強化学習とファインチューニングの違いについて

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機械学習の文脈でよく登場する「強化学習(Reinforcement Learning)」「ファインチューニング(Fine-tuning)」

どちらも「AIを賢くする方法」ではありますが、学習の考え方・必要なデータ・得意分野は本質的に異なります。

本記事では、定義の厳密さを保ちながら、実務でも誤解なく使える形で両者の違いを整理します。

目次

結論を先に:最大の違いは「教え方」

観点ファインチューニング強化学習
学習の基本正解例を与えて調整試行錯誤で報酬を最大化
教師データ多くの場合は必要(SFT)正解ラベルは不要
フィードバック正解/不正解報酬(良し悪し)
得意分野業務特化・安定性最適化・戦略学習
実装難易度比較的低い高い

ファインチューニングとは何か

定義

ファインチューニング(fine-tuning)とは、事前学習済みのモデルを、特定の目的・タスク・ドメインに適応させるために追加学習を行うことです。

現在のAI開発では、

事前学習 → ファインチューニング

という構成がほぼ標準になっています。

教師ありファインチューニング(SFT)が主流

実務で使われるファインチューニングの多くは教師ありファインチューニング(Supervised Fine-Tuning:SFT)です。

例(文章分類)

入力:この商品は本当に使いやすい
正解:ポジティブ

モデルは

  • 出力が正解とズレた分だけ誤差を計算し
  • パラメータを微調整する

これを繰り返すことで、特定用途に最適化されます。

「正解データは必須」ではない点に注意

一般的にはSFTが主流ですが、厳密には以下もファインチューニングと呼ばれる場合があります。

  • 特定ドメインのテキストを追加学習(ラベルなし)
  • 自己教師あり的な追加事前学習
  • ドメイン適応(Domain Adaptation)

そのため、正確には

ファインチューニングは「必ず教師あり」ではないが、
実務では教師あり(SFT)が圧倒的に多い

と理解するのが適切です。

ファインチューニングの特徴まとめ

メリット

  • 学習が安定しやすい
  • 少量データでも効果が出やすい
  • 結果の再現性が高い

デメリット

  • 正解データ作成コスト
  • 想定外ケースへの柔軟性は限定的

強化学習とは何か

定義

強化学習(Reinforcement Learning)とは、エージェント(AI)が環境と相互作用しながら、報酬を最大化する行動戦略(方策)を学習する枠組みです。

最大の特徴は、

「正解行動」を直接教えない

点にあります。

強化学習の3要素

要素内容
エージェント行動主体(AI)
環境行動の結果が返る世界
報酬行動の良し悪しを示すスカラー値

学習の基本サイクル

  1. 状態を観測
  2. 行動を選択
  3. 環境が変化
  4. 報酬を受け取る
  5. より良い行動を学習

この試行錯誤のループが強化学習の本質です。

「正解を教えない」はどういう意味か

強化学習では、

  • 「この行動が正解」とは教えない
  • 「良かったか/悪かったか」だけが返る

ただし実際には、

  • 報酬設計(reward shaping)
  • 人間のデモ(模倣学習)
  • 人間の好みを使った評価(RLHF)

など、学習を誘導する仕組みは多く使われます。

試行回数についての正確な理解

よく「強化学習は何百万回も試す」と言われますが、

  • これは Deep RL + シミュレーション環境 で多い傾向
  • オフラインRLや制約付き環境では必ずしもそうではない

という点は補足が必要です。

ファインチューニングと強化学習の思想的な違い

教え方の違い

  • ファインチューニング
    →「この入力にはこの出力が望ましい」
  • 強化学習
    →「今の行動はどれくらい良かったか」

人間の学習に例えると

人間AI
解答集で勉強ファインチューニング
失敗しながら上達強化学習

ChatGPTと両者の関係(誤解されやすい点)

ChatGPTのような会話モデルは、

  1. 大規模データでの事前学習
  2. 教師ありファインチューニング(SFT)
  3. RLHF(人間のフィードバックを使った強化学習)

という流れをベースにしています。

重要なのは

  • 知識・文法・基礎能力 → ファインチューニング
  • 振る舞い・安全性・好ましさ → 強化学習

という役割分担です。

※ 実際のプロダクトでは、これに安全フィルタや追加調整が加わります。

実務での使い分け指針

ファインチューニングが向いているケース

  • 正解が定義できる
  • 業務が定型的
  • 安定した出力が必要

  • SEO記事生成
  • 問い合わせ分類
  • 広告文テンプレ生成

強化学習が向いているケース

  • 正解が一意でない
  • 長期的な最適化が必要
  • 試行錯誤が本質

  • 広告入札最適化
  • レコメンドCTR最大化
  • ゲーム・シミュレーションAI

まとめ

  • ファインチューニング
    • 事前学習モデルを用途特化
    • 多くは教師あり(SFT)
    • 安定性・実務適性が高い
  • 強化学習
    • 報酬を通じた試行錯誤
    • 正解行動は直接教えない
    • 最適化・戦略問題に強い

以上、強化学習とファインチューニングの違いについてでした。

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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