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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月22日(水)10時40分20秒
返信・引用
  (15)流行り廃りを繰り返したニューラルネットワーク。1~5

  4、パーセプトロンの終焉と復活。

パーセプトロンはいかにも「なんでも学習できそう」という万能感があって、
ものすごく優れた方法に見えました。実際にパーセプトロンはとても流行したのですが、
すぐにパーセプトロンでは理論的に学習できない問題が存在することが分かり、
しかも悪いことに世の中の解きたい問題は大抵パーセプトロンでは、
解けないタイプの問題であることも分かりました。具体的には、
教師あり学習を説明した第13回で触れた、「線形分離可能な問題」しか解けなかったのです。
そんなわけで期待していたほどの活躍ができないパーセプトロンの研究は、
その後すっかり廃れてしまいました注2)。

注2)実はパーセプトロンは完全に廃れたわけではなく、
     今でもパーセプトロンに似たアルゴリズムが現役で活躍しています。
     というのも、ある種のデータは線形分類器でも十分な精度が出ることが分かったり、
     線形分類器は過学習しにくいことや学習が早く簡単なこと、カーネルトリックによって、
     非線形分離可能にすることができるなどの利点から、色々な応用例が出てきたためです。

約30年後の1986年、今度はラメルハート(David E. Rumelhart)らによって、
多層にしたパーセプトロンを学習させる方法としてバックプロパゲーション、
(Backpropagation、誤差逆伝播法、BP)が発表されました。
多層パーセプトロンは図5のように2つのパーセプトロンを合体したような形をしており、
真ん中の層を隠れ層(hidden layer)と呼びます。

図5、多層パーセプトロン。

実はこのように隠れ層を入れるだけで、先ほどの「線形分離可能な問題しか解けない」という、
制限を突破して、非線形分離可能なモデルになります。
単純パーセプトロンは重みを調整しなければならないところが1層だけなので、
どれくらい調整すればよいかが簡単に求まるのですが、図5のように2層以上あると、
それぞれの層でどれくらい値を調整すればいいのか決めるのが難しいという問題がありました。
BPはこの問題に対してうまく重みを調整できる方法を提案し、
3層構造でも学習可能になったのです注3)。

注3)この説明は簡略化した要約で、かなり正確さが犠牲になっています。
     BPのアルゴリズムについては様々な解説があるので、興味のある方はぜひ調べてみてください。

※ 次回は … 5、さらに多層にすると問題が。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月22日(水)08時03分2秒
返信・引用
  (116)Windowsのローカルアカウントは、なくなったの? 1~5

  3、ローカルアカウントを作成する。

Windows 7から無償アップグレードしたのではなく、Windows 10がプリインストールされた、
パソコンを新規購入した場合や、Windows 7のPCをWindows 10へクリーンインストールした場合、
インターネットに接続してセットアップを始めると、Microsoftアカウントを要求する。
もし、ローカルアカウントを作成したいなら、
インターネットに接続しない状態でセットアップを始めることをお勧めする。

なぜなら、インターネットに接続せずにセットアップを始めると、
「簡易設定」を選択後すぐにローカルアカウントの作成画面に切り替わるからだ(図3)。

図3、「ローカルアカウントの作成」画面。
     ローカルアカウントでWindows 10を使いたいときは、
     インターネットに接続せずに、セットアップ作業を行う。

もちろん、インターネットに接続した状態でセットアップを始めて、
Microsoftアカウントのサインイン画面が現れた場合でも、慌てることはない。
Microsoftアカウントのサインイン画面で、「この手順をスキップする」をクリックすれば、
ローカルアカウントの作成画面に切り替えることができる(図4)。

図4、ローカルアカウント作成へ切り替える。
     インターネットと接続した状態でセットアップを始めると、
     Microsoftアカウントのサインイン画面になる。
     ここで「この手順をスキップする」をクリックすれば、
     ローカルアカウントの作成画面に切り替えることができる。

※ 次回は …4、ユーザーアカウントの種類を確認する。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月21日(火)08時58分44秒
返信・引用 編集済
  (15)流行り廃りを繰り返したニューラルネットワーク。1~5

  3、入出力の関係を学習。

こんな足し算と掛け算しかできない素子が何の役に立つのかと思われるかもしれませんが、
形式ニューロンは非常に優れた挙動を示します。
1957年にローゼンブラット(Frank Rosenblatt)は、形式ニューロンを参考に、
「パーセプトロン」を提案しました。
図4のように入力層と出力層から成る単純なパーセプトロンを考えると、
形式ニューロンと同様に、それぞれの入力xに重みを掛けて足し合わせた値を出力します。
こうした構造をとることで、入力と出力のペアを学習できることを示しました。

図4、単純パーセプトロン。

例えば、2つの入力と1つの出力のパーセプトロンがあるとします。
入力として1と2を、出力として両者を足した3を与えて、
この関係が成り立つように重みを変更(学習)します。次に、入力にまた適当な数、
たとえば3と5、出力に両者を足した8を与えて学習させます。
色々な数でパーセプトロンを学習させたあとに、
学習に使わなかった数、たとえば1と5を入力すると、6を出力するようになるのです注1)。

注1)ここでは任意の自然数を与えているかのように書いていますが、
     実際はパーセプトロンの場合は0以上1以下の値しか与えられないので、
     適当に正規化する必要があります。

