ディープラーニングは強力な機械学習の一種で、ラベル付けされていないデータを処理し、パターンを認識することが可能です。ディープラーニングは、多くの種類のAIの基盤となっています。
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ディープラーニングは機械学習の一種で、人間と同じように複雑なパターンを認識して関連付けを行うことを可能にします。その能力は、写真に写っているものを識別したり、音声を認識したりすることから、車の運転やイラストの作成まで、多岐にわたります。本質的に、ディープラーニングモデルとは、データを処理するための複雑で洗練されたアプローチによって、知能を示すことができるコンピュータープログラムのことです。
ディープラーニングは人工知能（AI）の一種であり、多くのAIサービスやモデルが機能するための核となります。ChatGPT、Bard、Bing Chatなどの大規模言語モデル（LLM）や、Midjourney、DALL-Eなどの画像ジェネレーターは、言語と文脈を学習し、自然な応答を生成するためにディープラーニングに依存しています。予測AIモデルは、ディープラーニングを使用して、膨大な過去のデータから結論を取得します。
通常、コンピュータープログラムを使用して正しい出力を得るためには、正確な入力が必要になります。対照的に、ディープラーニングは、任意または不正確なデータから、適切な出力を生成することができます。たとえば、従来型のコンピュータープログラムは、2対のデジタルの肖像画がまったく同一であるどうかを見分けることができるでしょう。ディープラーニングモデルは、肖像画自体が異なる場合でも、肖像画の被写体の類似性を認識することが可能です。
ディープラーニングは大規模なデータセットと膨大な計算能力を使用しており、この2つがより利用しやすくなるにつれて、ディープラーニングモデルの洗練度も向上してきました。現在、ビッグデータの収集とGPUを搭載したクラウドコンピューティングサービスによって、ディープラーニングは開発者や一般ユーザーにとってかつてないほど身近なものとなっています。
機械学習とは、明示的な指示なくして学習が可能なコンピュータープログラムの一種です。ジェット機が特殊な飛行機であるように、ディープラーニングは特殊な機械学習です。どちらも、コンピュータープログラムにデータの集合から自己学習させるというものです。しかし、ジェット機がプロペラ機やグライダーよりも強力であるように、ディープラーニングもより多くのことを実現することができます。
より基本的な機械学習モデルが正しく「学習」するために、与えられたデータについてより多くのコンテキストを必要とする場合がある一方、ディープラーニングはラベル付けされていないデータからも学習することが可能です。最後に、ディープラーニングモデルはニューラルネットワークを使用して構築されます。機械学習モデルもニューラルネットワーク上に構築されることがありますが、常に当てはまるわけではありません。
ディープラーニングは現在、すでに多くのアプリを世に送り出しており、新たな用途は今も発見され続けています。現在の使用例には次のものがあります：
機械学習の分野において「教師なし学習」とは、データセットに何が含まれているかというコンテキストがなくても、大規模なデータセット内からパターンや関連性を特定する技術です。対照的に、「教師あり」学習は、モデルに入力例と出力例を提供します。ディープラーニングはモデルの学習に「教師あり学習」を用いることもできますが、「教師なし学習」ができることが、他のタイプの機械学習とは異なります。
機械学習モデルに複数のニュース記事と、各記事がどのトピックについて書かれているかについて与えた場合について考えてみましょう。十分なトレーニングの後、このモデルは、与えられたトピックに関する記事を「書く」ことができるようになるでしょう。これが「教師あり学習」です。
今度は、ディープラーニングモデルに、各記事がどのトピックについて書かれたものかを与えずに、複数のニュース記事を与えた場合について考えてみましょう。このようなモデルは、十分に強力であれば、トピックだけを入力として提供した場合もそれに関する記事を書くことができるようになるでしょう。これが「教師なし学習」です。
ラベル付けされていないデータとは、分類、タグ、ラベルのないデータのことです。ラベル付けされていないデータセットは任意のデータを含むことができ、ランダムな写真、動画のコンパイル、ファイル名の長いリスト、ログデータ、または上記のすべての組み合わせなど、任意の形式をとることができます。コンテキストなしで提供されるニュース記事（前述の例）は、ラベル付けされていないデータの一例です。
ディープラーニングモデルは、ラベル付けされていないデータを文脈化し、「理解」することが可能です。また、通常このモデルは与えられるデータが多いほど、より洗練されていきます。
ラベル付けされていないデータは、多くの場合構造化されていません。非構造化データは特定の形式に従わないため、あらゆる種類のデジタル情報を含めることが可能です。オブジェクトストレージは、この種の非構造化データの保存によく使用されます。無限に増える可能性があるこのようなデータコレクションに対し、オブジェクトストレージは拡張性が高く、費用対効果の高い保存方法です。
ディープラーニングモデルは、学習するための大規模なデータコレクションを与えられると、そのデータがラベル付けされていない非構造化データであってもより効果的に成長します。したがって、オブジェクトストレージはディープラーニングモデルにとって重要なリソースとなります。
ニューラルネットワークは、人間の脳の働きをベースにした機械学習アーキテクチャーの一種です。ニューラルネットワークはノードの集合体であり、各ノードはそれ自体が独自の処理ユニットです。統計的に有意とされるデータは、あるノードから次のノードへと伝えられます。
これらのノードは3つの層（入力層、隠れ層、出力層）で構成されます。通常、各レイヤーには複数のノードが存在します。隠れ層は複数存在する可能性があり、ディープラーニングモデルは多くの隠れ層を持つ傾向があります。
ニューラルネットワークを、問題解決に向けて協力し合うチームであると考えてください。チームの各メンバーは、問題のある一面を担当し、自身の役割を果たした後、次のメンバーへと引き継ぎます。最終的に、チーム一丸となって完全な解決策へとたどり着きます。
ニューラルネットワーク自体は何十年も前から存在していますが、現代のディープラーニングはこれまでのニューラルネットワークよりも多くのレイヤーを使用しています。現在のディープラーニングモデルは、過去とは比べ物にならないほど膨大な計算能力とデータを利用できるため、開発者はAI技術の進歩を加速させることができます。
Cloudflareは、開発者がどこからでも最小限の遅延でアクセスできるAIアプリを簡単に構築できるよう支援します。Cloudflare Workers AIはCloudflareのグローバルネットワーク上のサーバーレスGPUへのアクセスを提供し、高度な機械学習モデルの実行を可能にします。また、ディープラーニングモデルのトレーニングに使用できる大規模なデータセットを保存するCloudflare R2はイグレス料金のかからないコスト効率の良いオブジェクトストレージです。
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