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生成AIパスポート 第1章 AI(人工知能) 予想問題(2/2

43問〜第65問を掲載しています。答えを開き、誤答選択肢との違いまで確認してください。

43 ・ AIに知能をもたらす仕組み

機械学習の学習方式・手法に関する次の説明のうち、誤っているものはどれか。

  • クラスタリングとは、データを互いに似た性質を持つもの同士でグループ(クラスタ)に分ける教師なし学習の手法である
  • 次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として与えられる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習していく手法である
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次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である正解
解説

正解は「次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である」(誤り)である。次元削減は、データが持つ多数の特徴(変数)を、重要な情報をできるだけ保ったまま少ない数にまとめる教師なし学習の手法であり、設問の説明は教師あり学習の定義を次元削減に誤って当てはめている。クラスタリング・教師あり学習・強化学習の説明はいずれも正しい。次元削減は教師なし学習に分類される手法であり、正解ラベルを用いる教師あり学習とは学習の前提そのものが異なる。

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44 ・ AIに知能をもたらす仕組み

機械学習の事例に関する「具体例の説明」と「該当する学習方式」の組み合わせに関する次の説明のうち、誤っているものはどれか。

  • 大量の犬・猫の写真に「犬」「猫」というラベルを付けて学習させ、新しい写真を分類させる方法は、教師あり学習にあたる
  • ラベルのない大量の顧客データから、似た購買傾向を持つ顧客グループを自動的に見つけ出す方法は、教師なし学習にあたる
  • ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる
  • 少量のラベル付き画像と大量のラベルなし画像を組み合わせて分類モデルを学習させる方法は、半教師あり学習にあたる
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ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる正解
解説

正解は「ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる」(誤り)である。試行錯誤しながら報酬を手がかりに最適な行動を学習させる方法は強化学習にあたり、正解ラベルを用いて入力と正解の対応関係を学習する方法が教師あり学習である。設問の組み合わせは強化学習と教師あり学習を取り違えている。他の3つの組み合わせはいずれも正しい。強化学習と教師あり学習は、報酬を手がかりに試行錯誤するか、正解ラベルとの対応関係を学習するかという点で学習の仕組みが根本的に異なる。

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45 ・ AIの歴史

AIの歴史的な出来事に関する「出来事の説明」と「該当するブーム」の組み合わせに関する次の説明のうち、誤っているものはどれか。

  • 迷路やパズルの解き方を探索するコンピュータが注目を集めたのは、第一次AIブームである
  • 医療診断など専門家の知識をルール化したエキスパートシステムが注目を集めたのは、第二次AIブームである
  • ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである
  • 期待が満たされず研究資金や社会的関心が落ち込む「AIの冬」が、各ブームの間に存在した
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ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである正解
解説

正解は「ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである」(誤り)である。ビッグデータとディープラーニングにより画像認識等の精度が飛躍的に向上したのは第三次AIブームであり、第一次AIブームの中心は迷路やパズルの解き方を探す探索であった。設問の組み合わせは第三次AIブームと第一次AIブームを取り違えている。他の3つの説明はいずれも正しい。各AIブームは技術の中心が異なり、第一次は探索、第二次はエキスパートシステム、第三次はディープラーニングとビッグデータが特徴である。

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46 ・ AIに知能をもたらす仕組み

商品画像の大半には正解ラベルがなく、一部だけに商品カテゴリが付いている。両方を利用して分類器を学習する方式を選ぶとき、確認すべき説明はどれか。

  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する手法である
  • 教師なし学習とは、正解ラベルのないデータから、データ自体に潜むパターンや構造を見つけ出す手法である
  • 半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として得られる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習する手法である
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半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である正解
解説