つまり、パーセプトロンは「足し算」を学習したことになります。
これはまさに、第13回で示した教師あり学習の実例です。
もちろん、パーセプトロンに引き算など他の計算を学習させることもできます。
出力も2つにして、一方は足し算の結果が、
もう片方は引き算の結果が出てくるように学習させることだってできるのです。

※ 次回は … 4、パーセプトロンの終焉と復活。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月21日(火)08時02分14秒
返信・引用
  (116)Windowsのローカルアカウントは、なくなったの? 1~5

   2、Microsoftアカウントの必要性。

Windows 8がMicrosoftアカウントを採用した最大の理由は、タブレット端末への対応にある。
そもそもWindows 8は、タブレット用に最適化されたアプリケーション、
「Windowsストアアプリ」によってその真価を発揮するように作られているが、
Windowsストアアプリの配布方法を従来のWindowsアプリケーションと同じにしてしまうと、
セキュリティや課金の問題がクリアできない。
そこで、Appleの「App Store」やGoogleの「Google Play」のように、
Microsoftが運営する「ストア」からのみ「Windowsストアアプリ」がインストールできるようにして、
ユーザーに「Windowsストア」へのアカウント登録を促す戦略を取った。

そこで、登場するのが「Microsoftアカウント」だ。

現在の「Windows Live ID」を「Microsoftアカウント」としてOSのアカウントに流用すれば、
OSと「Windowsストア」のアカウントが共有でき、Microsoftがアカウントを集中管理できる。
クラウドでアカウントが共有できれば、
例えばサインインするパソコンが複数あっても設定を同期できるし、
「OneDrive」のようなクラウドストレージをシームレスに扱うことも可能だ。

このような理由で、Windows 10においても「Microsoftアカウント」が、
アカウントのデフォルトになっている(図2)。

図2、セットアップ時のサインイン画面。
     Windows 10がプリインストールされたパソコンや、クリーンインストールしたパソコンを、
     インターネットに接続してセットアップを始めると、
     Microsoftアカウントのメールアドレスとパスワードによるサインインが求められる。

※ 次回は … 3、ローカルアカウントを作成する。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月20日(月)15時48分43秒
返信・引用
  (15)流行り廃りを繰り返したニューラルネットワーク。1~5

  2、なお、形式ニューロンの場合、普通は入力も0、1で、
                                  出力も0、1です(入力の合計値や閾値は実数)。

ただし、後で紹介するニューラルネットワークでは入出力とも実数であることが多いので、
そのように紹介しました。形式ニューロンの入出力を0と1に固定した理由は、
ニューロンの発火モデル(発火するかしないかのどちらかの振る舞いしかしない)を、
導入したかったためでしょう。

実際の神経細胞(ニューロン)はもっと複雑で、図2のようになっています(第3回参照)。
いくつかの樹状突起(入力)が細胞体に入っていき、
細胞体から1本の軸索(出力)があるという意味では両者はよく似ていると言えますが、
言うまでもなく形式ニューロンは神経細胞をかなり簡略化したもので、
生理学的な根拠は大幅に削られています。

図2、神経細胞の構。

実際の神経細胞は挙動も、もっと複雑です。樹状突起から入力刺激が入ってくると、
細胞体の内部で図3に示すような電位が発生し、その値が閾電位を超えると突然電位が急上昇します。
これをニューロンの発火といいます。発火するかしないか(全か無か)の2パターンの、
振る舞いをするという意味では、形式ニューロンは実際の神経細胞に似ています。

図3、神経細胞の活動電位。

※ 次回は … 3、入出力の関係を学習。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月20日(月)15時07分25秒
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  (116)Windowsのローカルアカウントは、なくなったの? 1~5

  1、Windows 7 から無償アップグレードすると、
                         ローカルアカウントはそのまま引き継がれる。

つまり、Windows 10 でもローカルアカウントは利用できるのだが、
Windows 10をプリインストールしたパソコンや、クリーンインストールしたパソコンを、
インターネットに接続して起動すると、セットアップで「Microsoftアカウント」による、
サインインが求められる。そこには「ローカルアカウントの作成」という項目は見当たらない。

そこで今回は、Windows 10におけるアカウントの扱いと、その作成方法について紹介する。

Θ Microsoftアカウントとは何か。
Windows 7ユーザーにとって、OSにログオンするためのアカウントは、
そのパソコン固有の「ローカルアカウント」が基本であり、
その他には「Active Directory」に参加するためのドメインアカウントがあるだけだった。
ところが、Windows 8以降、新たに「Microsoftアカウント」で、
ログオン(Windows 8以降は「サインイン」と呼ぶ)が可能になった。

Microsoftアカウント自体は、特に新しいものではない。Outlook.comやXboxサービスなど、
マイクロソフトのクラウドサービスを利用するときに必要な「Windows Live ID」が、
その前身である。つまり、Microsoftアカウント自体は、Windowsと直接関係があるわけでなく、
Windows以外のOSでも、Microsoftアカウントを登録し取得することが可能だ(図1)。

図1、Microsoftアカウントへの登録。
     Microsoftアカウント自体はマイクロソフトが運営するクラウドサービスのアカウントだ。
     したがって、OSに関係なくMicrosoftアカウントのサイトから。登録、取得が可能だ。

※ 次回は … 2、Microsoftアカウントの必要性。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月19日(日)13時25分58秒
返信・引用
  (15)流行り廃りを繰り返したニューラルネットワーク。1~5

