を持ち、誤った情報を拡散する可能性があります。

また、生成AIは、トレーニングデータに偏りがある場合には、偏見を反映し強化する可能性があります。モデルをトレーニングするために使用されるデータに偏りがある場合、AIシステムは、偏見を反映し強化する素材を生成する可能性があります。これには、ステレオタイプを強化したり、特定のコミュニティを排除することなど、深刻な社会的影響がある可能性があります。

関連記事:説明可能なAI(XAI)とは何ですか?

これらの倫理的な問題に対処するために、研究者や開発者は、公正なAI開発を優先する必要があります。これには、オープンネスと説明可能性のシステムの統合、トレーニングデータセットの慎重な選択と多様化、および生成AI技術の責任あるアプリケーションの明示的なルールの作成が含まれます。

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