この事例では「少量のラベル付きデータと大量のラベルなしデータを併用するか」を確認すると、半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であるに絞れる。正解は「半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である」(誤り)である。半教師あり学習は、少量のラベル付きデータと大量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であり、設問の「大量のラベル付き・少量のラベルなし」という説明はラベル付き/ラベルなしの分量が逆になっている。教師あり学習・教師なし学習・強化学習の説明はいずれも正しい。半教師あり学習は、ラベル付け作業のコストを抑えながら大量の未ラベルデータも学習に活用できる点が実務上の利点とされる。

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47 ・ AIに知能をもたらす仕組み

倉庫ロボットが行動を試し、目的地へ早く着くほど高い報酬を受けて移動方針を学ぶ。この学習方式を判断する説明はどれか。

  • 大量の犬・猫の写真に「犬」「猫」というラベルを付けて学習させ、新しい写真を分類させる方法は、教師あり学習にあたる
  • ラベルのない大量の顧客データから、似た購買傾向を持つ顧客グループを自動的に見つけ出す方法は、教師なし学習にあたる
  • ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる
  • 少量のラベル付き画像と大量のラベルなし画像を組み合わせて分類モデルを学習させる方法は、半教師あり学習にあたる
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ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる正解
解説

この事例では「行動結果の報酬を手掛かりに方策を改善するか」を確認すると、ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたるに絞れる。正解は「ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる」(誤り)である。試行錯誤しながら報酬を手がかりに最適な行動を学習させる方法は強化学習にあたり、正解ラベルを用いて入力と正解の対応関係を学習する方法が教師あり学習である。設問の組み合わせは強化学習と教師あり学習を取り違えている。他の3つの組み合わせはいずれも正しい。強化学習と教師あり学習は、報酬を手がかりに試行錯誤するか、正解ラベルとの対応関係を学習するかという点で学習の仕組みが根本的に異なる。

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48 ・ AIに知能をもたらす仕組み

訓練データでは高精度だが新しいデータで精度が落ちるモデルに対し、学習時に一部ユニットを無効化した。この手法を見分ける説明はどれか。

  • 過学習とは、訓練データに過剰に適合してしまい、未知のデータに対する予測精度が下がってしまう現象である
  • ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
  • 転移学習とは、ある課題を学習して得たモデルや知識を、別の関連する課題の学習に応用する手法である
  • 正則化とは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
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ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である正解
解説

この事例では「ニューラルネットワークのユニットを確率的に休ませるか」を確認すると、ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称であるに絞れる。正解は「ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である」(誤り)である。ドロップアウトはニューラルネットワークの学習時に一部のノードを無効化し、過学習を抑える手法であり、設問の説明は正則化の定義をドロップアウトに誤って当てはめている。過学習・転移学習・正則化の説明はいずれも正しい。過学習を抑える手法にはドロップアウトや正則化など複数のアプローチがあり、それぞれ抑制の仕組みが異なる点に注意が必要である。

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49 ・ AIに知能をもたらす仕組み

ニューラルネットワークで、前の層から来た各入力の影響度を学習によって変える値を確認したい。該当する用語の説明はどれか。

  • ニューラルネットワークとは、脳の神経細胞(ニューロン)とその結合(シナプス)の仕組みを模し、人工ニューロン(ノード)を多数つなぎ合わせて情報を処理するモデルである
  • ノーフリーランチ定理とは、「あらゆる問題に対して常に最良の性能を発揮する万能の機械学習アルゴリズムは存在しない」という考え方である
  • 重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである
  • 人工ニューロン(ノード)とは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである
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重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである正解
解説

この事例では「入力ごとの寄与を調整する学習対象の係数か」を確認すると、重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものであるに絞れる。正解は「重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである」(誤り)である。重みは、ある人工ニューロン(ノード)から次のノードへ信号を伝えるときの結合の強さを表し、学習を通じて値が調整されていくものであり、設問の説明は人工ニューロン(ノード)の定義を重みに誤って当てはめている。ニューラルネットワーク・ノーフリーランチ定理・人工ニューロン(ノード)の説明はいずれも正しい。