  1、今回はニューラルネットワークを扱います。

今回はニューラルネットワークを扱います。ニューラルネットワークはかなり歴史が古く、
流行ったり廃れたりを繰り返しながら少しずつ進歩を遂げてきました。
今日では、ディープラーニング(深層学習)によって幅広い層にその存在を知られるようになり、
一躍最新のアルゴリズムへと進化しました。
ここではそんなニューラルネットワークについて見ていきましょう。
なお、この内容は以前のブログ「人工知能はDeep Learningによって成されるのか?」でも、
触れているので興味があれば併せて御覧ください。

Θ 神経細胞を模倣した形式ニューロン。
脳が神経細胞のネットワークによって成り立っていることから、
これを模倣することで高度な情報処理ができるのではないかと予想するのは自然な流れといえます。
マッカロック(Warren S. McCulloch)とピッツ(Walter Pitts)は、
1943年に図1に示すような入出力関係を持つ「形式ニューロン(formal neuron)」を提案しました1)。
マッカロックは神経生理学者、ピッツは数学者であり、異業種のコラボによって生まれたアイデアです。

図1、形式ニューロン。

図1の見方は簡単です。丸で表されたニューロンに入力信号xが3つあり、
それぞれの入力信号に対して重みwを掛け算した上で合計し、
合計値が閾値θを超えていれば出力は1、そうでなければ出力は0となります。
例えば、入力が1、2、3、重みが0.5、0.7、0.9だとすると、
1×0.5+2×0.7+3×0.9=4.6と計算して、閾値と比較するわけです。
やっていることは掛けて足して比較するだけの簡単なモデルです。

※ 次回は … 2、なお、形式ニューロンの場合、普通は入力も0、1で、
                                  出力も0、1です(入力の合計値や閾値は実数)。です
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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月19日(日)06時55分19秒
返信・引用
  (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5

  5、Windows 10の初期設定をする。

Windows 10のインストールが完了すると「すぐに使い始めることができます」画面になるので、
[簡易設定を使う]ボタンをクリックする。「このPCは誰が所有していますか?」画面では、
「私が所有しています」を選択して[次へ]ボタンをクリックする。
Active Directoryのドメインへ参加する場合は、「自分の組織」を選択する。
「自分用にセットアップする」画面に切り替わるので、
今回はすでに登録済みのMicrosoftアカウントを入力している(図8)。

図8、Windows 10の初期設定をする。
     Windows 10のインストールが完了すると「すぐに使い始めることができます」画面になるので、
     [簡易設定を使う]→「私が所有しています」→Microsoftアカウントのメールアドレスと、
     パスワード→ 「この手順をスキップする」の順に選択と入力を行う。
     Microsoftアカウントでは、OneDriveの紹介→Cortanaの紹介と続くので、
     [次へ]ボタンで進めるとWindows 10のロック画面→サインイン画面へと移行することができる。

Microsoftアカウントの取得方法やローカルアカウントでのサインインの方法は、
次に紹介する「Windowsのローカルアカウントは、なくなったの?」を参照いただきたい。
Microsoftアカウントによるサインインに成功すると、「PINのセットアップ」画面になる。
今回は「この手順をスキップする」をクリックして次へ進む。

Microsoftアカウントでサインインした場合は、
OneDriveの紹介「どこでもファイルにアクセス」になるので、[次へ]ボタンをクリックする。
最後に、Cortanaの紹介になるので[Cortanaを使う]ボタンをクリックすれば、
初期設定はすべて完了だ。しばらくすると、Windows 10のロック画面になり、
画面をクリックするとWindows 10のサインイン画面へ移行することができる。

※ 次回は、(115)が、終わりですので、、、
           (116)Windowsのローカルアカウントは、なくなったの? 1~5
             1、Windows 7 から無償アップグレードすると、
                         ローカルアカウントはそのまま引き継がれる。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月18日(土)15時20分34秒
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  (14)環境とのやりとりから学ぶ強化学習。1~4

  4、Q 学習は、最も一般的に用いられるアルゴリズムで、考え方も簡単です。

状態sと行動aと「状態sのときに行動aをしたときにどれくらい良さそうか」を、
表す関数Q(s、a)の3つを考えます。最初は、どのsやaに対応するQ(s、a)も、
同じ値かランダムな値にしておきます。さまざまな状態の下で色々な行動をする中で、
sとaがある条件のときに報酬が得られたら、この条件に対応するQ(s、a)の値を更新します。
図2の例で言えば、「ブザーが鳴ったときにレバーを引いたらジュースがもらえた」とすると、
Q(ブザーが鳴っている、レバーを引く)の値を大きくします。

その後も、「基本はランダムに動くけど、Q値が高い状態と行動の組み合わせが可能なら、
そっちを優先する」ような行動を取り続けると、Q値がどんどん更新されていきます。
この結果、最終的にはより高い報酬につながる行動を選べるようになる、
すなわち良い方策が得られるというわけです。

Actor-Criticは他の様々なアルゴリズムとはちょっと性質が違って、
行動を決める(方策に従う)Actorと、
今の状態がどれくらい良さそうか注4)を決めるCriticという2つの要素を組み合わせています。

