◯×一問一答・第7章
G検定 AIの社会実装に向けて 一問一答(60問)
AIプロジェクトの進め方と、データの収集から学習までの流れを扱います。説明文が正しいか誤りかを、◯か×で答えます。
- 60問
- 用語20語から
- 間違えた問題だけ解き直し
収録している問題
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AIプロジェクトの進め方
要点を読むアジャイルソフトウェア開発宣言は、2001年に、ソフトウェア開発に携わる17人が集まってまとめたものである。
◯ 正しい 2001年2月にアメリカのユタ州に集まった17人がまとめました。軽量な開発手法を実践していた人たちが、共通する価値観を言葉にしたものです。 アジャイル
アジャイルソフトウェア開発宣言は、包括的なドキュメントや計画には価値がないとして、作らないことを求めている。
× 誤り 宣言は、ドキュメントや計画にも価値があると認めたうえで、動くソフトウェアや変化への対応により価値をおくとしています。否定ではなく、優先の順番を示したものです。 アジャイル
アジャイルの代表的な手法であるスクラムでは、1か月以内の決まった長さの期間(スプリント)を単位に、開発と振り返りを繰り返す。
◯ 正しい スクラムガイド(2020年版)では、スプリントを1か月以内の固定の長さのイベントとしています。期間を区切ることで、計画と結果の確認を定期的に行えます。 アジャイル
Web APIでは通信にHTTPが使われ、やり取りするデータの形式としてJSONが広く使われている。
◯ 正しい JSONは、特定のプログラミング言語に依存しない、テキストのデータ形式です。人が読んでも構造がわかりやすく、多くの言語で扱えるため、Web APIで広く使われています。 Web API
Web APIを呼び出すプログラムは、APIを提供する側のシステムと同じプログラミング言語で書かれている必要がある。
× 誤り Web APIは、HTTPという共通の手順でやり取りします。決められた形式で依頼を送れば、呼び出す側はどの言語で書かれていてもかまいません。 Web API
クラウド上のモデルをWeb APIで呼び出す構成は、通信が途切れやすい現場や、ごく短い時間で応答が要る処理には向かないことがある。
◯ 正しい 呼び出すたびにネットワークを往復するため、通信の遅れや切断の影響を受けます。こうした場面では、端末の近くで推論するエッジAIが検討されます。 Web API
ウォーターフォールの原型としてよく挙げられる1970年のRoyceの論文は、工程を一方向に1回だけ進めるやり方について、そのままではリスクが大きいと指摘していた。
◯ 正しい Royceは、テストの段階で初めて問題が見つかると大きな設計変更が必要になると述べ、前の工程への立ち戻りや、先に試作を作ることを勧めていました。 ウォーターフォール
ウォーターフォールでは、各工程の成果物を文書として残すことをあまり重視せず、口頭のやり取りで次の工程に引き継ぐ。
× 誤り 各工程の成果物を文書にまとめ、確認してから次の工程に進むのが基本です。後の工程は前の工程の文書を前提に進むため、文書が重要な役割を担います。 ウォーターフォール
ウォーターフォールは、作るべきものが最初から明確で、途中で要件が変わりにくい開発に向いている。
◯ 正しい 工程を順に進めるため、全体の計画や進み具合を管理しやすいのが利点です。反対に、途中で要件が変わると、前の工程に戻る手戻りが大きくなります。 ウォーターフォール
実際の機械学習システムでは、モデルを学習させるコードは全体のごく一部で、データの収集や検証、モデルの配信、監視などの周辺の仕組みのほうが大きい。
◯ 正しい Googleの技術者による2015年の論文などで指摘された点です。MLOpsが周辺の仕組みづくりと自動化を重視するのはこのためです。 MLOps
MLOpsでいう継続的トレーニング(CT)とは、新しいデータが集まったときなどに、モデルの再学習を自動で行う仕組みのことである。
◯ 正しい CTは、ソフトウェア開発のCI/CD(継続的インテグレーション・継続的デリバリー)にはない、機械学習に特有の考え方です。再学習したモデルは、評価を経てから本番に出します。 MLOps
