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1 人工知能 : 統語論と意味論の狭間で 橋田浩一

2 技術的特異点 (Technological Singularity) 人工物が知性において人間を越えることによって技術の進歩の様相が変化する その瞬間 Raymond Kurzweil 一般に技術は Moore の法則 ( 半導体回路の集積度は 1.5 年で 2 倍になる?) のように指数的に進歩する 技術的特異点は 2045 年に訪れる 深層学習などの機械学習の技術における最近の進歩 しかし Moore の法則のようなパターンで発展する技術分野とそうでない分野があるのでは? 2

3 3 自然言語解析 (1) 健が自転車で逃げる奈緒美を追う 形態素解析 精度 99.?% 健が自転車で逃げる奈緒美を追う 構文解析 精度 <92% 健が自転車で逃げる奈緒美を追う 健が自転車で逃げる奈緒美を追う

4 4 自然言語解析 (2) 主題役割の同定の失敗 未知語 Google 翻訳 語義の同定の失敗 主語の同定の失敗??

5 二十世紀の豫言 明治 34(1901) 年 1 月 2 3 日報知新聞 人工物に関する予言はかなり当たっている : マルコニー氏發明の無線電信は一層進歩して電信のみならず無線電話は世界諸國に聯絡して東京に在るものが倫敦紐育にある友人と自由に對話することを得べし 十九世紀の末年に於て尠くとも八十日間を要したりし世界一周は二十世紀末には七日を要すれば足ることなるべくまた世界文明國の人民は男女を問はず必ず一回以上世界漫遊をなすに至らむ 5

6 6 二十世紀の豫言 ( 続 ) 自然物 ( 複雑系 ) の制御に関する予言は楽観的すぎる : 氣象上の觀測術進歩して天災來らんとすることは一ヶ月以前に豫測するを得べく天災中の最も恐るべき暴風起らんとすれば大砲を空中に放ちて變じて雨となすを得べし 藥劑の飲用は止み電氣針を以て苦痛無く局部に藥液を注射しまた顯微鏡とエッキス光線の發達によりて病源を摘發して之に應急の治療を施すこと自由なるべし ( 中略 ) 切開術は電氣によるを以て毫も苦痛を與ふること無し 獸語の研究進歩して小學校に獸語科あり人と犬猫猿とは自由に對話することを得るに至り從って下女下男の地位は多く犬によりて占められ犬が人の使に歩く世となるべし

7 7 自律適応システム 生命や認知の理解が難しいのは それらが自律的に働く適応的システムだから 適応的システム = 進化的システム (K. Popper) 適応的システムは仮説検証サイクルに基づく 仮説 検証

8 仮説検証サイクル 価値 意味 仮説検証サイクルにより価値の体系的な維持 向上 創造がなされ 安定した意味が生まれる 価値 サバイバル 環境への適応 サイクルはシステムの表現力を増し情報処理過程を複雑化して理解を困難にする サイクル ~ 深さ ( 層の数 ) が無限 原始帰納関数に μ 演算 ( サイクル ) を加えると一般的な帰納関数になり 停止性の判定が不可能になる 多数のサイクルが絡み合った情報処理過程 ( 計算手段 ) ではなく サイクルに対応する価値 意味の組み合わせ ( 計算理論 ) として知能や社会を理解できる? 8

9 9 生命における短期のサイクル 生物の体内には無数の振動がある 各シナプス結合は逆向きのシナプス結合を伴う ホメオスタシス 運動の制御 行動の制御 焦点距離の制御 ( 後述 ) ブローカ失語症 ( 後述 ) 音声知覚の運動理論 ( 後述 )

10 仮説検証サイクルの遍在性 仮説検証によって価値が高まるとは限らないが 価値の体系的な維持 向上 創造には仮説検証が必須 学習と進化が仮説検証サイクルに基づくことは まあ当然 リアルタイムの適応的行動も仮説検証サイクルに基づく 脳のある部位から別の部位に至るシナプス結合があれば 逆向きのシナプス結合もある ホメオスタシス 10 etc.

11 11 焦点距離の制御 ( 武田他, 1989)

12 焦点距離の制御 ( 続 ) 意味的 な距離が大きいほど焦点距離も大きい 12

13 初期視覚の順逆変換モデル 川人光男 乾敏郎 (1991) 視覚皮質の計算理論 再構成からパターン認知記憶まで. 科学, Vol. 61,

14 音声知覚の運動理論 音声の知覚は産出の模擬を伴う 音声の産出は知覚の模擬を伴う 14

15 15 運動理論に基づく音声認識? 運動の表出としての弁別素性 弁別素性の間の組合せと遷移のモデル 音素

16 ロボットの並列型アーキテクチャ 服属 (subsumption) アーキテクチャ (Brooks, 1986) アクティブなモジュールのうちで最上位のものが制御を取る 各モジュールと外部との相互作用が仮説検証サイクルと見なせる ロボットの行動は仮説検証サイクルの組合せ 16

