【シラバス】G検定

G検定

人工知能とは

1. 人工知能の定義

  • AI 効果
  • エージェント
  • 人工知能
  • 機械学習
  • ディープラーニング

2. 人工知能分野で議論される問題

  • シンギュラリティ
  • シンボルグラウンディング問題
  • 身体性
  • ダートマス会議
  • トイ・プロブレム
  • 知識獲得のボトルネック
  • チューリングテスト
  • 中国語の部屋
  • 強い AI と弱い AI
  • 統計的機械翻訳
  • フレーム問題
  • ルールベース機械翻訳
  • ローブナーコンテスト

人工知能をめぐる動向

3. 探索・推論

  • αβ 法
  • Mini-Max 法
  • SHRDLU
  • STRIPS
  • 探索木
  • ハノイの塔
  • 幅優先探索
  • 深さ優先探索
  • ブルートフォース
  • モンテカルロ法

4. 知識表現とエキスパートシステム

  • Cyc プロジェクト
  • DENDRAL
  • is-a の関係
  • has-a の関係
  • part-of の関係
  • Question-Answering
  • 意味ネットワーク
  • イライザ (ELIZA)
  • インタビューシステム
  • ウェブマイニング
  • オントロジー
  • セマンティック Web
  • データマイニング
  • 東ロボくん
  • マイシン (MYCIN)
  • ワトソン

5. 機械学習

  • 次元の呪い
  • スパムフィルタ
  • ビッグデータ
  • レコメンデーションエンジン
  • 統計的自然言語処理

6. ディープラーニング

  • ImageNet
  • ILSVRC
  • LeNet
  • アルファ碁 (AlphaGo)
  • 人間の神経回路
  • ネオコグニトロン
  • 生成 AI

機械学習の概要

7. 教師あり学習

  • アンサンブル学習
  • カーネル
  • カーネルトリック
  • 回帰問題
  • 決定木
  • 勾配ブースティング
  • サポートベクターマシン (SVM)
  • 線形回帰
  • 自己回帰モデル (ARモデル)
  • 単回帰分析
  • 重回帰分析
  • 多クラス分類
  • バギング
  • ブースティング
  • ブートストラップサンプリング
  • 分類問題
  • ベクトル自己回帰モデル (VARモデル)
  • マージン最大化
  • ランダムフォレスト
  • ロジスティック回帰

8. 教師なし学習

  • k-means 法
  • t-SNE
  • ウォード法
  • 協調フィルタリング
  • クラスタリング
  • コールドスタート問題
  • コンテンツベースフィルタリング
  • 次元削減
  • 主成分分析 (PCA)
  • 潜在的ディリクレ配分法 (LDA)
  • 多次元尺度構成法 (MDS)
  • デンドログラム (樹形図)
  • 特異値分解 (SVD)
  • トピックモデル

9. 強化学習

  • Actor-Critic
  • ε-greedy 方策
  • REINFORCE
  • Q 学習
  • UCB 方策
  • 行動価値関数
  • 状態価値関数
  • バンディットアルゴリズム
  • 方策勾配法
  • マルコフ決定過程
  • 割引率
  • SARSA

10. モデルの選択・評価

  • k- 分割交差検証
  • 平均二乗誤差 (MSE)
  • 二乗平均平方根誤差 (RMSE)
  • 平均絶対値誤差 (MAE)
  • ROC 曲線・AUC
  • 赤池情報量規準 (AIC)
  • オッカムの剃刀
  • 過学習
  • 交差検証
  • 偽陽性・偽陰性
  • 真陽性・真陰性
  • 混同行列
  • 正解率・適合率・再現率・F 値
  • 汎化性能
  • ベイズ情報量規準 (BIC)
  • ホールドアウト検証

ディープラーニングの概要

11. ニューラルネットワークとディープラーニング

  • CPU
  • GPU
  • TPU
  • 隠れ層・入力層・出力層
  • 多層パーセプトロン
  • 単純パーセプトロン

12. 活性化関数

  • Leaky ReLU 関数
  • ReLU 関数
  • tanh 関数
  • シグモイド関数
  • ソフトマックス関数
  • 勾配消失問題

13. 誤差関数

  • Contrastive Loss
  • Triplet Loss
  • カルバック・ライブラー情報量 (KL)
  • 交差エントロピー
  • 平均二乗誤差関数