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50 ・ AIに知能をもたらす仕組み

解約予測モデルへ利用回数や契約期間を入力する。これらの項目に該当する用語を選ぶとき、確認すべき説明はどれか。

  • 学習済みモデルとは、大量のデータで訓練を終え、新しいデータに対して予測や分類を行えるようになったものである
  • 特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • ルールベースとは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • 機械学習とは、人間があらかじめ規則を細かく記述するのではなく、大量のデータから規則性やパターンをコンピュータ自身に学習させる仕組みである
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特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である正解
解説

この事例では「予測の手掛かりとなるデータの特徴か」を確認すると、特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式であるに絞れる。正解は「特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である」(誤り)である。特徴量は、対象となるデータの中から予測や分類に役立つ性質を数値として取り出したものであり、設問の説明はルールベースの定義を特徴量に誤って当てはめている。学習済みモデル・ルールベース・機械学習の説明はいずれも正しい。特徴量とルールベースは、AIがどのように判断材料を得るかという点で異なる概念であり、混同されやすいため注意が必要である。

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51 ・ AIに知能をもたらす仕組み

顧客データの多数の変数を、情報をなるべく保ちながら少数の変数へまとめたい。この手法を判断する説明はどれか。

  • クラスタリングとは、データを互いに似た性質を持つもの同士でグループ(クラスタ)に分ける教師なし学習の手法である
  • 次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として与えられる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習していく手法である
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次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である正解
解説

この事例では「高次元データを低次元の表現へ変換するか」を確認すると、次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法であるに絞れる。正解は「次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である」(誤り)である。次元削減は、データが持つ多数の特徴(変数)を、重要な情報をできるだけ保ったまま少ない数にまとめる教師なし学習の手法であり、設問の説明は教師あり学習の定義を次元削減に誤って当てはめている。クラスタリング・教師あり学習・強化学習の説明はいずれも正しい。次元削減は教師なし学習に分類される手法であり、正解ラベルを用いる教師あり学習とは学習の前提そのものが異なる。

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52 ・ AIに知能をもたらす仕組み

大量の未分類レビューと、少数だけ評価済みのレビューを組み合わせたい。適切な学習方式を見分ける説明はどれか。

  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する手法である
  • 教師なし学習とは、正解ラベルのないデータから、データ自体に潜むパターンや構造を見つけ出す手法である
  • 半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として得られる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習する手法である
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半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である正解
解説

この事例では「正解付きと正解なしのデータを同時に活用するか」を確認すると、半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であるに絞れる。正解は「半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である」(誤り)である。半教師あり学習は、少量のラベル付きデータと大量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であり、設問の「大量のラベル付き・少量のラベルなし」という説明はラベル付き/ラベルなしの分量が逆になっている。教師あり学習・教師なし学習・強化学習の説明はいずれも正しい。半教師あり学習は、ラベル付け作業のコストを抑えながら大量の未ラベルデータも学習に活用できる点が実務上の利点とされる。

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53 ・ AIに知能をもたらす仕組み

ゲームAIが得点を報酬として受け取り、試行錯誤から勝ちやすい操作を獲得した。該当する学習方式の説明はどれか。

  • 大量の犬・猫の写真に「犬」「猫」というラベルを付けて学習させ、新しい写真を分類させる方法は、教師あり学習にあたる
  • ラベルのない大量の顧客データから、似た購買傾向を持つ顧客グループを自動的に見つけ出す方法は、教師なし学習にあたる
  • ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる
  • 少量のラベル付き画像と大量のラベルなし画像を組み合わせて分類モデルを学習させる方法は、半教師あり学習にあたる
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ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる正解
解説

この事例では「教師の正解ではなく環境からの報酬で学ぶか」を確認すると、ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたるに絞れる。正解は「ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる」(誤り)である。試行錯誤しながら報酬を手がかりに最適な行動を学習させる方法は強化学習にあたり、正解ラベルを用いて入力と正解の対応関係を学習する方法が教師あり学習である。設問の組み合わせは強化学習と教師あり学習を取り違えている。他の3つの組み合わせはいずれも正しい。強化学習と教師あり学習は、報酬を手がかりに試行錯誤するか、正解ラベルとの対応関係を学習するかという点で学習の仕組みが根本的に異なる。