MLOpsは、モデルを本番環境に一度デプロイするまでの手順を指し、デプロイ後の運用は対象に含まない。
× 誤り MLOpsの中心は、デプロイ後の監視や再学習も含めて、開発と運用を継続的に回すことです。運用中の精度の劣化への対処は、主な目的の1つです。 MLOps
オープン・イノベーションという考え方は、ヘンリー・チェスブロウが2003年に著書などで提唱した。
◯ 正しい チェスブロウは、自社の研究所だけに頼る従来のやり方をクローズド・イノベーションと呼び、社外の知識を組み合わせる考え方と対比しました。 オープン・イノベーション
オープン・イノベーションには、社外の技術を取り入れる方向だけでなく、自社で使わない技術を他社にライセンスするなど、外へ出す方向も含まれる。
◯ 正しい チェスブロウは、社外のアイデアを取り込む流れと、自社の技術を社外の道筋で市場に出す流れの両方を挙げています。使っていない特許のライセンスや、事業の切り出しも含まれます。 オープン・イノベーション
オープン・イノベーションの連携先は大学や公的な研究機関に限られ、他社やスタートアップとの協業は含まれない。
× 誤り 連携先には、大学や研究機関のほか、取引先、異業種の企業、スタートアップ、利用者なども含まれます。大学との連携である産学連携は、その形の1つです。 オープン・イノベーション
NISTの定義では、クラウドの配置モデルとして、パブリッククラウド、プライベートクラウド、コミュニティクラウド、ハイブリッドクラウドの4つが挙げられている。
◯ 正しい パブリックは一般に開かれたもの、プライベートは1つの組織が専用で使うもの、コミュニティは関心を共有する複数の組織で使うもの、ハイブリッドはこれらを組み合わせたものです。 クラウド
クラウドでGPUを借りて深層学習の学習を行うと、自社でGPUを搭載したサーバーを購入する場合よりも、総費用は常に安くなる。
× 誤り クラウドは初期投資を抑え、使った分だけ払える点が利点です。ただし、長い期間にわたって高い負荷で使い続ける場合などは、購入したほうが安くなることもあります。 クラウド
NISTの定義では、利用者が事業者の担当者とやり取りしなくても、必要なときに自分で計算資源を確保できることを、クラウドの基本的な特徴の1つとしている。
◯ 正しい オンデマンド・セルフサービスと呼ばれる特徴です。管理画面などから自分でサーバーを用意できるため、試したいときにすぐ試せます。 クラウド
CRISP-ML(Q)の(Q)は、各作業で成功を妨げるリスクを洗い出し、それを抑える品質保証の方法を組み込んでいることを表している。
◯ 正しい Qは品質保証(Quality assurance)の頭文字です。フェーズごとに要件と制約を決め、作業ごとにリスクを洗い出して、それを抑える方法を選びます。 CRISP-ML
CRISP-MLでビジネスの理解とデータの理解が1つのフェーズにまとめられたのは、使えるデータによってビジネスの目標が決まったり変わったりするなど、2つの作業が強く結び付いているためである。
◯ 正しい 提案論文は、データがあるかどうかでプロジェクトの実現可能性が左右されることが多いと述べています。CRISP-DMでは、この2つは別のフェーズでした。 CRISP-ML
CRISP-MLのモニタリングと保守のフェーズで再学習したモデルは、評価済みのモデルを新しいデータで更新しただけなので、改めて評価せずに本番へ展開してよい。
× 誤り 提案論文は、更新のたびに評価のフェーズと同じ評価を行ってから展開するよう求めています。以前のモデルと性能を比べれば、劣化の速さもわかります。 CRISP-ML
CRISP-DMで、欠損値の処理や特徴量の作成を行うのは「データの準備」のフェーズである。
◯ 正しい 「データの理解」ではデータを集めて中身や品質を確かめます。モデルに入力できる形に加工するのは、その次の「データの準備」です。 CRISP-DM
CRISP-DMの「評価」フェーズでは、モデルの精度が十分かどうかだけを確かめ、ビジネスの目標に合っているかは考えない。
