生成AIの開発は、単にプログラムを書く作業ではなく、**「大量のデータからパターンを学習させ、未知のアウトプットを生み出す能力を育てる」**というプロセスです。
現在、世界中で行われている生成AI開発の具体的なステップと、それを支える必須技術について解説します。
1. 生成AI開発の4つの主要ステップ
生成AI(特にChatGPTのような大規模言語モデル:LLM)の開発は、主に以下の工程で進められます。
① データの収集と前処理(Data Preparation)
AIの「教科書」となる膨大なデータ(テキスト、画像、コードなど)を集めるフェーズです。
収集: ウェブ上の公開データ、書籍、論文などを数兆トークン規模で集めます。
クリーニング: 重複データや有害なコンテンツ、個人情報などを取り除き、学習に適した形式に整えます。
② 事前学習(Pre-training)
「基盤モデル」を作るための最もコストと時間がかかる工程です。
学習: 巨大な計算リソース(数千個のGPUなど)を使い、データの中にある単語や画素の「つながり(確率)」を数ヶ月かけて学習させます。
成果物: これにより、文脈を理解したり画像を生成したりする**「基盤モデル(Foundation Model)」**が完成します。
③ ファインチューニング(Fine-tuning)
基盤モデルを、特定の用途(対話、要約、医療用など)に特化させる「仕上げ」の工程です。
指示学習: 「質問に対して答えを生成する」という形式の高品質なデータセットを追加で学習させます。
RLHF(人間からのフィードバックによる強化学習): AIの回答を人間が評価し、より「人間らしく、安全で、役に立つ」回答をするように微調整します。
④ 推論と評価(Inference & Evaluation)
実際にユーザーの入力に対して回答を生成し、その精度や安全性を検証します。
ベンチマークテスト: 推論能力や知識量を測定する試験を行い、合格すればサービスとしてリリースされます。
2. 開発に不可欠な「3つの必須技術」
生成AIを開発・運用するためには、以下の技術要素が欠かせません。
1. Transformer(トランスフォーマー)技術
現在の生成AIの心臓部といえるニューラルネットワークの構成(アーキテクチャ)です。
Attention(注意)機構: 文脈の中で「どの単語が重要か」を判断する技術。これにより、長い文章の前後関係を正確に把握できるようになりました。
2. GPU(画像処理装置)と分散学習
AIの学習には天文学的な計算量が必要です。
GPU: 高速な並列計算が得意なプロセッサ(NVIDIA製など)を数千枚規模で連結して使用します。
分散コンピューティング: 巨大な計算を複数のサーバーに分割して処理する高度なインフラ技術が必須です。
3. パラメータ最適化と量子化
AIの「知能の密度」を調整する技術です。
パラメータ: ニューロン同士のつながりの強さを表す数値(GPT-4では数兆個と言われる)。
量子化: 高性能なモデルを、より少ないメモリで動かせるように数値を圧縮する技術。これにより、スマホやPC上でも高速にAIが動くようになります。
3. 開発における最新のトレンド:RAG
最近では、AIモデル自体をゼロから作るのではなく、既存のAIに外部の最新知識を組み込む**RAG(検索拡張生成)**という手法も主流です。
| 手法 | 特徴 | メリット |
| ゼロからの開発 | 独自の知識体系を持つAIを作る | 性能を最大化できる |
| RAG(検索拡張) | 外部データベースを参照させる | 最新情報や社内情報に対応しやすい |
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生成AIの開発には、これら膨大なリソースと高度な数学的・工学的技術が組み合わさっています。次は「信頼性の向上」に向けた具体的な技術(ハルシネーション対策など)について詳しくお伝えしましょうか?
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