注4)具体的にはTD(Temporal Difference、時間差分)誤差を計算します。

この方法が非常に優れている点は、行動が連続値を取る場合でも自然に計算できる点です。
どういうことかというと、先ほどのQ学習は、チェスのように「このコマをここに動かす」と、
いった離散的で有限個しかない行動は簡単に扱えるのですが注5)、
「身体の向きを◯度回転させる」のような連続的な行動の場合だと無数の行動を想定できるため、
扱いが難しくなります注6)。Actor-Criticでは、正規乱数を使って、
Actorが行動をランダムに選択することで、この難点を回避します。
Criticは、正規乱数の平均や標準偏差を調整して、Actorが取る行動を変化させていきます。

注5)実際には、チェスの場合は離散的であっても、
     ものすごく状態数が多いので結局扱いきれず、別途回避策を取ります。
注6)例えば行動の空間を圧縮したり離散化したりして扱いやすくしてからQ学習する方法もあります。
     というか、それが一般的です。

以上、非常にざっくりとした説明でしたが、「強化学習とは何か」に、
ついてはお分かりいただけたかと思います。こうしてみると、生き物の行動はかなり強化学習で、
説明できる感じがしますよね。ロボットに強化学習の機能をもたせるだけで、
ずいぶん知的に動いてくれる気がします。もちろん実際はそんなに簡単な話ではないのですが…。

果たして、動物の脳では本当に強化学習をしているのでしょうか? しているとしたら、
どのようなアルゴリズムを採用しているのでしょうか?
Q 学習やActor-Criticが使われているのでしょうか?
これらの点に関しては、また後日見ていきましょう。

※ 次回は、(14)が、終わりですから、、、
           (15)流行り廃りを繰り返したニューラルネットワーク。1~5
             1、今回はニューラルネットワークを扱います。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月18日(土)14時33分54秒
返信・引用 編集済
  (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5

  4、Windows 10 をクリーンインストールする。

Windows 10のISOイメージが作成できたら、
ISOファイルを右クリックしてDVDを作成し、そのDVDでパソコンを起動する。
通常、起動ドライブはハードディスクやSSDが優先なので、
起動ドライブとしてDVDドライブを優先にすると起動できる。
起動ドライブの変更方法は、パソコンによって異なるので、取説やネットで検索して調べてほしい。

インストールDVDから起動できると、Windowセットアップが起動する。
最初に、言語やキーボードの種類を選択できる画面になるが、通常デフォルトのままで問題ない。
[次へ]ボタンをクリックすると、[今すぐインストール]ボタンが現れるのでクリックする。
「Windows ライセンス認証」画面では、プロダクトキーを入力する画面が表示されるので、
Windows 7のプロダクトキーを入力する。
[次へ]ボタンをクリックすると「ライセンス条項」の画面になるので、
[同意します]にチェックを入れ、[次へ]ボタンをクリックする(図6)。

図6、インストールメディアで起動する。
     Windows 10のインストールメディアから起動すると、
     最初にWindowセットアップの画面になる。
     言語やキーボードの種類を確認して[次へ]ボタンをクリックすると、
     [今すぐインストール]ボタンが現れるのでクリックする。
     「Windows ライセンス認証」画面でWindows 7のプロダクトキーを入力し、
     [次へ]ボタンをクリックすると、
     「ライセンス条項」画面になるので[同意します]にチェックを入れる。

インストールメディアでは、アップグレードとカスタムが選択できるので、
クリーンインストールの場合は「カスタム:Windowsのみをインストールする」を選択する。
「Windowsのインストール場所を選んでください」画面になるので、現在Windows 7が、
インストールされているパーティションを[削除]ボタンをクリックして削除する。
当然だが、この作業をするとシステムイメージのバックアップなしには、
Windows 7へ戻せないので注意してほしい。
削除を確認したら[次へ]ボタンをクリックすると、Windows 10のインストールが始まる(図7)。

図7、新しいパーティションにインストールする

インストールメディアでは、アップグレードとカスタムが選択できるが、
クリーンインストールは「カスタム」で行う。
「Windows のインストール場所を選んでください」画面になるので、
[削除]ボタンでWindows 7がインストールされているパーティションを削除し、
[次へ]ボタンをクリックして進めると、Windows 10のインストールが始まる。

※ 次回は … 5、Windows 10の初期設定をする。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月17日(金)16時09分28秒
返信・引用
  (14)環境とのやりとりから学ぶ強化学習。1~4

  3、環境と行動のペアを記憶。

では、このような学習方法をどのようにコンピュータで実現すればよいでしょうか?
強化学習には様々な手法がありますが、ほとんどのアルゴリズムは以下のような流れになります。

(1)最初は何をしたらいいか分からないので、とにかくランダムに動いてみる
(2)報酬が与えられたら、「どのような状態のとき」「何をした」らそうなったのかを、
    「このとき、こうしたら、良いことがあった」と記憶する。
     負の報酬(良くないこと)が起きた場合も同様に「このとき、
     こうしたら、悪いことがあった」と覚えておく。
(3)次からは、ランダムさは残しつつ記憶を頼りに良い結果になりそうな行動もしてみる。
(4)良い結果になりそうな行動をしてみて、予想通り報酬が受け取れたら、
     また「どのような状態のとき」「何をしたか」を覚える(あるいは強化する)。

このようにしてたくさん経験を積むことで「こういうときに、こうすれば、
良いことが起きる」という、環境と行動のペアが得られます。
これを元に、報酬が最大化されるような方策を得るというのが基本的な考えです。

