人工 知能 は 人間 を 超える か Chapter06(1)

ディープラーニング から の 技術 進展

ディープラーニング は 特徴 表現 学習 の 一種 であり 、その 意義 の 評価 に ついて は 、専門家 の 間 でも 大きく ２ つの 意見 に 分かれている 。

１つ は 、機械学習 の 発明 の ひとつ に すぎず 、一時的な 流行 に とどまる 可能性 が 高い と いう 立場 である （＊注 45 ）。

これ は 機械 学習 の 専門家 に 多い 考え方 だ 。 もう １ つ は 、特徴 表現 を 獲得 できる こと は 、本質的な 人工 知能 の 限界 を 突破している 可能性 が ある とする 立場 である 。 こちら は 機械 学習 より も 、もう 少し 広い 範囲 を 扱う 人工 知能 の 専門家 に 多い とらえ方 である 。

本書 は 、後者 の 立場 に 立つ 。

専門家 は 往々にして 技術 の 可能性 を 見誤る もの だし 、本書 で これまで 述べてきた ような 歴史的 経緯 を 考える と 、特徴 表現 学習 の 壁 を 突破 できる 意義 は きわめて 大きい と 思う から だ 。

ディープラーニング の 研究 は 現在 、画像 を 読み込んで 特徴量 を 抽出する ところ まで は 実現している 。

特徴 表現 学習 の 基礎 技術 と いう 意味 で は 、50 年 来 の ブレークスルー と 呼んで よい と 思う が 、これから 起きる と 予想される 人工 知能 技術 全体 の 発展 から 見れば 、ほんの 入り口 に すぎない 。 図 25 は 私 が 予想 する 今後 の 技術 の 進展 である 。 おそらく 、「特徴 表現 を 学習 する 」という 技術 を 使って 、いままで の 人工 知能 の 研究 が もう 一度 なぞられる ような 発展 を 遂げて いく ので は ないか と 私 は 考えている 。 たとえば 音 に は 色 や 形 が ない ように 、本来 、視覚 と 聴覚 、触覚 は データ の 種類 として まったく 異なる のだ が 、脳 の 面白い ところ は 、こういった データ の 種類 に 依存 せ ず 、同じ 処理 機構 で 処理 が 行われている 点 である 。 ディープラーニング でも 同様で 、さまざまな データ に 対して 同じ ような 手法 が 適用 できる はずだ （あるいは 、そのように 改良 される 必要 が ある ）。

その 際 に 大きい の は 、まず 時間 を 扱う こと 、つまり 画像 で 言えば 「動画 」である 。

動画 でも １ 枚 １ 枚 の パラパラ 漫画 の ような 画像 に バラして 処理 する こと も できる が 、それ は 本質的な やり方 で は ない 。 時間 を またがる 大局 的 な 文脈 を 理解 する 必要 が あり 、 時間 の 扱い は 案外 難しい （＊ 注 46）。 そして 、視覚 系 だけ でなく 、音声 や 圧力 センサー といった 、画像 以外 の 情報 も 取り込む こと に よって 、マルチモーダル な （複数 の 感覚 の データ を 組み合わせた ）抽象化 が できる ように なる はずだ 。

たとえば 、触った 感覚 という の は 、圧力 センサー の 時系列 の 変化 である 。

人間 が ネコ の 動き 、鳴き声 や 音 、触り心地 など 、さまざまな 情報 を 組み合わせて 「ネコ 」だ と 認識している の と 同じ こと を 、コンピュータ に 処理 させる 必要 が ある 。

人間 の 脳 から する と 、自分 自身 の 身体 が 動こう が 、その 結果 、何か 視覚 に 入って くる もの に 変化 が 起ころう が 、「脳 の 外部 から 入って くる データ 」と いう 意味 では 同じ である 。

ところが 、人間 は 生き物 な ので 、「自分 が 指令 を 出した から 身体 が 動き 、それに よって 目 に 見える もの が 変化した 」と いう データ が 入ってくる のか 、それとも 「身体 は 動かしてない のに 、目 に 見える もの が 変わった のか 」を 区別する 必要 が ある 。 つまり 、ドア を 開けた から ドア が 開いた の か 、勝手に ドア が 開いた の か は 、人間 の 生存 に とって 非常に 重要な 差異 である 。 敵 が 潜んで いる かも しれない から だ 。 赤ちゃん の ころ から 、もの を つかんだり 、放したり 、引っ張ったり 、ちぎったり 、投げたり 、いろいろな こと を している 。 その 中 から 、「もの を 動かす 」とか 「もの を 押す 」という 概念 を 獲得 して いく 。

