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SYLLABUS

講義名
機械学習Ⅰ(2K1)
ナンバリング
IK21-CS1-L-22
開講学部学科
2024経営情報-データサイエンス
開講学年
2年
開講期
前期
担当者
岡田 真
単位数
2
授業の目的
 本講義ではニューラルネットワーク,とりわけ現在の人工知能 (AI) 技術の根幹をなすディープラーニングを用いたデータ処理と学習について学ぶ.ニューラルネットワーク,畳み込みニューラルネットワークのアーキテクチャや層の機能について説明して,ディープラーニングに関する基礎事項をまとめる.また.Python 言語を用いた学習アルゴリズムや畳み込みニューラルネットワーク等のプログラムを実装する.(時間数:90 分 × 2 時限 × 16 回)
 本授業は対面で実施する.
科目に関するDP
(ディプロマポリシー)
特に重要
1
重要
2
望ましい
学修到達目標

1 さまざまな AI 技術や,機械学習とニューラルネットワークとディープラーニングとの関係について説明できる.

2 生体神経回路網とニューラルネットワークの相違点について説明できる.

3 ニューラルネットワークやディープラーニングの学習アルゴリズムについて説明できる.

4 必要なデータセットの入手や前処理を実行できる.

5 ニューラルネットワークをプログラム実装できる.

関連科目
プログラミング実習I,プログラミング実習II,機械学習Ⅱ
評価方法
実習レポート (30%),試験の成績 (60%),学習状況 (10%) で評価する.試験の成績には随時実施する小テストの成績も含まれる.
受講心得
機械学習,ディープラーニングの基礎や技術について学んでもらいたい.新しい知識を理解し吸収しようとする意欲が最も大切である.日々の復習・予習をし,疑問点があれば持ち越さないようにして担当教員に質問して解決しておく.
関連リンク

授業計画

1 テーマ ガイダンス,人工知能 (Artificial Intelligence, AI) 技術の概説
内容
方法等
AI の歴史,AI と機械学習,ニューラルネットワークの関係
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
2 テーマ 機械学習とニューラルネットワーク
内容
方法等
機械学習,ニューラルネットワーク,ディープラーニング,生体神経回路網
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
3 テーマ ニューラルネットワークの基礎
内容
方法等
ニューラルネットワークの例,活性化関数
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
4 テーマ ニューラルネットワークによる学習
内容
方法等
誤差逆伝播法,訓練データ,検証データ,テストデータ,損失関数
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
5 テーマ 畳み込みニューラルネットワーク (1)
内容
方法等
ネットワークアーキテクチャ,全結合層の問題点,畳み込み層の機能
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
6 テーマ 畳み込みニューラルネットワーク (2)
内容
方法等
畳み込み演算,パディング,スライド,過学習
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
7 テーマ ディープラーニング (1)
内容
方法等
ディープラーニングの歴史,ディープラーニングのメリット
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
8 テーマ ディープラーニング (2)
内容
方法等
ネットワークアーキテクチャ,高速化手法,GPU,分散学習
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
9 テーマ ディープラーニング (3)
内容
方法等
ディープラーニングの実用例,物体検出,分類,セグメンテーション
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
10 テーマ ディープラーニングの実践 (1)
内容
方法等
プログラミング環境の設定,データセットの説明
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
11 テーマ ディープラーニングの実践 (2)
内容
方法等
Python による算術計算,グラフの描画,画像表示
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
12 テーマ ディープラーニングの実践 (3)
内容
方法等
論理回路の実装,パーセプトロン
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
13 テーマ ディープラーニングの実践 (4)
内容
方法等
学習アルゴリズムの実装,2 層ニューラルネットワーク,誤差逆伝播法を使った学習
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
14 テーマ ディープラーニングの実践 (5)
内容
方法等
畳み込みニューラルネットワークの実装,層の重みや特徴量の可視化
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
15 テーマ 次世代の AI 技術
内容
方法等
ディープラーニングの社会応用と課題,技術的展望
事前
学修
テーマに関して,教科書の該当箇所を読み,予習する 時間(分) 60
事後
学修
講義内容を振り返り,理解を深める 時間(分) 120
16 テーマ 通常試験と試験の解説
内容
方法等
理解度のチェックと重要なポイントの確認
事前
学修
学習範囲を見直し内容について理解を深める 時間(分)
事後
学修
試験を振り返り,不正解と思われる問題を再考する 時間(分)

教材・参考書

No. 分類 書籍名 著者名 出版社 価格 ISBN/ISSN
1 教材 ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶ ディープラーニングの理論と実装 斎藤 康毅 オライリージャパン 3,740円 978-4-87311-758-4
2 参考書 なし