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レッツ落書き GoogleのAIが、あなたの下手くそな絵を判別します

レッツ落書き GoogleのAIが、あなたの下手くそな絵を判別します

AIは、近年さまざまな分野で話題を集めています。その理由は、AIが機械学習というプロセスによって人間が一つひとつ教えなくても物事を学んでいけるようになったからです。Googleも、AIの分野に力を入れており、私たちが実際に使うことのできるAIアプリケーションを公開しています。「Quick,Draw!」もその1つです。これは、私たちの落書きをAIが認識し、それが一体何の絵なのかを判別する、というものです。Aiは答えを教えなくても、自ら正解にたどり着くことができてしまうのです。話は変わり、今度の主役は「セメント」です。実は、セメントにはCO2を吸収する効果があることをご存知ですか? YouTubeのサイエンス系動画チャンネル「SciShow」。今回は、AIとセメントの2つの科学ニュースについて解説します。

シリーズ
SciShow
2016年11月25日のログ
スピーカー
Olivia Gordon(オリビア・ゴードン) 氏
参照動画
Quick, Draw!: Doodling for Science

落書きをAIが判別する時代に

オリビア・ゴードン氏 制限時間内にできるだけ早くお絵かきをして、その落書きが何かわかったら答えを叫びます。そんな白熱するゲームはピクショナリー(注:描いたイラストが何か当てるゲーム)だけではなく、グーグルの「Quick, Draw!」です。 ピクショナリーは何を描いているのか人が当てますが、「Quick,Draw!」ではAI(人工知能)が当てるのです。よくあるネットの暇つぶしゲームに見えますが、実はコンピュータの学習方法について多くのことを学べます。 遊び方はこんな感じです。まず20秒以内に何か絵を描きます。クリップのような簡単なお題もあれば、移動する動物の群れのように難しいお題もあります。 上手に描けたらAIが何かを当ててくれますが、時にはAIにはわからなくても人間には当てやすい場合もあります。例えば、私が描いた靴とあなたが描いた靴はぜんぜん別物でしょうけど、人間の脳はどちらも靴として認識します。 Image01 コンピュータにこれを教えようとするなら、そうした「靴らしさ」、靴としての要素を教えなければいけないのですが、「Quick,Draw!」ではまさにそれをしているのです。人間の脳の学習方法を真似たコンピュータの仕組みを、ニューラルネットワークといいます。脳には無数のニューロンと呼ばれる細胞が備わっており、互いに信号を送りながらとても複雑につながっています。 ニューラルネットワークは、ニューロンの代わりにノードと呼ばれる演算器の集合体で構成されており、ノードが絡み合って動作する階層に分かれています。最初の入力層は、入ってきた信号を特定のパラメータやルールに従って、次の隠れ層という階層に割り振ります。 隠れ層でさらに振り分けたりしながら、最終的に出力する最後の層に送っていきます。「Quick,Draw!」 はこんな仕組みで落書きを当てているのです。 それではQuick,Draw! に靴を当てさせてみましょう。最初の入力となるのはあなたのイラストです。 Image02 最終的にAIに靴だと出力させればいいわけですね。ニューラルネットワークは自身がが持っている靴のイメージをチェックして、「靴らしさ」を見つけようとします。 Image03 Image05 Image04 AIは靴と判定するでしょうか、それともクロックスだと考えるでしょうか。 Image06 正解したかどうかによって、AIは判定基準を一層研ぎ澄ましていきます。各ノードにはその判定の結果に及ぼす重要性を表す、重みがかけられていきます。例えば、靴紐があるかどうか、ヒールがあるかどうかは靴にとって重要な要素でしょうか。 どちらにしても、プログラムはその度に靴らしさに関するさらなる情報を得ていきます。学習して経験を積んでいく様はまさに私たちと同じです。 特筆すべきなのは、例えばそれが空母であっても、どんな特徴があるのかニューラルネットワークにいちいち教える必要がないという点です。数千にも及ぶ落書きからニューラルネットワークが自ら学習していく過程は、機械学習と呼ばれています。 「Quick,Draw!」で動作しているGoogleAIは、落書きの形や描いているときの筆の動きも認識して解析しているのです。「Quick,Draw!」はGoogleが最近公開したAI関連技術の1つです。ゲームとして楽しみ、ニューラルネットワークに学習させ、多くの人によって機械学習の技術が発展されるようにしたのです。 もしまだなら、ぜひ「Quick,Draw!」をプレイしてみてください。

セメントがCO2を吸収している?

コンピュータと人間の両方がデータを必要とする時があります。地球の大気を調べる時はとくにそうでしょう。 今週発表されたネイチャー・ジオサイエンス誌によれば、80年間の大気中の二酸化炭素量を調べたところ、長年にわたってセメントが二酸化炭素を吸収していることがわかりました。セメントは重宝される材料です。コンクリートやモルタルといった、町中のハトがとまれる灰色の場所には大抵使われています。 しかしその生産過程では大気中に二酸化炭素を排出します。実際、2013年には全産業の化石燃料による二酸化炭素排出の5%をセメントの生産が占めたのです。 セメントは、石灰岩というほとんどが炭酸カルシウムでできた石からできています。
石灰岩は炭酸カルシウムや生石灰を「か焼」という工程を経てセメントに加工されますが、その際に大量の炭素が二酸化炭素へと変化して排出されるのです。
言うまでもありませんが、その際に燃やされている化石燃料からも二酸化炭素は排出されています。こうした化学反応には両方の反応があります。つまり、か焼の反対に「炭酸化」という現象が起こるのです。 長い時間をかけて空気中の二酸化炭素がビルや橋のセメントの内部に侵入し、酸化カルシウムと反応して元の炭酸カルシウムへと戻るのです。研究者たちは、1930年から2013年までの間にセメントが生産された時に排出された二酸化炭素のうち、43%がコンクリートジャングルに吸収されたと概算しています。 しかしこの43パーセントはセメントが作られる時に反応した二酸化炭素だけが含まれていて、化石燃料からの排出は含まれていません。やはりセメントは膨大なカーボンフットプリント(注:対象物の製品ライフサイクルを通したCO2の排出量)なのです。高層ビルはそこに建っている間二酸化炭素を吸収し続けるので多少はマシ、という程度です。

  

SciShow

Hank Green(ハンク・グリーン)たちがサイエンスに関する話題をわかりやすく解説するYouTubeチャンネル。

・公式チャンネル

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