こうして 、自ら の 行動 と 結果 を セット で 抽象化 する こと の メリット は 、「まず 椅子 を 動かして 、その 上 に 乗って 、高い ところ に ある バナナ を 取ろう 」という ような 、「行動 の 計画 」が 立てられる ように なる こと だ 。 人間 は 、（時に は 必要 以上 に ）原因 と 結果 という 因果関係 で ものごと を 理解しよう と する が 、それ は つまり 、動物 として 行動 の 計画 に 活かしたい から だろう 。 「何 か を した から こう なった 」という 原因 と 結果 で 理解 していれば 、それら を つなぎ合わせる ことで 目的 の 状態 を つくり出す 「計画的な 行動 」が 可能に なる 。 「椅子 を 動かす 」「椅子 の 上 に 乗る 」など の 行動 と 結果 の 抽象化 が できていない と 、椅子 を 動かして バナナ を 取る こと は できない のだ 。 ただし 、「押す 」という 動作 の 獲得 だけ でも 、そう 単純 で は ない 。

たとえば 、ロボット が テーブル を １ の 力 で 押して も 動か なかった 。 ２ の 力 で 数 ミリ 動き 、３ の 力 で 押せば 動かせる こと が わかった 。 そういう 経験 を 繰り返して 、「もの を 押す 」という 行動 が 抽象化 できる 。 つまり 、「押す 」という 行動 ひとつ とっても 、軽い もの は 小さな 力 で 、重い もの は 大きな 力 で 押す ように 人間 は 学習 している （＊注 47 ）。

実は 、こうした 動作 の 抽象化 の 研究 は 、発達 認知 に 関係した ロボット の 研究 として 以前から 進んでおり 、国内で は 、東京大学 の 國吉 康夫 氏 や 大阪大学 の 浅田 稔 氏 、ＡＴＲ（国際電気通信基礎技術研究所）の川人光男氏などが有名である。

「行動 」する の は 、必ずしも 物理的な ロボット である 必要 は ない 。

たとえば 、グーグル が 買収 した ディープ ・マインド ・テクノロジーズ 社 は 、これ を コンピュータ ゲーム の 中 で 実践 して いる 。 ブロック 崩し や インベーダーゲーム の ような 単純な ゲーム に おいて 、

・ 弾 が 前 から 飛んで きた とき に 〈 前提 条件 〉

右 に 動いたら 〈 行動 〉

スコア が 上がった 〈 結果 〉

と いった セット を 学習 して いる 。

ウェブ の 中 で 動作 する エージェント など に 対して 、こうした 「動作 の 概念 」を 獲得 する こと は 、実は 試行錯誤 の 回数 を 非常に 多く できる と いう 意味 で 、コンピュータ 向き の 方法 かも しれない 。

図 25 の ① と ② の 段階 で は 、人工 知能 は 外界 に ある もの を 観察している だけ だった 。

ところが 、③で は 自分 も その 中 に 入り込んで 、外界 と 相互 作用 を し ながら 、自分 と 外界 の 関係性 を 学ぶ こと に なる 。 この 段階 で 、ナビゲーション や 外界 の シミュレーション 、あるいは より 一般化 した もの としての 「思考 」といった プロセス も 必要に なってくる はずである 。 実は 、外界 と の 相互作用 に よる 動作 概念 の 獲得 は 、新たな 特徴量 を 取り出す 上で とても 重要である 。

昔 から 私 が 使って いる 例 である が 、「素数 か どう か 」という 特徴量 を どのように 獲得 すれば よい か という 問題 が ある 。

２ は 素数 、３ も 素数 、４ は 素数 で ない 、５ は 素数 である 。 たとえば 、パズル ゲーム で 、主人公 の 持つ アイテム の 数 が 素数 であれば 敵 を 倒せて 、素数 で なければ 倒せない と いう 状況 が あった とき に 、「アイテム の 数 が 素数 である か どうか 」と いう 特徴量 を つくる こと が できれば 、この 問題 は 解きやすく なる 。

ところが 、素数 か どうか という 特徴量 は 、「１ から 順番に その 数 を 割って いって 、１ 以外 に 割り切れる もの が あったら 素数 でなく 、割り切れる もの が なければ 素数 」と いう ような 手続き の 組み合わせ によって しか 定義 できない 。

実は 、世の中 の 特徴量 と 呼ばれる もの に は 、こうした 「一連の 行動 の 結果 として 世界 から 引き出される 特徴量 」も 多い のである 。

ゲーム が 簡単に クリア できる か 、難しい の か といった 難易度 は 、実際に ゲーム を して みない ことに は わからない 。

将棋 の ある 盤面 を 見て 「形勢 が 苦しい 」か どうか 、ある 数学 の 問題 を 見て 「解きやすい 」か どうか 、ある コップ を 見て 「割れやすそう 」か どうか 、という のは 、動作 してみた 結果 を 、逆に 「そのもの 自身 の 性質 」として とらえている のである 。

