科学 マクスウェルの悪魔：150年前の思考実験が現代科学を変える
はじめに：永久機関は作れるのか？「永久に動き続ける機械」を想像したことはありませんか？1867年、イギリスの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが、そんな夢のような装置を考案しました。それが「マクスウェルの悪魔」と呼ばれる思考実験です...
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科学 ダニエル電池とは？
みなさんは「電池」と聞いて何を思い浮かべますか？スマホのバッテリー？それとも単三電池？実は、約200年前に発明されたダニエル電池が、現代の電池技術の基礎を作ったんです。この電池がなければ、世界中に電報を送ることもできなかったし、電気の研究も...
AI ミニバッチSGDとは？機械学習の学習効率を劇的に高める最適化手法
機械学習やディープラーニングを勉強していると、「ミニバッチSGD」という言葉に出会うことがあります。「SGD？ミニバッチ？何だか難しそう…」と感じるかもしれませんね。でも実は、ミニバッチSGDは現代の機械学習において最も基本的で重要な学習手...
科学 Hz（ヘルツ）とは？周波数の単位を身近な例でわかりやすく解説！
「モニターは144Hzがいいらしい」「Wi-Fiには2.4GHzと5GHzがある」「この音は440Hzのラの音だよ」普段の生活で「Hz（ヘルツ）」という単位を見たり聞いたりすることって、意外と多いですよね。でも、実際に何を表しているのか、ち...
AI Adagradとは？学習率を自動調整する最適化アルゴリズムを解説
機械学習の最適化手法を調べていると、Adagrad（アダグラッド）という名前を目にすることがあります。「Adamは知ってるけど、Adagradって何？」「名前が似てるけど、どう違うの？」実は、Adagradは学習率を自動的に調整してくれる画...
AI AIモメンタムとは？機械学習を高速化する最適化手法をわかりやすく解説
機械学習やディープラーニングを学んでいると、モメンタム（Momentum）という言葉に出会うことがあります。「モメンタムって、物理の勢いのこと？」「AIの学習と何の関係があるの？」実は、AIの学習を効率化する重要な技術の1つが、このモメンタ...
AI RMSpropとは？機械学習の学習を効率化する最適化アルゴリズムを徹底解説
ニューラルネットワークを学習させるとき、「学習率」という重要なパラメータがあります。学習率が大きすぎると学習が不安定になり、小さすぎると学習が遅くなる。この調整が難しいんですよね。そこで登場したのがRMSprop（Root Mean Squ...
AI 勾配消失・爆発とは？ニューラルネットワークの学習を妨げる問題を徹底解説
ニューラルネットワークを深く（層を多く）すると、より複雑なパターンを学習できるはずなのに、なぜか学習がうまく進まないことがあります。実は、層を深くすればするほど、勾配消失や勾配爆発という問題が起きやすくなるんです。勾配消失（Gradient...
AI AIのオーバーフロー・アンダーフローとは？数値計算の問題を徹底解説
AIや機械学習のモデルを動かしていると、突然エラーが出たり、計算結果が「NaN（Not a Number）」や「inf（無限大）」になったりすることがあります。これらの多くは、オーバーフローやアンダーフローという数値計算の問題が原因なんです...
AI 多クラス分類とは？機械学習で3つ以上に分ける仕組みを徹底解説
スマートフォンで写真を撮ると、自動的に「人物」「風景」「食べ物」「ペット」などのカテゴリーに分類されることがありますよね。また、手書きの数字を読み取るとき、AIは「0」から「9」までの10種類の中から正しい数字を判断しています。このように、...
AI 2値分類とは？機械学習の基本を初心者にも分かりやすく徹底解説
メールを開いたとき、自動的に「迷惑メール」と「通常メール」に振り分けられている。病院で検査を受けると「陽性」か「陰性」かが判定される。銀行でローンを申し込むと「承認」か「却下」かが決まる。これらはすべて2値分類（Binary Classif...
AI Swish（SiLU）とは？Googleが開発した次世代の活性化関数を徹底解説
ディープラーニングの世界では、活性化関数の選択がモデルの性能を大きく左右します。長年主流だったReLUを超える性能を目指して、Googleが開発したのがSwish（スウィッシュ）という関数です。Swishはx × sigmoid(x)という...
AI tanh（ハイパボリックタンジェント）とは？機械学習で使われる重要な関数を徹底解説
機械学習やディープラーニングを学んでいると、「tanh（タンエイチ、ハイパボリックタンジェント）」という関数に出会うことがあります。これは活性化関数と呼ばれる重要な数学関数の1つで、ニューラルネットワークの性能を左右する要素なんです。特に自...
AI ELU（Exponential Linear Unit）とは？ReLUを超える滑らかな活性化関数を徹底解説
ディープラーニングの活性化関数といえば、ReLUが有名ですよね。しかし、ReLUには「Dying ReLU問題」という弱点があります。そこで登場したのが、ELU（Exponential Linear Unit：指数線形ユニット）という活性化...