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54 ・ AIに知能をもたらす仕組み

過学習を抑えるため、学習のたびにネットワーク内の一部の結合を一時的に使わない方法を採った。この手法の説明はどれか。

  • 過学習とは、訓練データに過剰に適合してしまい、未知のデータに対する予測精度が下がってしまう現象である
  • ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
  • 転移学習とは、ある課題を学習して得たモデルや知識を、別の関連する課題の学習に応用する手法である
  • 正則化とは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
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ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である正解
解説

この事例では「訓練時に一部のニューロンをランダムに無効化するか」を確認すると、ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称であるに絞れる。正解は「ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である」(誤り)である。ドロップアウトはニューラルネットワークの学習時に一部のノードを無効化し、過学習を抑える手法であり、設問の説明は正則化の定義をドロップアウトに誤って当てはめている。過学習・転移学習・正則化の説明はいずれも正しい。過学習を抑える手法にはドロップアウトや正則化など複数のアプローチがあり、それぞれ抑制の仕組みが異なる点に注意が必要である。

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55 ・ AIに知能をもたらす仕組み

ある入力信号を強く反映し、別の入力を弱く反映するよう更新されるニューラルネットワーク内の値は何か。説明を照合して選べ。

  • ニューラルネットワークとは、脳の神経細胞(ニューロン)とその結合(シナプス)の仕組みを模し、人工ニューロン(ノード)を多数つなぎ合わせて情報を処理するモデルである
  • ノーフリーランチ定理とは、「あらゆる問題に対して常に最良の性能を発揮する万能の機械学習アルゴリズムは存在しない」という考え方である
  • 重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである
  • 人工ニューロン(ノード)とは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである
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重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである正解
解説

この事例では「接続された入力の重要度を表す係数か」を確認すると、重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものであるに絞れる。正解は「重みとは、ニューラルネットワークを構成する最小単位で、脳の神経細胞を模して複数の入力を受け取り、それらを処理して次へ出力するものである」(誤り)である。重みは、ある人工ニューロン(ノード)から次のノードへ信号を伝えるときの結合の強さを表し、学習を通じて値が調整されていくものであり、設問の説明は人工ニューロン(ノード)の定義を重みに誤って当てはめている。ニューラルネットワーク・ノーフリーランチ定理・人工ニューロン(ノード)の説明はいずれも正しい。

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56 ・ AIに知能をもたらす仕組み

住宅価格の予測に床面積、築年数、駅距離を使う。これらを表す用語の正しい説明はどれか。

  • 学習済みモデルとは、大量のデータで訓練を終え、新しいデータに対して予測や分類を行えるようになったものである
  • 特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • ルールベースとは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • 機械学習とは、人間があらかじめ規則を細かく記述するのではなく、大量のデータから規則性やパターンをコンピュータ自身に学習させる仕組みである
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特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である正解
解説

この事例では「モデルの判断材料として与える特徴か」を確認すると、特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式であるに絞れる。正解は「特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である」(誤り)である。特徴量は、対象となるデータの中から予測や分類に役立つ性質を数値として取り出したものであり、設問の説明はルールベースの定義を特徴量に誤って当てはめている。学習済みモデル・ルールベース・機械学習の説明はいずれも正しい。特徴量とルールベースは、AIがどのように判断材料を得るかという点で異なる概念であり、混同されやすいため注意が必要である。

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57 ・ AIに知能をもたらす仕組み

画像の画素数が多すぎるため、主要な情報を保った少数の軸へ圧縮する。該当する手法の説明はどれか。

  • クラスタリングとは、データを互いに似た性質を持つもの同士でグループ(クラスタ)に分ける教師なし学習の手法である
  • 次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として与えられる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習していく手法である
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次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である正解
解説

