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2025年9月25日
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用語集

シンボリックAI

シンボリックAIをご覧ください。ルールベースのシステムが人間の推論をどのように模倣し、ロジックと最新のAIを融合させて、堅牢で説明可能なソリューションを実現するかを学びます。

シンボリックAIは、しばしばGood Old-Fashioned AI(GOFAI)と呼ばれ、明示的なルールとシンボルを通じて人間の知識を表現することに焦点を当てた人工知能(AI)の一分野です。このアプローチは、1950年代から1980年代後半にかけてAI研究の主要なパラダイムでした。現代のデータ駆動型の手法とは異なり、シンボリックAIは、現実世界の概念を表すシンボルを操作することによってインテリジェンスを実現できるという原則に基づいて動作し、一連の論理規則によって制御されます。ジョン・マッカーシーのような先駆者によって提唱された中心的なアイデアは、人間の演繹的論理と同様の方法で世界について推論できるシステムを構築することでした。

記号AIの仕組み

シンボリックAIシステムは通常、知識ベースと推論エンジンの2つの主要なコンポーネントで構成されています。

  • ナレッジベース: 事実、概念、およびそれらの関係を含む構造化されたデータベースであり、すべてシンボリック言語でエンコードされています。この知識は、多くの場合、人間の専門家によって手動でキュレーションされます。この概念の最新の同等のものは、ナレッジグラフで見ることができます。
  • 推論エンジン: 新しい情報を導き出すか、意思決定を行うために、知識ベースに論理的推論を適用する一連のルールとアルゴリズム。これは、次のような形式論理を使用します。 IF-THEN ステートメントを用いて、クエリを処理し、問題を解決します。このプロセスは非常に透明性が高く、以下において重要な基盤となっています。 説明可能なAI(XAI).

LispPrologのようなプログラミング言語は、このルールベースのプログラミングスタイルをサポートするために特別に開発されました。

シンボリックAI vs. 機械学習

シンボリックAIは、高度なコンピュータビジョン(CV)モデルであるUltralytics YOLOを含む、最新のAIアプリケーションの基盤である機械学習(ML)とは根本的に異なります。

重要な違いは、知識の獲得方法にあります。

  • シンボリックAIはトップダウンのアプローチです。 人間の専門家がルールと知識を明示的にシステムにプログラムします。システムの推論は、この事前に定義された知識に限定されます。
  • 機械学習はボトムアップのアプローチです。 モデル、特に深層学習ニューラルネットワーク(NN)を使用するモデルは、大量の学習データを分析することで、パターンと関係性を暗黙的に学習します。例えば、YOLOモデルは、「車」や「人」を構成する明示的なルールを教えられるのではなく、ラベル付けされた何千もの画像で学習することで、物体検出を実行することを学習します。

MLモデルは複雑な非構造化データの処理に優れていますが、その意思決定プロセスは不透明になる可能性があります。対照的に、シンボリックAIの推論は簡単に追跡でき、説明責任とAI倫理が最も重要なアプリケーションにとって重要です。

現実世界のアプリケーションと事例

今日では一般的ではありませんが、シンボリックAIはいくつかの重要なアプリケーションを支えており、その原則は依然として重要です。

  1. エキスパートシステム: これらは、シンボリックAIの最も成功したアプリケーションの1つでした。エキスパートシステムは、特定のドメインにおける人間の専門家の意思決定能力をエミュレートするように設計されています。たとえば、MYCINは、重度の感染症を引き起こす細菌を特定し、抗生物質を推奨するために1970年代に開発された有名なエキスパートシステムでした。これは、医療専門家から得られた約600のルールの知識ベースを使用していました。
  2. 初期の自然言語処理(NLP): 統計的手法と大規模言語モデル(LLM)の台頭以前は、NLPシステムは記号的アプローチに依存していました。それらは、形式文法と構文規則を使用して文を解析し、言語構造を理解していました。初期の自動文法チェッカーと機械翻訳システムは、これらの原則に基づいて構築されました。

未来:ハイブリッドAI

シンボリックAIの限界(特に、新しい状況や曖昧な状況に直面したときの脆さや、知識ベースを拡張することの難しさ)が、MLの台頭につながりました。しかし、将来はおそらく、両方のアプローチの強みを組み合わせたハイブリッドAIモデルにあるでしょう。シンボリックAIの論理的推論をMLのパターン認識能力と統合することで、開発者はより堅牢で透明性が高く、有能なAIシステムを作成できます。これらのハイブリッドシステムは、基盤モデルの学習プロセスを強化するために、シンボリックシステムの構造的知識を活用することを目指しており、これはニューロシンボリックAIなどの分野で研究されています。Ultralytics HUBのようなプラットフォームは、MLモデルのデプロイメントを効率化し、いつの日かこれらのハイブリッド技術を組み込む可能性があります。

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