Θ 代表的な2つの手法。
実際には、報酬が得られるまでに時間の遅れがあったりしますので、
もうちょっと複雑なアルゴリズムになります。ここでは、特に有名かつ現在もよく用いられている
、強化学習の代表的な2つの手法、Q学習とActor-Criticを紹介します。

※ 次回は … 4、Q学習は、最も一般的に用いられるアルゴリズムで、考え方も簡単です。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月17日(金)07時53分4秒
返信・引用
  (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5

  3、ツールをダウンロードする。

クリーンインストールを行うには、最初にツールをダウンロードする必要がある。
このツールは、マイクロソフトの「ソフトウエアのダウンロード」サイトを開き、
「USB、DVDまたはISOの作成が必要な場合」の場所にある、
[ツールを今すぐダウンロード]ボタンをクリックする。
すると、メディア作成用の「MediaCreationTool.exe」がダウンロードできる(図4)。

図4、「MediaCreationTool.exe」をダウンロードする。
     クリーンインストール用のツールをダウンロードするには、マイクロソフトの、
     「ソフトウエアのダウンロード」サイトを開き、「USB、DVDまたはISOの作成が、
     必要な場合」にある[ツールを今すぐダウンロード]ボタンをクリックして、
     メディア作成用のツールである「MediaCreationTool.exe」をダウンロードする。

MediaCreationTool.exeを起動すると、最初にライセンス条項の画面になるので、
[同意する]ボタンをクリックする。「実行する操作を選んでください」画面に切り替わるので、
「他のPC用にインストールメディアを作る」を選択し[次へ]ボタンをクリックする。
ダウンロードする「Windows 10」の言語、エディション、アーキテクチャを選択する。
通常「このPCにお勧めのオプションを使う」にチェックを入れるだけでよいはずだ。
このチェックを外すと、言語、エディション、アーキテクチャが、可能な範囲で選択できるようになる。

続いてインストールメディアの種類を選択する。
今回はDVDを作成するため「ISOファイル」を選択したが、光学メディアドライブのない、
PCではUSBメモリー(USBフラッシュドライブ)を選択した方が便利だ。
なお、インストールメディアを作成するには、4GB以上の空き領域がある書き込み可能なDVD、
もしくはUSBメモリーが必要になる。
メディア内にあるデータはすべて削除されるので注意いただきたい。メディアを選んだら、
[次へ]ボタンをクリックするとダウンロードが始まり、ファイルの検証後、
指定したフォルダーやUSBメモリーにISOイメージが出力される(図5)。

図5、MediaCreationToolでメディアを作成する。
     インストールメディアを作るには、MediaCreationToolを起動して、
     ライセンス条項に[同意する]をクリックし、次へ進む。
     「他の PC 用にインストール メディアを作る」を選択し、
     「このPCにお勧めのオプションを使う」をチェックする。作成するメディアを選択し次へ進む。
     「Windows 10」のダウンロードが始まり、[完了]ボタンが現れたらクリックする。
     これで、指定したフォルダーやUSBメモリーにISOイメージが出力される。

※ 次回は … 4、Windows 10 をクリーンインストールする。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月16日(木)21時31分47秒
返信・引用
  (14)環境とのやりとりから学ぶ強化学習。1~4

  2、動物にもある強化学習。

動物行動学や心理学などでは、ネズミやネコやサルや、もちろん人も使って様々な実験がされます。
その中で、「ある行動をする(レバーを引くなど)と、ご褒美(ジュースや餌やお金)がもらえたり、
罰(電流が流れる、お金を取られる)が与えられたりする」タイプの実験が多く見受けられます。
例えば図2に示すようなものです。これらも強化学習の実例といえます注1)。

注1)動物行動学や心理学などでは、良いことが起こるため行動が強化されることを「正の強化」、
嫌なことがなくなるために行動が強化されることを「負の強化」、
悪いことが起こることを「罰」と呼びます。
実際にはもっと細かく「正の弱化」や「負の罰」などもあります。
強化学習の文脈では「報酬」しか存在せず、行動が良いか悪いかは報酬の値の正負で決めます。
ただ、負の報酬を分かりやすく「罰」と呼ぶこともあり、
これらの用語の使い方は厳密には決まっていません。

図2、強化学習の具体例。

こうした実験の環境はさまざまな要因から成っていて、例えば「ランプが付いている状態で、
スピーカーから音が出たときにだけレバーを引くとジュースがもらえ、
それ以外のときにレバーを引くと床に電流が流れる」といったルールが、あらかじめ設定されています。
しかし、そこに連れてこられたエージェント(ラット)には、
初めは何をすればどうなるのかがさっぱり分かりません。
可能な行動は無数にあるので、最初はとにかく適当に動くしかありません。

そうこうしているうちに、たまたま報酬が貰えたりして、エージェントは、
「どうすればもらえるのか?」を試行錯誤するようになります。
こうした経験を何度か繰り返していくと、次第に効率よく報酬のジュースを、
得ることができるようになって、最終的にルールに気づくわけです注2)。
このような学習は、哺乳類はもちろん脊椎動物全般や、
イカやタコなどの無脊椎動物でも見られる注3)ことから、
進化の初期段階で得られた原始的かつ重要な学習方法だと考えられています。

注2)このことを行動心理学では「オペラント条件付け」と呼びます。
注3)ここでいう学習はオペラント条件付けであって、
     古典的条件付けではないことに注意してください。