17 制約に基づくロボット 並列型アーキテクチャの読み換え 制約の各モジュールがロボットの内外にわたる仮説検証サイクルを含む 制約モジュール プランニング 推論 障害物回避 対象の同定 環境 回遊 探査 17 モニタリング 地図の作成

18 18 手続きに基づく自然言語処理 構文解析 意味解析 語用論的解析 一般的推論 文生成プランニング 表層文生成 出力

19 制約に基づく言語使用のモデル 制約の各モジュールが仮説検証サイクルを含む 非言語的知識 語用論的制約 意味論的制約 音韻論的制約 19 統語論的制約

20 ブローカ失語症 理解はできるが発話ができない? これー あのー あの つえで これはつえ これはつえー これは あのー たいふーが あのー おもに かかって いる ね これは たいふうにあって あの これは わからないです だとすれば 理解と発話のサイクルが基本単位だとの仮説が反証される しかし 実は文法的知識へのアクセスに関する障害 文法的に複雑な文を理解できない The car is pushed by the truck. The girl whom the boy is pushing is tall. 日常会話が理解できるのはそれが主に意味的な情報の処理だから 20

21 21 深層学習 (Deep Learning) ニューラルネットワーク (3 層 ) ホントはこんなにうまく行かない ニューロン シナプス ( 重みの学習 ) 各層のニューロンを増やすより層を深くした方が表現力が高まり過学習が起こりにくいはずだが 層を深くしてまともな学習をする方法が長らく不明だった しかしその方法が 2006 年ごろからわかってきた 従来は人間が考えていた特徴 ( 音声スペクトルとか ) のようなものが中間層に現われる 例 : GoogLeNet

22 22 最重要課題はデータの流通と人力での整備 人工知能の R&D にかかるコストの 90% 超がデータの取得 精製 構造化 文書の読者は人間よりもむしろ機械 1 論文当たりの読者数は減少の一途 PubMed の 300 万件の論文を Watson に読ませる件 人工知能開発競争の主戦場は データの社会的共有 分散 PDS 人力による構造化データ作成 セマンティックコンピューティング

23 病理診断報告書 ( 従来形式 ) 胃全摘検体 小弯長 15.7cm 大弯長 23cm 口側周径 3cm 肛門側周径 4.5cm 1.2cm 長の食道が付いている 胃の上部後壁に 6.5x5cm 大の 2 型腫瘍がある 腫瘍表面は褐色調で 3x2cm 大の潰瘍を有している 肛門側断端からは 11cm 口側断端からは 2cm 離れている 腫瘍は各断端に及んでいない 腫瘍の漿膜側は硬くなっているが 腫瘍の露出は見られない 腫瘍は割面では白色充実性で 出血や壊死は僅かである 以上の主病変とは別に 下部大弯に 3mm 大の亜有茎性ポリープがある 肛門側断端からは 6cm 離れている そのほかの粘膜面に著変はみられない 23 人間にとってもコンピュータにとっても扱いにくい

24 病理診断報告書 ( 木構造形式 ) 上の腫瘍とここのポリープは別々のものであることが木構造からわかるので 以上の主病変と別 である旨は記述不要 24 検体の肛門側断端 腫瘍の表面 腫瘍の漿膜側 検体の割面 最左の行は検体 胃全摘検体 小弯長 16cm 大弯長 23cm 口側周径 3cm 肛門側周径 4.5cm 1.2cm 長の食道が付いている 上部後壁に 6.5x5cm 大の 2 型腫瘍がある 表面は褐色調 凡例 : 主題主題への参照 3x2cm 大の潰瘍を有する 肛門側断端からは11cm 口側断端からは 2cm 離れている腫瘍が露出 各断端に及んでいない 漿膜側は硬くなっているが 露出は見られない 割面では白色充実性で 出血や壊死は僅か 下部大弯に 3mm 大の亜有茎性ポリープ 肛門側断端から 6cm 他の粘膜面に著変なし 検体の大弯 検体に付いている

25 次に重要なのは協調能力の設計 人間が言語を使えるのは下記のようなメタ知識を持っているから? 対称性バイアス 仮説検証サイクルが知能の基本構成要素 リンゴ がリンゴを意味することがわかったらリンゴを指すために リンゴ と発話できる 志向姿勢 他者が自分と同様の知性を持つと想定する 協調バイアス? 他者と共通の利益を指向する これらのメタ知識はDNN 等になく 学習も困難 個別の場合の知識は学習できそうだが一般的なメタ知識は無理っぽい メタ知識は学習せず作り込んでおけば良い? 25 制約

26 26 さしあたり何をすべきか 知識に基づくアプローチ 知識を作る Watson が使う知識を作るのは人間 知識を作る人を育てる 高度な知識を整備する職業を作る 人間と人工物が意味を共有できるコンテンツが日常の生活や業務において大量かつ継続的に生成されるようにする

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