この事例では「変数の数を減らしてデータを表現するか」を確認すると、次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法であるに絞れる。正解は「次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である」(誤り)である。次元削減は、データが持つ多数の特徴(変数)を、重要な情報をできるだけ保ったまま少ない数にまとめる教師なし学習の手法であり、設問の説明は教師あり学習の定義を次元削減に誤って当てはめている。クラスタリング・教師あり学習・強化学習の説明はいずれも正しい。次元削減は教師なし学習に分類される手法であり、正解ラベルを用いる教師あり学習とは学習の前提そのものが異なる。

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58 ・ AIの種類

顔認証だけを高精度に行えるが、翻訳や運転など別分野へ自律的に対応できないAIを分類したい。適切な説明はどれか。

  • 機械学習とは、人間があらかじめ規則を細かく記述するのではなく、大量のデータから規則性やパターンをコンピュータ自身に学習させる仕組みである
  • ディープラーニングとは、機械学習の手法の一つで、脳の神経回路を模したネットワークの層を深く重ねることにより、画像認識など複雑なパターンの認識を可能にした技術である
  • 弱いAI(ANI)とは、特定の作業だけでなく、人間のように分野を限定せず幅広い課題へ柔軟に対応できる、汎用的な能力を持つとされるAIである
  • 強いAI(AGI)とは、特定の作業だけでなく、人間のように分野を限定せず幅広い課題へ柔軟に対応できる、汎用的な能力を持つとされるAIである
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弱いAI(ANI)とは、特定の作業だけでなく、人間のように分野を限定せず幅広い課題へ柔軟に対応できる、汎用的な能力を持つとされるAIである正解
解説

この事例では「特定の課題に能力が限定されたAIか」を確認すると、弱いAI(ANI)とは、特定の作業だけでなく、人間のように分野を限定せず幅広い課題へ柔軟に対応できる、汎用的な能力を持つとされるAIであるに絞れる。正解は「弱いAI(ANI)とは、特定の作業だけでなく、人間のように分野を限定せず幅広い課題へ柔軟に対応できる、汎用的な能力を持つとされるAIである」(誤り)である。弱いAI(ANI)は、画像認識や将棋など特定の領域・課題に限って能力を発揮するAIであり、設問の説明は強いAI(AGI)の定義を弱いAIに誤って当てはめている。機械学習・ディープラーニング・強いAIの説明はいずれも正しい。弱いAIと強いAIの違いは、対応できる課題の範囲が特定領域に限られるか、分野を限定せず汎用的に対応できるかという点にある。

content/gen-ai-passport/questions/sample-questions.json 内の既存問題(gaip-ch1-004/007/026/028)の定義との整合性確認

59 ・ AIの歴史

医師の知識をルールとして蓄積し、症状から候補疾患を推論する仕組みを説明する用語はどれか。

  • エキスパートシステムとは、迷路やパズルなどで考えられる選択肢を順にたどり、ゴールへの道筋を見つける手法である
  • ディープラーニングとビッグデータとは、現在まで続く第三次AIブームを支えた中心的な要素である
  • 探索とは、迷路やパズルなどで考えられる選択肢を順にたどり、ゴールへの道筋を見つける手法である
  • AIの冬とは、AIへの過度な期待が満たされず、研究資金や社会的な関心が大きく落ち込んで、研究開発が停滞してしまった時期である
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エキスパートシステムとは、迷路やパズルなどで考えられる選択肢を順にたどり、ゴールへの道筋を見つける手法である正解
解説

