「アルゴリズムとは何か?」を専門家が分かりやすく解説 – GIGAZINE



アルゴリズム」という言葉を知っているにも再度「アルゴリズムとは何ですか? 」と聞くと、よく答えることができるという人は多いだろう。アルゴリズムという言葉とPCが登場する前から、人間の生活に息づいてきたアルゴリズムの正体について、コンピュータ科学の専門家を取材したIT系ニュースサイトMashableがわかりやすく解説してています。

アルゴリズムとは?
https://mashable.com/article/what-is-an-algorithm/

ワシントン大学でコンピュータサイエンスを教えているペドロ・ドミンゴ教授は、Mashableの取材に対し、次の6つのポイントに分けアルゴリズムについて話しました。

◆1:アルゴリズムは、「一連のコマンド」の数
ドミンゴ教授によると、アルゴリズムの定義は、「一連のコマンド」とのこと。 広い意味では、「2 + 2を取得する方法」「ケーキ方式」「憲法に立脚して国家を運営する方法」などもすべてのアルゴリズムであるが、一般的に「PCに何をすべきか指示する一連のコマンド」と呼ばれています。

専門分野であるコンピュータサイエンスのアルゴリズムについてドミンゴ教授は「PCのアルゴリズムは非常に複雑です。足し算も数行のテキストで定義されたアルゴリズムとすることができますが、PCのアルゴリズムは、時の何百万行も及ぶことがあります」と語った。


◆2:PCが登場するずっと前から、人類はアルゴリズムを使ってきた
上記のように、現代では、PCのコンテキストで使用されるアルゴリズムであるが、その歴史は、PCよりもはるかに長い時間前をたどってみると、古代バビロニアで初期農耕社会を管理する計算にまでさかのぼることができとのこと。

PCが発明される前からアルゴリズムが存在したということについてドミンゴ教授は「アルゴリズムを実行するためにはPCが必要ありません。アルゴリズムは、人間が行うことができるからである」と述べた。

20世紀半ばにPCが登場すると、軍隊が移動しながら砲撃するための計算にPCを導入したのを皮切りに、アルゴリズムは、給与計算や天候を予測する計算などの用途で注目を集めるようになった。 そんな現代のアルゴリズムの転機となったのがGoogleの登場です。

Googleを創業したラリーページミスターセルゲイ・ブリン氏は、検索エンジンにページランクというアルゴリズムを内蔵しています。 このページランクは、検索キーワードとサイトの関連性だけでなく、そのサイトがどれだけ接続されているかどうかなどがわかり記事の評判などを大規模に評価することができるという点で画期的なものとした。


◆3:現代あちこちアルゴリズムが存在する
PCとインターネットの普及に伴い、アルゴリズムは、生活のいたるところで見られるようになりました。 たとえば、パーソナライズされたFacebookのニュースフィードまたはAmazonが商品をユーザーに助言のための構造もアルゴリズムで構成されています。

また、ドミンゴ教授によると、食器洗い機は、洗浄モードで乾燥モードに切り替えるタイミングと自動車による燃料消費量と供給の計算は、デジタルアニメーション映画が人物の影を現実そのまま再現する方法など、実に様々なものがアルゴリズムに基づいとすること。

「私たちがPCやインターネットを使用する際、そこには確かにアルゴリズムが参加しています。最近では、いろいろな種類のもののアルゴリズムに参加している。」とドミンゴ教授は言った。


◆4:アルゴリズムと機械学習
技術の進歩に応じて形状を変えてきたアルゴリズムは、人工知能(AI)の一種である機械学習の登場で、さらに新たな変化を迎えています。 PCにコマンドをするためのアルゴリズムは、プログラマによって非常に細かく書かれています。 これ料理のレシピに例えると、まずタマネギは何なのかを定義して、タマネギをみじん切りにし、炒めるなどのステップを一つずつ指示しているようだ。

しかし、料理に慣れている人ならレシピに「日焼けのタマネギ」と書かれているのを見るだけで自分で考えて、タマネギを炒めることができます。 同様に、機械学習を介して教育することにより、PCは、独自のアルゴリズムを開発し、目標を達成することができます。

ドミンゴ教授は「PCは人間にプログラムされている代わりに、自分自身をプログラムすることを学ぶことになります。これは非常に強力である。なぜなら、人間の介入がほとんど必要とせず、非常に複雑なアルゴリズムを生成することができるからである」と述べた。


◆5:アルゴリズムは決して完璧ではない
PCに慣れていない人は、なんとなく「アルゴリズムは、完璧なもの」と考えがちですが、ドミンゴ教授は「アルゴリズムは、人間のような欠陥があることが隠れている」と指摘しています。

その大きな要因の一つが、「偏見」です。 人間とは異なり、機械学習を用いたアルゴリズムは、偏見がないと思われがちですが、現実はその逆の学習に使用されたデータにバイアスが含まれている場合、バイアスさらに強固になってしまうこと。

たとえば、米国の医療システムは、人種に関する情報が含まれていませんが、システムが参照医療費のデータが一方的に偏っていたため、結果的に人種偏見を除去することが不可能なほど人種差別が発生したことが問題になりました。

医療システムに組み込まれたアルゴリズムの人種偏見をなくすことは困難で – GIGAZINE


◆6:それでもアルゴリズムは、世界を変える力を持って
ドミンゴ教授は「インターネットやソーシャルメディアなど、私たちが当たり前だと思っているのは、すべてのアルゴリズムなし存在しなかっただろう」と指摘した。 たとえ完璧ではなくても、アルゴリズムは、世界を変える力があるとの見方を示した。

さらに、ドミンゴ教授は「過去の産業革命が手工業的にしたことを現代のアルゴリズムは、脳の労働にしようとしています。つまり、アルゴリズムは、知性の自動化と呼ばれます。そして、アルゴリズムが公正になるか偏っものになるか、有益なものになるか、有害なものになるかどうかは、私たちにかかっている」と述べたアルゴリズムの説明を仕上げました。

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