※ 次回は … 環境と行動のペアを記憶。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月16日(木)14時25分19秒
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  (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5

  2、Windowsのプロダクトキーを調べる。

もし、インストールディスクを紛失してしまった等の理由でプロダクトキーが分からない場合は、
フリーソフトを利用してWindows 7のプロダクトキーを調べる方法がある。

プロダクトキーを調べるツールはいくつかあるが、ここでは「ProduKey」というツールを紹介する。
まずは公式サイトから「Download ProduKey (In Zip file) 」をクリックして、
ZIPファイルをダウンロードする。このZIPファイルを解凍すると、
ProductKey.exeが取り出せるので実行する。すると「produkey」フォルダーができ、
その中にProductKey.exeがあるので実行する(図2)。

図2、「ProduKey」の公式サイト。
     Windows 7のプロダクトキーを調べるには、「ProduKey」などのフリーソフトを利用する。
    「ProduKey」を利用するには、公式サイトにある「Download ProduKey (In Zip file)」、
     リンクをクリックしてZIPファイルをダウンロードする。

特に、難しい操作は必要ない。
起動すれば、サポートするソフトウエアのプロダクトキーを一覧で表示してくれる。
項目は「プロダクト名」「プロダクトID」「プロダクトキー」「インストールフォルダ」
「サービスパック」「コンピュータ名」「変更日」の順だ。
この中から、プロダクトキーの値をコピーして保存しておく。
このプロダクトキーを使えば、クリーンインストールが可能になる(図3)。

図3、プロダクトキーを表示する。
     「produkey.zip」をダウンロードしたら、なかにある「 ProductKey.exe」を実行する。
     「produkey」フォルダーに「 ProductKey.exe 」ができるので起動すると、
      ソフトごとに「プロダクト名」「プロダクトID」「プロダクトキー」「インストールフォルダ」
     「サービスパック」「コンピュータ名」「変更日」が表示される。
      このなかにあるWindows 7のプロダクトキーをコピーする。

※ 次回は … 3、ツールをダウンロードする。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月15日(水)13時46分8秒
返信・引用
  (14)環境とのやりとりから学ぶ強化学習。1~4

  1、今回取り上げる強化学習(reinforcement learning)は、
                 教師ありでも教師なし学習でもない第3の機械学習アルゴリズムです。

「教師あり学習と教師なし学習の中間の方法」と言うこともありますが、
「半教師あり学習」というアルゴリズムがあるので、あまり適切な表現とは言えません。

強化学習は自分で色々試行錯誤して、ときには痛い目を見ることもありますが、
結果的には良い行動が取れるように学習するというものです。
これって何だかずいぶん動物の知能っぽいと思いませんか?

強化学習自体は随分前から考案されているアルゴリズムですが、最近また注目を集めてきています。
例えば、Google傘下のDeepMind社が開発した「AlphaGo」は、
プロ囲碁棋士の李世?(イ・セドル)氏に勝利し話題となりました。
AlphaGoの仕組みは非常に複雑なのでここでは詳しく説明しませんが、
ディープラーニングと強化学習を組み合わせたシステムになっています。
AlphaGoは自分自身と戦って、
どうすればもっと強くなれるのかを強化学習によって獲得していったのです。

Θ 試行錯誤でベストな解を導く。
強化学習は、
● エージェント(例えばロボットなど、自律的に動作できるモノやソフトウエアのこと)。
● 環境。● 行動。● 報酬 、が与えられた時に、
報酬を最大化する行動の選び方(これを方策といいます)を学習していく方法です。
図1に示すように、エージェントは現在の環境を観測して、次の行動を選択します。
一度行動すると、環境から報酬が得られたり、罰が得られたり、何も起きなかったりします。
このフェーズを繰り返して、
将来にわたって報酬が最大化されるような方策を得ることが、強化学習の目的です。

図1、強化学習の模式図。

昔テレビ番組か何かで見たイタズラで、「右足を上げるとテレビがつく」ようにして、
何も知らない人(被験者)がテレビの前を通ったときにイタズラを仕掛けるというものがありました。
最初、被験者はテレビが付いたり消えたりするのを不思議そうに見ますが、
じっと見ていると(両足が地面についているので)テレビは消えてしまいます。
色々試行錯誤したのち、右足を上げて片足立ちすることでテレビが見られることに気づく、
というわけです。例えばこれも、強化学習の一例です。

このイタズラを図1に当てはめると、「環境」は被験者がいる環境を指し、
「行動」は身体をさまざまに動かすこと、「報酬」は「テレビがつく」ことに当たります。
「エージェント」はもちろん被験者自身のことです。
このときの最適な方策は「右足を上げ続ける」です。
これは簡単そうで意外と難しい問題で、その時に可能な行動は無数にあるのに、
ごく少ない試行回数で、人はベストな解に到達できるわけです。

※ 次回は … 2、動物にもある強化学習。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月15日(水)11時22分16秒
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  (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5

  1、Windows 10へ無償アップグレードできるのは、Windows 7/8.1ユーザーが対象になる。

したがって、空のハードディスクにアップグレード版のWindows 10をインストールすることは、
「本来」できない。ただ、Windows 7のプロダクトキーがあれば、
ISOイメージをダウンロードしてクリーンインストールすることが可能だ。

