2025年12月18日木曜日

AI のさらなる発展の課題には、1. 利用拡大 、2.多方面への開発、3. 信頼性の向上があります。 ここで2番目の 生成 AI の開発についてどのようなステップで 開発されているのか、必須技術はなんなのか、具体的に解説してください。

 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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