14. 正則化

  • L0 正則化
  • L1 正則化
  • L2 正則化
  • 正則化
  • ドロップアウト
  • ラッソ回帰
  • リッジ回帰

15. 誤差逆伝播法

  • 勾配消失問題
  • 勾配爆発問題
  • 信用割当問題
  • 連鎖律

16. 最適化手法

  • AdaBound
  • AdaDelta
  • AdaGrad
  • Adam
  • AMSBound
  • RMSprop
  • 鞍点
  • イテレーション
  • エポック
  • オンライン学習
  • 学習率
  • 確率的勾配降下法 (SGD)
  • グリッドサーチ
  • 勾配降下法
  • 局所最適解
  • 早期終了
  • 大域最適解
  • 二重降下現象
  • ノーフリーランチの定理
  • ハイパーパラメータ
  • バッチ学習
  • ミニバッチ学習
  • モーメンタム
  • ランダムサーチ

ディープラーニングの要素技術

17. 全結合層

  • 重み
  • 線形関数

18. 畳み込み層

  • Atrous Convolution
  • Depthwise Separable Convolution
  • Dilated Convolution
  • カーネル
  • ストライド
  • 畳み込み操作
  • 畳み込みニューラルネットワーク (CNN)
  • 特徴マップ
  • パディング
  • フィルタ

19. 正規化層

  • グループ正規化
  • バッチ正規化
  • レイヤー正規化
  • インスタンス正規化

20. プーリング層

  • グローバルアベレージプーリング (GAP)
  • 最大値プーリング
  • 不変性の獲得
  • 平均値プーリング

21. スキップ結合

  • ResNet

22. 回帰結合層

  • BPTT
  • GRU
  • LSTM
  • エルマンネットワーク
  • 勾配消失問題
  • 勾配爆発問題
  • 教師強制
  • ゲート機構
  • 双方向 RNN (Bidirectional RNN)
  • 時系列データ
  • ジョルダンネットワーク
  • リカレントニューラルネットワーク (RNN)

23. Attention

  • Attention
  • Multi-Head Attention
  • Self-Attention
  • Seq2Seq
  • Source-Target Attention
  • Transformer
  • 位置エンコーディング
  • キー
  • クエリ
  • バリュー

24. オートエンコーダ

  • VQ-VAE・info VAE・β-VAE
  • 次元削減
  • 事前学習
  • 積層オートエンコーダ
  • 変分オートエンコーダ (VAE)

25. データ拡張

  • Contrast
  • Brightness
  • Crop
  • CutMix
  • Cutout
  • Mixup
  • noising
  • paraphrasing
  • RandAugment
  • Random Erasing
  • Random Flip
  • Rotate

ディープラーニングの応用例

26. 画像認識

  • AlexNet
  • DeepLab
  • DenseNet
  • EfficientNet
  • Fast R-CNN
  • Faster R-CNN
  • FCN (Fully Convolutional Network)
  • FPN
  • GoogLeNet
  • Mask R-CNN
  • MnasNet
  • MobileNet
  • NAS (Neural Architecture Search)
  • Open Pose
  • PSPNet
  • ResNet
  • SegNet
  • SENet
  • SSD
  • U-Net
  • VGG
  • Vision Transformer
  • Wide ResNet
  • YOLO
  • 一般物体認識
  • インスタンスセグメンテーション
  • 姿勢推定
  • セマンティックセグメンテーション
  • 物体検出
  • 物体識別
  • パノプティックセグメンテーション

27. 自然言語処理

  • BERT
  • BoW (Bag-of-Words)
  • CBOW
  • CEC
  • ELMo
  • fastText
  • GLUE
  • n-gram
  • PaLM
  • Seq2Seq
  • TF-IDF
  • word2vec
  • 感情分析
  • 機械翻訳
  • 形態素解析
  • 構文解析
  • 質問応答
  • 情報検索
  • スキップグラム
  • 単語埋め込み
  • 分散表現
  • 文書要約
  • ワンホットベクトル
  • 大規模言語モデル (LLM)
  • 統計的機械翻訳

28. 音声処理

  • A-D 変換
  • WaveNet
  • 音韻
  • 音声合成
  • 音声認識
  • 音素
  • 隠れマルコフモデル
  • 感情分析
  • 高速フーリエ変換 (FFT)
  • スペクトル包絡
  • パルス符号変調器 (PCM)
  • フォルマント
  • フォルマント周波数
  • メル周波数ケプストラム係数 (MFCC)
  • メル尺度
  • 話者識別
  • CTC

29. 深層強化学習

  • A3C
  • Agent57
  • APE-X
  • DQN
  • OpenAI Five
  • PPO
  • Rainbow
  • RLHF
  • sim2real
  • アルファスター (AlphaStar)
  • オフライン強化学習
  • 残差強化学習
  • 状態表現学習
  • ダブル DQN
  • デュエリングネットワーク
  • ドメインランダマイゼーション
  • ノイジーネットワーク
  • 報酬成形
  • マルチエージェント強化学習 (MARL)
  • 連続値制御

30. データ生成

  • CycleGAN
  • DCGAN
  • Diffusion Model
  • NeRF
  • Pix2Pix
  • 音声生成
  • 画像生成
  • 敵対的生成ネットワーク (GAN)
  • 文章生成