× 誤り 評価フェーズでは、モデルがビジネスの目標を満たすかを確かめ、展開に進むか前のフェーズに戻るかを決めます。技術的な精度の確認はモデリングのフェーズでも行います。 CRISP-DM
CRISP-DMの名前にあるCross-Industryは、特定の業種に限らず使える手順であることを表している。
◯ 正しい Cross-Industry Standard Processは「業種をまたぐ標準プロセス」という意味です。製造、金融、小売など、業種を問わず使えるように作られています。 CRISP-DM
産学官連携という場合の「官」は、国や地方自治体、公的な研究機関などを指す。
◯ 正しい 企業(産)と大学など(学)に、国や自治体、公的な研究機関(官)が加わった連携を、産学官連携と呼びます。 産学連携
産学連携は、企業が大学に研究費を出す共同研究だけを指し、大学の特許のライセンスや大学発ベンチャーの創業は含まない。
× 誤り 共同研究や受託研究のほか、大学の特許を企業にライセンスする技術移転、研究成果をもとにした大学発ベンチャーの創業、人材の交流なども産学連携の形です。 産学連携
日本では1998年に、大学などの研究成果を民間事業者へ移転することを促すための法律が制定された。
◯ 正しい 大学等技術移転促進法(平成10年法律第52号)です。大学の特許などを企業に移転する技術移転機関(TLO)の活動を支える仕組みが設けられました。 産学連携
Google Colaboratoryは、Jupyter Notebookをもとにしたクラウド上のサービスで、手元に環境を構築しなくてもブラウザからノートブックを使える。
◯ 正しい Colabは、オープンソースのJupyterをもとにしたホスト型のノートブックのサービスです。GPUなどの計算資源も使えます。 Jupyter Notebook
Jupyter Notebookは、有料のライセンスを購入しなければ使えない商用ソフトウェアである。
× 誤り Jupyter Notebookは、修正BSDライセンスで公開されているオープンソースのソフトウェアです。無料で使え、ライセンスの条件の範囲で改変や再配布もできます。 Jupyter Notebook
Jupyter Notebookのファイル(拡張子.ipynb)には、コードだけでなく、セルを実行して得られた出力も保存できる。
◯ 正しい ファイルの中身はJSON形式のテキストで、コードのセルごとに、そのコードと実行結果の出力が記録されます。出力も含むため、バージョン管理では変更の差分を確かめにくい面があります。 Jupyter Notebook
データサイエンティストという職種が広く注目されるきっかけの1つに、2012年のHarvard Business Review誌の記事がある。
◯ 正しい ダベンポートとパティルの記事が、データサイエンティストを21世紀で最もセクシーな職業と表現し、話題になりました。 データサイエンティスト
データサイエンティスト協会のスキルレベルでは、見習いレベルから業界代表レベルまで、段階を分けて求められる力を示している。
◯ 正しい 見習い、独り立ち、棟梁、業界代表の4つのレベルです。レベルごとに、3つのスキルの領域で何ができればよいかを示しています。 データサイエンティスト
データサイエンティストは、国の試験に合格して登録した人だけが名乗れる職種である。
× 誤り データサイエンティストは、医師や弁護士のように法律で定められた資格ではありません。民間の検定などはありますが、名乗るために必要な国家資格はありません。 データサイエンティスト
Dockerでは、元にするイメージや追加するライブラリなど、イメージを作る手順をDockerfileというテキストファイルに書いておく。
◯ 正しい 手順をファイルに残すため、同じ環境を何度でも作り直せます。Dockerfileをバージョン管理すれば、環境を変えた履歴も追えます。 Docker
起動したコンテナの中で追加のライブラリを入れると、その変更は元になったイメージにも自動で書き込まれる。
× 誤り イメージは一度作ると変更できない読み取り専用のテンプレートです。コンテナでの変更はそのコンテナの中にとどまるため、環境を変えるときはDockerfileを直してイメージを作り直します。 Docker