「やさしい 」「難しい 」など の 形容詞 的な 概念 は 、何度 も ゲーム を して みて 初めて 獲得 できる 抽象的な 概念 だ 。

割れ やすい コップ と いう とき も 、押す と 割れる 、落とす と 割れる と いう 行動 と 結果 の セット が ある から わかる こと で 、「割れ やすい 」「割れ にくい 」と いう 形容詞 も 、ガラス や 陶器 、プラスチック など の 素材 に よって 、あるいは コップ の 形状 や 厚み に よって 、どういう とき に どれ だけ 割れる か 、何度 も 試して みて 初めて 獲得 できる 概念 である 。

③の 学習 が 進めば 、そうした 抽象的な 概念 も コンピュータ が 学ぶ ように なる 。

ひと まとまり の 動作 が ものごと の 新しい 特徴 を 引き出す 。 人間 で いう と 、「 考えて アッ と （ 特徴 量 に ） 気づく 」「 やって みて コツ が （ 特徴 量 が ） わかる 」 と いう ような こと が 起こる 。

いったん 動作 を 通じた 特徴 量 を 得る こと が できれば 、次 から は 見た 瞬間 、割れやすい コップ だ から 気 を つけて 扱おう 、やわらかい ソファ だ から 座ったら これ くらい 身体 が 沈む だろう と いう 予測 が 立ちやすく なる 。

周囲 の 状況 に 対する 認識 が 一段階 深く なり 、ロボット の 行動 は より 環境 に 適した もの に なる 。 もちろん 、それ は こうした 人工 知能 が 存在 する 環境 に 依存 する 。 人間 が 生活 する 環境 で 、人間 並み の 「身体 」を 持てば 、人間 が つくり上げる 概念 に ある 程度 近い もの は 獲得 できる はずだ 。 ネット 上 で のみ 行動 する 人工 知能 であれば 、ネット 上 に ある 事象 を ベース として そこ から 引き出さ れる 抽象 概念 は 獲得 する こと が できる 。

その 結果 、コンピュータ が 「言語 」を 獲得 する 準備 が 整う 。

先 に 「概念 」を 獲得 できれば 、後 から 「言葉 （記号 表記 ）」を 結びつける のは 簡単 だ から だ 。

「 ネコ 」「 ニャー と 鳴く 」「 やわらかい 」 と いう 概念 は すでに できて いる から 、 それぞれ に 「 ネコ 」「 ニャー と 鳴く 」「 やわらかい 」 と いう 言葉 （ 記号 表記 ） を 結びつけて あげれば 、 コンピュータ は その 言葉 と それ が 意味 する 概念 を セット で 理解 する 。

つまり 、シンボルグラウンディング 問題 が 解消 さ れる 。 シマウマ を １ 回 も 見た こと が ない コンピュータ も 、「シマシマ の ある ウマ 」と 聞けば 、あれ が シマウマ だ と 一発 で わかる ように なる 。

ここ で は 、概念 が 言葉 （記号 表記 ）と 結びつけられる こと が 重要であり 、その 言葉 が 何語 な の か は 問われない 。 つまり 、ある 概念 に 英語 を 結びつける の も 、日本語 に する の も 、中国語 に する の も 、労力 としては 変わらない 。 コンピュータ に よる 翻訳 が 本当に 実用 に 耐える もの に なる と すれば 、この 段階 に きて から である 。 機械 翻訳 と いう の は 、身近な だけに 簡単な 技術 に 思える かも しれない が 、実は 、かなり 高度な 技術 な のである 。

もちろん 、文化 や 言語 に よって 用いられる 概念 は さまざま である 。 たとえば 、英語 に は 「punctual 」と いう よく 使わ れ る 形容詞 が あり 、「時間 に 正確だ 」と いう 意味 で 、「 Heisapunctualperson .（彼 は 時間 に 正確な 人 だ ）」という ふうに 使う 。 ところが 、これ に １ 対 １ で 対応 する 日本語 の 単語 は ない 。 どうしても 「時間 に 正確だ 」と ２ 単語 を 使って 表現 しなければならない 。 言葉 で 表さ れる 概念 は 、ひと り の 人間 が つくり出す 概念 の うち でも 、普遍性 が 高く 、ほか の 個体 と やりとり できる 概念 である 。

逆に 、特定の 仕事 に 依存する 概念 は 、その 業界 の 人 に は 通じる が 、一般 の 人 に は 通じない こと も ある 。