機械学習の歴史について

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私たちが日常的に使っている検索、SNS、レコメンド、音声認識、そして生成AI。

これらを支えているのが「機械学習」です。

しかし、この技術は一朝一夕で完成したものではありません。

70年以上にわたる研究の積み重ねの結果として、いまのAIの姿があります。

ここでは、1950年代から2020年代に至るまでの機械学習の歩みを、「どの技術が、何を突破し、次の時代を切り開いたのか」という視点で丁寧に追ってみます。

目次

1950〜1960年代:AIの胎動と“学ぶ機械”の誕生

1950年:チューリングが残した問い

アラン・チューリングは論文の中で「機械は思考できるか?」という本質的な問いを投げかけました。

後にAI研究の出発点となる「チューリングテスト」もここで提案されます。

1952〜1955年:サミュエルの学習するチェッカー・プログラム

IBMのアーサー・サミュエルは、1952年にチェッカーのプログラムを作成。

さらに1955年頃には、自分自身との対局を繰り返し、強くなる“学習型”プログラムを完成させます。

これは、機械が経験を元に性能を高めた初の事例として知られています。

1957年:パーセプトロンが示した「学習モデル」の概念

フランク・ローゼンブラットが発表したパーセプトロンは、今日のニューラルネットの原点となるモデルです。

入力から重み付けを経て結果を出すという考え方は、機械学習の核となっていきます。

1960〜1970年代:パーセプトロンの挫折とAI冬の時代

1969年:『Perceptrons』が突き付けた構造的限界

ミンスキーとパパートは、単層パーセプトロンが扱えない問題(例:XOR)を厳密に指摘。

これによりニューラルネット研究は失速します。

“AI冬の時代”の到来

1970〜80年代は、

  • ルールベースAIへの過大な期待と失望
  • 計算資源の不足
  • パーセプトロンの限界

が重なり、AI研究全体が冷え込むことになります。

1980〜1990年代:ニューラルネットの復活と統計的学習の強化

1986年:誤差逆伝播法(Backpropagation)が復権の口火に

Rumelhart・Hinton・Williams による研究でBPが再評価され、多層ニューラルネットの実用的な学習が現実味を帯びます。

統計的学習手法が急速に成熟

同じ頃、より理論的で扱いやすい手法が続々登場します。

  • ロジスティック回帰
  • kNN
  • ナイーブベイズ
  • Decision Tree / CART
  • Boosting

機械学習の骨格ともいえる手法が、この時代にほぼ出揃いました。

1990年代前半〜1995年:SVMが“王者”として君臨

Cortes & Vapnik により現代的なSVMの形が確立。

最大マージンというシンプルなコンセプトは強力で、1990年代後半の機械学習を牽引する存在となりました。

1998年:LeNet-5が深層学習の実用性を証明

手書き数字認識で成果を上げた LeNet-5 は、今日のCNNの原型ともいえるアーキテクチャを備えています。

深層学習の長い歴史の中で、最初の実用的成功例といえる存在です。

2000年代:ビッグデータ時代と機械学習の拡大期

データの爆発と計算資源の進化

インターネット、スマホ、クラウドの普及により、データ量が指数関数的に増加。

同時にGPUが安価に利用できるようになり、より複雑なモデルが扱えるようになります。

2001年:Random Forest の登場

数百の決定木を組み合わせるランダムフォレストは、

  • 高い性能
  • 安定した精度
  • 実務で使いやすい
    という強みから広く普及しました。

この時期、SVM、Boosting、RandomForest が多くの分野で成果を上げ、深層学習はまだ主役ではありませんでした。

2010年代:深層学習の再誕とブレイクスルー

2006〜2011年:ディープラーニングの再評価

Hinton らによる Deep Belief Network や Autoencoder の研究をきっかけに、「多層ニューラルネットは本当に使えるか?」という議論が再燃します。

2012年:AlexNet が“AI革命”の引き金を引く

ImageNetコンペティションで、AlexNet が他手法を圧倒。

GPUを駆使した深層学習は、ここで世界中の研究者に一気に広がりました。

2014年:GANが生成分野の可能性を解き放つ

生成と識別の“対決”構造を持つGANは、画像生成やアート、フェイク技術など幅広い応用を生み出します。

2017年:Transformer がAIの基盤を塗り替える

“Attention Is All You Need” の登場により、CNNやRNNに頼らないまったく新しい構造が誕生。

この技術は後のBERTやGPTシリーズへとつながり、現在のAIブームの土台となりました。

2020年代:大規模モデルと生成AIの時代へ

GPT-3(2020):巨大モデルによる性能向上が証明される

1750億パラメータという圧倒的なスケールで、自然言語処理の性能が飛躍的に向上します。

ChatGPT(2022):AIの民主化

対話型のAIが一般ユーザーに一気に普及し、AIが日常生活に溶け込む時代が始まりました。

GPT-4・GPT-4o(2023〜2024):汎用AIへの大きな一歩

マルチモーダル化により、テキスト・画像・音声を統合して理解する能力が進化。

AIが“使うもの”から“共に作業する存在”へと変わりつつあります。

機械学習を進化させた3つの力

  1. 理論の飛躍
     パーセプトロンからTransformerまで、長い年月をかけて構築された数理モデル。
  2. 計算資源の向上
     GPU・TPUの進化が深層学習を現実的なものにした。
  3. データの爆発的増加
     インターネットとスマホがAIに“燃料”を与えた。

これらの要素が折り重なり、いまのAI技術を生み出しています。

以上、機械学習の歴史についてでした。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。

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