Dockerのコンテナからはホストのコンピュータに載ったGPUを使えないため、深層学習の学習はコンテナの外で行う必要がある。
× 誤り NVIDIAのGPUであれば、ドライバとNVIDIA Container Toolkitを入れたうえで、コンテナの起動時に--gpusオプションを指定すると使えます。深層学習の環境をコンテナで配る例は多くあります。 Docker
Pythonはインタプリタ型の言語であり、書いたコードをすぐに実行して、結果を確かめながら開発を進めやすい。
◯ 正しい Python自身のドキュメントでも、Pythonはインタプリタ型の対話的な言語と説明されています。コンパイルを待たずに試せる点が、データの探索やモデルの試作に向きます。 Python
Pythonで書いた深層学習の処理では、行列の計算などの重い処理も含め、すべての計算がPythonの処理系の上で1行ずつ実行される。
× 誤り NumPyやPyTorchなどは、重い計算をC/C++で書かれた部分やGPU向けのプログラムで実行します。Pythonは処理の流れを組み立てる役割を担うため、書きやすさと計算の速さを両立できます。 Python
Pythonは、2010年代の深層学習の流行にあわせて新しく作られたプログラミング言語である。
× 誤り Pythonは、グイド・ヴァンロッサムが1989年の終わりに開発を始め、1991年2月に初めて公開した言語です。深層学習が広まるずっと前から、汎用の言語として使われてきました。 Python
経済産業省の契約ガイドライン(AI編)では、PoC段階の契約として、検証作業を行うこと自体を約束する準委任型の契約が想定されている。
◯ 正しい PoCは成果が出るかを確かめる段階で、結果を前もって約束できません。そのため、仕事の完成を約束する請負型ではなく、準委任型が想定されています。 PoC
PoCは技術的に実現できるかを確かめる場であり、導入で得られる効果が費用に見合うかどうかは検討の対象にしない。
× 誤り 技術的に可能でも、費用に見合う効果がなければ導入する意味がありません。PoCでは実現性と費用対効果の両方を見て、次に進むかを決めます。 PoC
PoCで作るモデルや検証用のプログラムは、本番用のシステムと同じ品質で作り込んでおく必要がある。
× 誤り PoCの目的は、短い期間と少ない費用で見込みを確かめることです。本番に耐える品質での作り込みは、進むと決めた後の開発段階で行います。 PoC
BPRという考え方は、1990年代の初めにアメリカで提唱され、企業の業務改革の手法として広まった。
◯ 正しい マイケル・ハマーが1990年にHarvard Business Review誌で論文を発表し、1993年にはジェイムズ・チャンピーとの共著で体系的に示しました。 BPR
BPRの対象は1つの部署の中で完結する作業に限られ、複数の部署にまたがる業務の流れは見直しの対象に含まない。
× 誤り BPRは、注文の受付から商品の配送までのように、部署をまたぐ一連の業務の流れ(プロセス)を単位に考えます。部署ごとの改善では取り除けないむだをなくすためです。 BPR
AIの導入にBPRの考え方を取り入れる場合、AIに任せる作業だけでなく、その前後の工程や承認の手順、人の役割も見直しの対象にする。
◯ 正しい 1つの作業をAIに置き換えるだけでは、前後の工程の待ち時間や確認作業が残り、効果が限られます。流れ全体を作り直すことで、AIの効果を業務の成果につなげます。 BPR
アジャイルソフトウェア開発宣言の背後にある原則は、要求の変更を、開発の後期であっても歓迎するとしている。
◯ 正しい 12の原則の1つです。ウォーターフォールでは、後の工程で要件が変わるほど前の工程に戻る手戻りが大きくなるため、ここが考え方の大きな違いになります。 アジャイルとウォーターフォールの違い
ウォーターフォールでは、各工程の成果物を確認してから次の工程に進むため、開発の途中で要件が変わっても手戻りは小さく済む。
× 誤り 後の工程は前の工程の成果物を前提に進むため、途中で要件が変わると、要件定義や設計まで戻る大きな手戻りになります。要件が変わりにくい開発に向く進め方です。 アジャイルとウォーターフォールの違い