もっとも、ISOイメージを使ったアップグレードは、上級者向けとして、
マイクロソフトは推奨していない。あくまでも自己責任で行うようにしていただきたい。

Θ クリーンインストールとは。
クリーンインストールとは、空のボリューム、もしくは新規に作成したパーティションに、
Windowsのみをインストールすることだ。
つまり、クリーンインストールしたWindowsを起動すると、そこにはOSと標準アプリケーション以外は、
何もインストールされていないデスクトップが表示される (図1)。

図1、クリーンインストールしたWindows 10
     ハードディスクの空のボリュームにWindows 10のみをインストールした状態のデスクトップ。
     ハードディスクには、Windows 10以外のソフトウエアは、何もインストールされていない。

通常、クリーンインストールを行うには、パーツと組み合わせて販売されるOEM版や、
正規のパッケージ版を購入する必要があり、
アップグレード版ではクリーンインストールは「基本」できない。

ただ、Windows 10の場合、Windows 7のプロダクトキーがあれば、
ISOイメージからクリーンインストールができるようになっている。

Windows 7のプロダクトキーとは、Windowsが正規品であることを証明するためのもので、
Windows 7のインストールディスクや、パソコン本体に印刷したものが貼り付けられている。
ちなみに、コントロールパネルで表示できるのは「プロダクトID」であり、
プロダクトキーとは異なるので注意してほしい。

※ 次回は … 2、Windowsのプロダクトキーを調べる。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月14日(火)13時16分0秒
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  (13)教師あり学習の多彩な手法。1~7

  7、分類か回帰か。

以上では、機械学習を適用する問題の具体例として
、入力したデータを、あらかじめ決まったカテゴリーに分類するものを挙げました。
「0~9までのどの文字か?」「黒丸か白丸か?」「ニラとスイセンのどちらか?」といった具合です。
機械学習で作成したモデルが出力できるのは、
これだけではありません。実際には回帰といって、結果を数値で出力することもできます。

例えば顔写真からその人の年齢を推定したいときは、「0歳か1歳か2歳か3歳か4歳か…」と、
いった分類方法でもダメではないですが、
回帰のモデルを作成すると「25.3歳」のように実数を出力してくれます。
天気も「晴れか曇りか雨かを予想したい」場合は分類になりますが、
「明日の気温が何度になるか予想したい」場合は回帰になります。

あるいは株価のデータを使って、
「株価が上がる確率はいくらか」といった確率を扱う場合も、回帰モデルが利用できます。
回帰をそのまま分類に使うこともできるので、両者の違いはたまに曖昧なのですが注2)、
分類も回帰も応用範囲が広いのでよく利用されます。

注2)ロジスティック回帰などがその例です。

教師あり学習は機械学習で非常に重要な役割を果たし、
画像認識、音声認識など最近良く話題に上る分野で多用されています。
このため、少し雑多になってしまいましたが、今回は細かく紹介してみました。
人間の脳も、ある種の教師あり学習をしているという見方が有力ですが、
これはまた後日詳しく見ていくことにしましょう。

※ 次回は、(13)が、終わりですから、、、
           (14)環境とのやりとりから学ぶ強化学習。1~4
             1、今回取り上げる強化学習(reinforcement learning)は、
                 教師ありでも教師なし学習でもない第3の機械学習アルゴリズムです。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月14日(火)05時28分7秒
返信・引用 編集済
  (114)アップグレードするには、
               「Windows 10を入手する」と、ISOイメージどっちがいいの? 1~5

  5、「Windows 10を入手する」からアップグレードする。

マイクロソフトが推奨するWindows 10へのアップグレード方法は、
通知領域の「Windows 10を入手する」アイコンからのアップグレードである。
もし「Windows 10を入手する」アイコンが表示されていない場合は、
マイクロソフトのサイト、
https://www.microsoft.com/ja-jp/windows/windows-10-upgrade)にアクセスして、
Webインストールを行ったり、「ソフトウエアのダウンロード」サイト、
https://www.microsoft.com/ja-jp/software-download/windows10)から、
ISOファイルのダウンローも可能だ。

もちろん、ISOイメージでDVDやUSBドライブを作成した方が、
複数のマシンにインストールする際ダウンロード時間が短縮できたり、
クリーンインストールが可能だったりといったメリットがある。
もし、ISOイメージからのインストールに興味がある方は、
次回の「アップグレード版でクリーンインストールはできないの?」を参照していただくとして、
ここでは「Windows 10を入手する」アイコンをクリックしてからの手順を紹介しておこう。

まず「Windows 10 を入手」アイコンをクリックして「Windows 10 を入手」ウィンドウを開いたら、
[今すぐアップグレード]のアイコンをクリックする。するとWindows Updateによるファイルの、
ダウンロードが始まり、完了すると「それではアップグレードを開始します」画面になるので、
「ライセンス条項」の[同意します]ボタンをクリックし、
「アップグレードをインストールできます」画面の、
[今すぐアップグレードの開始]ボタンをクリックする(図6)。

図6、「Windows 10を入手する」でアップグレードする。
     「Windows 10を入手する」からアップグレードするには、「Windows 10 を、
      入手」ウィンドウを開き[今すぐアップグレード]をクリックする。
      するとWindows Updateのダウンロードが始まり、完了すると、
     「それではアップグレードを開始します」画面になるので、「ライセンス条項」の、
     [同意します]ボタンをクリックし「アップグレードをインストールできます」画面で、
     [今すぐアップグレードの開始]ボタンをクリックする。