この事例では「専門家の知識を知識ベースと推論へ利用するか」を確認すると、エキスパートシステムとは、迷路やパズルなどで考えられる選択肢を順にたどり、ゴールへの道筋を見つける手法であるに絞れる。正解は「エキスパートシステムとは、迷路やパズルなどで考えられる選択肢を順にたどり、ゴールへの道筋を見つける手法である」(誤り)である。エキスパートシステムは専門家の知識をルールとして取り込み推論を行う仕組みであり、設問の説明は第一次AIブームの中心技術である探索の定義をエキスパートシステムに誤って当てはめている。ディープラーニングとビッグデータ・探索・AIの冬の説明はいずれも正しい。エキスパートシステムは第二次AIブームの中心技術であり、探索を中心とした第一次AIブームとは時期・技術の両面で異なる。

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60 ・ AIの歴史

画像認識精度の飛躍をビッグデータとディープラーニングが支えた時期を、AIブームの流れから判断したい。正しい説明はどれか。

  • 迷路やパズルの解き方を探索するコンピュータが注目を集めたのは、第一次AIブームである
  • 医療診断など専門家の知識をルール化したエキスパートシステムが注目を集めたのは、第二次AIブームである
  • ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである
  • 期待が満たされず研究資金や社会的関心が落ち込む「AIの冬」が、各ブームの間に存在した
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ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである正解
解説

この事例では「ディープラーニングが中心となった第三次AIブームか」を確認すると、ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームであるに絞れる。正解は「ビッグデータとディープラーニングにより画像認識の精度が飛躍的に向上したのは、第一次AIブームである」(誤り)である。ビッグデータとディープラーニングにより画像認識等の精度が飛躍的に向上したのは第三次AIブームであり、第一次AIブームの中心は迷路やパズルの解き方を探す探索であった。設問の組み合わせは第三次AIブームと第一次AIブームを取り違えている。他の3つの説明はいずれも正しい。各AIブームは技術の中心が異なり、第一次は探索、第二次はエキスパートシステム、第三次はディープラーニングとビッグデータが特徴である。

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61 ・ AIに知能をもたらす仕組み

医療画像の一部だけに診断ラベルがあり、残りの未ラベル画像も学習へ使う。方式を特定する説明はどれか。

  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する手法である
  • 教師なし学習とは、正解ラベルのないデータから、データ自体に潜むパターンや構造を見つけ出す手法である
  • 半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として得られる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習する手法である
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半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である正解
解説

この事例では「ラベルの有無が混在するデータを用いるか」を確認すると、半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であるに絞れる。正解は「半教師あり学習とは、大量のラベル付きデータと少量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法である」(誤り)である。半教師あり学習は、少量のラベル付きデータと大量のラベルなしデータを組み合わせて学習する手法であり、設問の「大量のラベル付き・少量のラベルなし」という説明はラベル付き/ラベルなしの分量が逆になっている。教師あり学習・教師なし学習・強化学習の説明はいずれも正しい。半教師あり学習は、ラベル付け作業のコストを抑えながら大量の未ラベルデータも学習に活用できる点が実務上の利点とされる。

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62 ・ AIに知能をもたらす仕組み

配送AIが遅延には負の報酬、定刻到着には正の報酬を受けて行動を選ぶ。この方式の説明はどれか。

  • 大量の犬・猫の写真に「犬」「猫」というラベルを付けて学習させ、新しい写真を分類させる方法は、教師あり学習にあたる
  • ラベルのない大量の顧客データから、似た購買傾向を持つ顧客グループを自動的に見つけ出す方法は、教師なし学習にあたる
  • ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる
  • 少量のラベル付き画像と大量のラベルなし画像を組み合わせて分類モデルを学習させる方法は、半教師あり学習にあたる
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ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる正解
解説

この事例では「報酬を最大化する行動を試行錯誤で学ぶか」を確認すると、ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたるに絞れる。正解は「ロボットに試行錯誤させながら、成功したら報酬を与えて最適な動作を学習させる方法は、教師あり学習にあたる」(誤り)である。試行錯誤しながら報酬を手がかりに最適な行動を学習させる方法は強化学習にあたり、正解ラベルを用いて入力と正解の対応関係を学習する方法が教師あり学習である。設問の組み合わせは強化学習と教師あり学習を取り違えている。他の3つの組み合わせはいずれも正しい。強化学習と教師あり学習は、報酬を手がかりに試行錯誤するか、正解ラベルとの対応関係を学習するかという点で学習の仕組みが根本的に異なる。