31. 転移学習・ファインチューニング

  • Few-shot
  • One-shot
  • 自己教師あり学習
  • 事前学習
  • 事前学習済みモデル
  • 破滅的忘却
  • 半教師あり学習

32. マルチモーダル

  • CLIP
  • DALL-E
  • Flamingo
  • Image Captioning
  • Text-To-Image
  • Visual Question Answering
  • Unified-IO
  • Zero-shot
  • 基盤モデル
  • マルチタスク学習

33. モデルの解釈性

  • CAM
  • Grad-CAM
  • LIME
  • Permutation Importance
  • SHAP
  • 説明可能 AI (XAI)

34. モデルの軽量化

  • エッジ AI
  • 蒸留
  • 宝くじ仮説
  • プルーニング
  • モデル圧縮
  • 量子化

AI の社会実装に向けて

35. AI プロジェクトの進め方

  • AI のビジネス活用
  • AI プロジェクトの進め方
  • BPR
  • CRISP-DM
  • CRISP-ML
  • Docker
  • Jupyter Notebook
  • MLOps
  • PoC
  • Python
  • Web API
  • アジャイル
  • ウォーターフォール
  • オープン・イノベーション
  • クラウド
  • 産学連携
  • ステークホルダーのニーズ
  • データサイエンティスト
  • 他企業や他業種との連携

36. データの収集・加工・分析・学習

  • アノテーション
  • オープンデータセット
  • コーパス
  • データリーケージ

AI に必要な数理・統計知識

37. AI に必要な数理・統計知識

  • 移動平均
  • 確率分布
  • 確率変数
  • 確率密度
  • 疑似相関
  • 期待値
  • 帰無仮説
  • 共分散
  • コサイン類似度
  • 最小二乗法
  • 最頻値
  • 最尤法
  • 条件付き確率
  • 正規分布
  • 相関係数
  • 相互情報量
  • 対立仮説
  • 中央値
  • 度数分布
  • 二項分布
  • 外れ値
  • 標準偏差
  • 平均
  • 分散
  • 偏相関係数
  • ベルヌーイ分布
  • ポアソン分布
  • マハラノビス距離
  • ユークリッド距離

AIに関する法律と契約

1. 個人情報保護法

  • GDPR
  • 仮名加工情報
  • 個人識別符号
  • 個人データ
  • 個人情報
  • 第三者提供
  • 匿名加工情報
  • 保有個人データ
  • 要配慮個人情報
  • 利用目的
  • 委託

2. 著作権法

  • 創作性
  • 著作物
  • AI 生成物
  • 利用規約
  • 著作權侵害
  • 著作権

3. 特許法

  • 発明
  • 新規性
  • 進歩性
  • 知的財産権
  • 発明者
  • 職務発明
  • 特許権

4. 不正競争防止法

  • 営業秘密
  • 限定提供データ

5. 独占禁止法

  • 競争制限
  • 公正競争阻害性

6. AI開発委託契約

  • AI・データの利用に関する契約ガイドライン
  • NDA
  • 請負契約
  • 準委任契約
  • 精度保証
  • PoC
  • 保守契約

7. AIサービス提供契約

  • SaaS
  • データ利用権
  • 利用規約
  • 精度保証

AI倫理・AIガバナンス

8. 国内外のガイドライン

  • AI 倫理
  • AI ガバナンス
  • 価値原則
  • ハードロー
  • ソフトロー
  • リスクベースアプローチ

9. プライバシー

  • カメラ画像利活用ガイドブック
  • プライバシー・バイ・デザイン

10. 公平性

  • アルゴリズムバイアス
  • 公平性の定義
  • サンプリングバイアス
  • センシティブ属性
  • 代理変数
  • データの偏り

11. 安全性とセキュリティ

  • Adversarial Attack (Adversarial Examples)
  • セキュリティ・バイ・デザイン
  • データ汚染
  • データ窃取
  • モデル窃取
  • モデル汚染

12. 悪用

  • ディープフェイク
  • フェイクニュース

13. 透明性

  • データの来歴
  • 説明可能性
  • ブラックボックス

14. 民主主義

  • エコーチェンバー
  • フィルターバブル
  • フェイクニュース

15. 環境保護

  • 気候変動
  • モデル学習の電力消費

16. 労働政策

  • AI との協働
  • スキルの喪失
  • 労働力不足

17. その他の重要な価値

  • インクルージョン
  • 軍事利用
  • 死者への敬意
  • 人間の自律性

18. AIガバナンス

  • AI ポリシー
  • ダイバーシティ
  • AI に対する監査
  • 倫理アセスメント
  • 人間の関与
  • モニタリング
  • 再現性
  • トレーサビリティ

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