今さら聞けない人工知能の基礎知識

2017年5月27日

最近なにかと話題の人工知能ですが、「人間が機械にとって代わられてしまう」「もうあくせく働かなくてよくなる」「SF映画の未来社会みたいに何でも自動でやってくれる」というようなぼんやりした知識はあっても、それがどんなものかということまで知っている人はまだ少ないのではないでしょうか。
友だちから「人工頭脳って何？」と聞かれたら、あなたはどのように答えるでしょうか。

そもそも人工頭脳って何？

人間の脳は、日々知的な作業を繰り返しています。人工知能とは、その人間が行う知的な作業をそのまま代行するコンピューターのことです。
人間は言葉を喋り、理解する動物です。人間の作業を代行するなら、コンピューターも言葉を話し、理解することが必要になります。この「理解」ということが問題です。どこまでコンピューターが論理的な推論を行うことができるかということが、人工知能を開発する上で大きな課題になります｡経験を積み重ねていくことによって、コンピューターが学習するシステムなどが備わっていることも要求されています｡

大雑把に人工頭脳と呼ばれるものの、明確な定義もそれ程なくて、人工頭脳の研究している人たちや機関などによっても解釈の仕方や認識には違いも相当ありそうです｡

人工頭脳の歴史をちょっとだけ探ってみよう

人工頭脳は、夢のような未来を実現してくれる憧れの対象として考えられてきました。

人工頭脳の開発や話題の盛り上がりは、何度も高まったり沈静化したりということを繰り返してきました。
初めて人工知能というものが思い描かれたのは1956年のことです。アメリカのダートマス大学である会議が開催され、参加者は「人間と同程度に知的なマシン」を実現するための資金を提供されました。代数問題や幾何学の定理証明、英会話など様々なプログラムが開発されることになりました。
こうして始まった人工知能研究を第１のブームとすると、1980年代には第２次ブームがありました｡専門家の知識をもとに質問に答えたり問題を解いたりする「エキスパートシステム」が世界中の企業で採用され、日本政府も第５世代コンピュータプロジェクトで人工知能研究に積極的に資金提供を行いました。

そして現在は第３次ブームと言われています。
当初のダートマス会議から半世紀以上たって、人工知能は当初の目標のいくつかを達成できるところまで進化しましたが、当初夢見られた「人間並みの知能」はいまだに実現できていません。産業界の様々な場所で利用されているロボットを実現することができたのは、コンピュータの性能が向上したことばかりではなく、人工知能に代替させる作業を具体的に特定し、そこに技術を集中させた結果です。様々な領域に分化した人工知能の研究は、それぞれの領域に特定の課題を解決することで進展してきたのです。

３回の人工知能ブームの合間には「冬の時代」があり、開発の行く末が見失われるような期間もありました。最近では、「ディープラーニング」の実用化が成功したことにより、人工知能やAIという文字をニュースの中で見かけない日が少ないほどの人工知能ブームであると言えます。

人工知能の発展の歴史については、「そもそも人工知能はどのように発展してきたのか」という別記事にまとめましたので、参考になさってください。ディープラーニングについては、「機械学習で一気に実用化に向かう人工知能の最前線」、人間の大脳皮質の仕組みやニューラルネットワークについては「人工知能はどのように人間の大脳皮質を模倣しているか」という記事を参考にしてください。

人工頭脳にはどんな種類があるの？

人工頭脳を理解するための分類の仕方に、「特化型人工知能（Narrow AI）」と「汎用人工知能（Artificial General Intelligence（AGI）」というものがあります。
「特化型人工知能」とは、個別の領域に特化して能力を発揮するタイプの人工頭脳、「汎用人工知能」は、多様で複雑な問題を解決できる人工頭脳のことです。
囲碁対局を行う人工知能や、最近もっぱら話題になることが多い自動車を操縦する人工知能、画像の中から特定の人の顔などを判別する人工知能といったものは、「特化型人工知能」に属するものであり、囲碁や自動車操縦、画像識別という領域においてのみ、人間以上の驚異的パフォーマンスを発揮してくれます｡
特化型人工知能は、扱う領域によって５つのタイプに分かれています。
具体的には、言語の解析などを行う言語系、画像を認識して処理する画像系、音声を認識して処理する音声系、機械や乗り物の操縦などを行う制御系、複雑なシステムなどの最適化を行う推論系です。たとえば囲碁を行うのは推論系、自動車を操縦するのは制御系、画像を識別するのは画像系ということになります。

一方、より多様で複雑な問題を解決する「汎用人工知能」は、「まだ長い期間を要する」もしくは「実現不可能」と考えられており、研究者の夢にとどまっています。

人口知能開発の今後の課題は？

今ある人工知能は、すべて、上で述べた特化型人工知能であるといえます。人間の脳が行ってきた知的作業の一部を代替するものであり、人間の脳機能のすべてを代替する汎用人工知能ではありません。人間の脳の機能仕組み自体、まだすべてが解明されたわけではないので、それを代替する人工知能が実現していないのは当然のこととも言えます。
将来的には、意志を持ち自ら課題を発見し、自律的に能力を高めてゆく人工知能が登場するかもしれません。
汎用型人工知能を開発するということは、人間と同様の「生命」に限りなく近いものを作るということです。現段階では生命には及びもつかない人工頭脳に生命を与えるにはどうしたらいいか、日夜研究している人たちがいます。
そのために解決しなければならない課題には、次のようなものがあると言われています。

フレーム問題

そもそも、特化型人工知能というのは、特定の範囲やテーマという「フレーム」を設定して、その中でコンピュータに識別させたり、推論させたり、制御させたりするというものです。人間の知的作業はそういったフレームに縛られることがありませんが、同じことを人工知能に求めると、現実の世界で起こる可能性があるすべての事象を考慮して結果を出すということになり、その処理には無限の時間がかかってしまうことになります。この問題を解決しないかぎり、人間の知的作業を代替する人工知能は実現しません。

記号接地問題

人間には、記号（シンボル）という概念があります。たとえば、「馬」という物の意味、「縞」という状態の意味を知っている理解することによって、「シマウマ」とはとは「縞のある馬」だということを理解できます。ところがこの作業を行うことができる人工知能はまだ実現できていません。

心身問題

人間における心と身体の関係は、まだ解明されたわけではありません。脳の働きであり、物質ではない心が、物質である身体に影響を与えることができるのはなぜか、またその仕組みはどうなっているかはわからないのです。逆に肉体が心に影響を与える仕組みもわかりません。意識とは何か、意欲とは何か、そうしたことが解明されないと人工知能が人間と同じように処理を行うことはできません。

こういったことの多くは哲学的なものを含んでおり、それを完全に解決することが来るかどうかは、現状ではまったく不明です。

まとめ

以上、人工知能がどんなものかということについて、最新の状況まで含めて駆け足で紹介してきました。
残念ながら、人工知能には様々な限界があることがわかっています。今ある人工知能には、自分が何者なのかということすら理解することはできません。
その一方で、人間の能力をはるかに超えるような知的作業を実現している領域も多くあり、さらに応用されていくことは間違いないでしょう。
私たちは、そうした現実を正しく理解して向き合っていく必要がありそうです。