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63 ・ AIに知能をもたらす仕組み

モデルの汎化性能を上げるため、訓練中だけネットワークのユニットをランダムに省く。この方法の説明はどれか。

  • 過学習とは、訓練データに過剰に適合してしまい、未知のデータに対する予測精度が下がってしまう現象である
  • ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
  • 転移学習とは、ある課題を学習して得たモデルや知識を、別の関連する課題の学習に応用する手法である
  • 正則化とは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である
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ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である正解
解説

この事例では「共適応を抑えるため一部ユニットを一時的に除外するか」を確認すると、ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称であるに絞れる。正解は「ドロップアウトとは、モデルが複雑になりすぎないように制約(ペナルティ)を加え、過学習を抑えることを狙う手法の総称である」(誤り)である。ドロップアウトはニューラルネットワークの学習時に一部のノードを無効化し、過学習を抑える手法であり、設問の説明は正則化の定義をドロップアウトに誤って当てはめている。過学習・転移学習・正則化の説明はいずれも正しい。過学習を抑える手法にはドロップアウトや正則化など複数のアプローチがあり、それぞれ抑制の仕組みが異なる点に注意が必要である。

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64 ・ AIに知能をもたらす仕組み

故障予測へ温度と振動を渡すとき、この2項目が該当する概念の正しい説明はどれか。

  • 学習済みモデルとは、大量のデータで訓練を終え、新しいデータに対して予測や分類を行えるようになったものである
  • 特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • ルールベースとは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である
  • 機械学習とは、人間があらかじめ規則を細かく記述するのではなく、大量のデータから規則性やパターンをコンピュータ自身に学習させる仕組みである
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特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である正解
解説

この事例では「データから予測に有用な性質を数値として表したものか」を確認すると、特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式であるに絞れる。正解は「特徴量とは、データから規則性を学ばせるのではなく、人間が「この条件のときはこう動く」という規則をあらかじめ細かく記述しておくことでAIを機能させる方式である」(誤り)である。特徴量は、対象となるデータの中から予測や分類に役立つ性質を数値として取り出したものであり、設問の説明はルールベースの定義を特徴量に誤って当てはめている。学習済みモデル・ルールベース・機械学習の説明はいずれも正しい。特徴量とルールベースは、AIがどのように判断材料を得るかという点で異なる概念であり、混同されやすいため注意が必要である。

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65 ・ AIに知能をもたらす仕組み

多数のアンケート項目を少数の合成変数へ集約して可視化したい。該当する手法の説明はどれか。

  • クラスタリングとは、データを互いに似た性質を持つもの同士でグループ(クラスタ)に分ける教師なし学習の手法である
  • 次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 教師あり学習とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である
  • 強化学習とは、明確な正解データを与える代わりに、行動の結果として与えられる報酬を手がかりに、より多くの報酬を得られる行動を試行錯誤しながら学習していく手法である
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次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である正解
解説

この事例では「情報を圧縮しながら次元数を減らすか」を確認すると、次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法であるに絞れる。正解は「次元削減とは、あらかじめ正解(ラベル)が与えられたデータを用いて、入力と正解の対応関係を学習する機械学習の手法である」(誤り)である。次元削減は、データが持つ多数の特徴(変数)を、重要な情報をできるだけ保ったまま少ない数にまとめる教師なし学習の手法であり、設問の説明は教師あり学習の定義を次元削減に誤って当てはめている。クラスタリング・教師あり学習・強化学習の説明はいずれも正しい。次元削減は教師なし学習に分類される手法であり、正解ラベルを用いる教師あり学習とは学習の前提そのものが異なる。

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