ウォーターフォールでは、実装の工程が終わるまで動くシステムができないため、利用者が実際の動きを確かめられるのは開発の後半になる。
◯ 正しい 要件定義や設計の誤りがテストの段階で初めて見つかると、前の工程まで戻る大きな手戻りになります。アジャイルは、短い周期ごとに動くものを作って確かめることで、この問題を小さくします。 アジャイルとウォーターフォールの違い
データの収集・加工・分析・学習
要点を読む物体検出のアノテーションでは、画像に写った物体を矩形で囲み、その物体のカテゴリ名を付けることが多い。
◯ 正しい この矩形をバウンディングボックスと呼びます。セマンティックセグメンテーションでは画素ごとにカテゴリを塗り分けるので、作業の手間がさらに大きくなります。 アノテーション
アノテーションは教師なし学習のために行う作業であり、教師あり学習では必要ない。
× 誤り 逆です。教師あり学習には入力と正解の組が必要で、その正解を用意する作業がアノテーションです。教師なし学習は正解ラベルを使わずに学習します。 アノテーション
テキストのアノテーションの例として、文中の人名や地名などの固有表現に印を付け、その種類を書き加える作業がある。
◯ 正しい 固有表現抽出の学習データを作る作業です。ほかに、文章ごとに肯定・否定などの感情ラベルを付ける作業もあります。 アノテーション
COCOは、日常の場面を写した画像に、物体ごとのカテゴリと領域の情報を付けたオープンデータセットで、物体検出やセグメンテーションの研究に使われている。
◯ 正しい COCOの論文では、約33万枚の画像に、約250万個の物体の領域情報を付けたと報告されています。 オープンデータセット
オープンデータセットは誰でも入手できるように公開されているので、個人に関する情報が含まれていることはない。
× 誤り 顔が写った写真や、個人が書いた文章を含むデータセットもあります。使う前に中身と利用条件を確かめ、個人情報の扱いに注意します。 オープンデータセット
日本政府のオープンデータ基本指針は、オープンデータの条件の1つとして、無償で利用できることを挙げている。
◯ 正しい ほかの条件は、営利・非営利を問わず二次利用できるルールが適用されていることと、機械判読に適していることです。 オープンデータセット
コーパスには、文章をそのまま集めたものだけでなく、単語の品詞などの情報を付け加えたタグ付きコーパスもある。
◯ 正しい 文章をそのまま集めたものを生コーパスと呼びます。タグ付きコーパスは、品詞の推定や構文解析などの学習と評価に使われます。 コーパス
大量の文章を集めたコーパスであれば、内容が特定の話題や文体に偏ることはないので、どの用途にもそのまま使える。
× 誤り 量が多くても、集め方によって偏りは生じます。新聞だけ、Webだけといった集め方では話題や文体が偏るため、構成を設計して集める均衡コーパスもあります。 コーパス
国立国語研究所の現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)は、書籍や雑誌、新聞、ブログなど複数の媒体から、構成を設計して文章を集めたコーパスである。
◯ 正しい 約1億語の規模で、ジャンルごとに無作為にサンプルを抜き出しています。特定の媒体に偏らないよう設計した均衡コーパスの例です。 コーパス
同じ患者から撮った複数の画像が、学習用データと検証用データの両方に分かれて入っていると、評価が実際より甘くなるおそれがある。
◯ 正しい 同じ人の画像は互いに似ています。モデルが病気の特徴ではなく患者ごとの特徴を覚えても正解できてしまうため、患者単位でデータを分けます。 データリーケージ
データリーケージが起きていると、検証の精度は低く出るが、本番では予測の精度が上がる。
× 誤り 逆です。本来は使えない情報に頼るので、検証の精度は高く見えます。本番ではその情報が手に入らず、精度が下がります。 データリーケージ
データリーケージは学習用データの件数が少ないことが原因で起こるので、データを増やせば解消できる。
× 誤り 原因はデータの量ではなく、データの作り方や分け方の誤りです。予測時点で得られない情報を除き、分割と前処理の手順を正すことで防ぎます。 データリーケージ