以降は、自動的にアップグレードが進み、インストールが完了すると、
「Windows 10にようこそ」画面になる。 [次へ]ボタンをクリックして、
[簡易設定を使う]→[Cortanaを使う]→[次へ]と順次クリックしていく。
設定の準備が整うとWindows 10の「ロック」画面が表示され、アップグレードが完了する(図7)。

図7、「Windows 10にようこそ」画面。
     インストールが完了すると、「Windows 10にようこそ」画面になる。[次へ]ボタンを、
     クリック以降、[簡易設定を使う]→[Cortanaを使う]→[次へ]とクリックしていく。

※ 次回は、(114)が、終わりですから、、、
           (115)アップグレード版でクリーンインストールはできないの? 1~5
             1、Windows 10へ無償アップグレードできるのは、
                                     Windows 7/8.1ユーザーが対象になる。です
http://8823.teacup.com/tanuki/bbs
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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月13日(月)15時13分42秒
返信・引用
  (13)教師あり学習の多彩な手法。1~7

  6、意外に使える線形分類器。

線形分類器は、データを直線で分けるアルゴリズムすべてを指します。
なので、実はSVMも線形分類器です。
ただ、SVMは歴史的にも実用的にも機械学習に大きな影響を及ぼしたので、
別途取り上げて説明しました。
もっと言えば、線形分類器はニューラルネットワークで表現できるので、
線形分類器もSVMもニューラルネットワークの1つだとも言えますが、
あまり一般的な分類ではありません。

すでにSVMの項目で、
「データを直線で区切れないデメリットがある」と言ってしまった線形分類器ですが、
意外にも実用的にはかなり使えるアルゴリズムです。
詳しい理由は省きますが、次のような利点があります。

● 学習も認識も高速
● オンライン学習(データをいっぺんに与える必要がなく、
   必要なときに適時追加していく使い方ができる学習法)がしやすい
● 意外と線形分離できるデータが多い(こちらも詳しい理由は省きますが、
   非常に高次元なデータを扱う自然言語処理などは、線形分離可能なことが多いです)。
● カーネル関数と組み合わせることで線形分類器でも、
   非線形分離ができる(曲線で区切れる)ので実用上問題ない。
● アルゴリズムがシンプルで使いやすい。
● よく研究されていて、理論的なバックグラウンドが盤石。

実は線形分類器についても過去のブログ記事(オンライン線形分類器とSCW)で取り扱っているので、
興味のある方はそちらもご覧ください。

線形分類器はとにかく色々な種類があるので、限られたスペースではとてもすべてを紹介しきれません。
古くはパーセプトロンやSVM、最近でも活発に研究されているものとしては、
「AROW(Adaptive Regularization of Weight Vectors)」や、
「SCW(Soft Confidence-Weighted)」といった方法が提案されています。
実用例を1つ挙げると、米Google社のメールサービス「Gmail」の、
優先トレイ(重要と思われるメールが目立つように表示される機能)は、
線形分類器の1つである「Passive Aggressive」で、
実装されていたようです(今は改善されて違う方法かもしれません)。

※ 次回は … 7、分類か回帰か。です

http://8823.teacup.com/tanuki/bbs
 

Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(134)

 投稿者:“ た ぬ き ”  投稿日:2017年 2月13日(月)05時33分56秒
返信・引用
  (114)アップグレードするには、
               「Windows 10を入手する」と、ISOイメージどっちがいいの? 1~5

  4、システムイメージをバックアップする。

さて、Windows 10にアップグレードすることを決めたとして、その前に必ずしておく作業がある。
それは「システムイメージのバックアップ」と「システム修復ディスク」の作成だ。
本来「Windows 10」には、元の環境へロールバックする「回復」という機能がある。
そのため、データだけ保存しておけば、いざとなってもなんとかなるだろうと考えがちだ。
しかし、この機能が利用できるのはWindows 10が正常にインストールできた場合のみだ。
もし、インストール中に起動しなくなった場合、Windows 10はおろかWindows 7も起動できない。
まさに「お手上げ」状態になりかねないので、
そうならないためにも、「システム修復ディスク」と,
「システムイメージのバックアップ」は、アップグレードの前に必ず用意しておこう。

システムイメージをバックアップするには、最初に十分な空き容量がある外部ストレージを用意する。
500GB程度の空きがある外付けハードディスクなどが理想だ。
時間はかかるがDVD-Rやネットワークドライブにバックアップすることもできる。

バックアップ領域が用意できたら、コントロールパネルの「システムとセキュリティ」にある、
「バックアップと復元」をクリックする。すると「バックアップと復元」画面に切り替わるので、
左側にある「システムイメージの作成」リンクをクリックする(図5)。

図5、システムイメージの作成。
     システムイメージのバックアップを作成するには、コントロールパネルの、
     「システムとセキュリティ」にある「バックアップと復元」をクリックする。
     「バックアップと復元」画面に切り替わったら、
     左側にある「システムイメージの作成」をクリックして、以降はウイザードの指示に従う。

以降は、起動した「システムイメージの作成」ウイザードの指示に従って、
バックアップとシステム修復ディスクを作成する。

実際の様子は、
Windows 7 実践ナビ「システムを以前の状態に復元する(システムイメージ編)」に詳しいので、
参考にしていただきたい。

※ 次回は … 5、「Windows 10を入手する」からアップグレードする。です

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