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機械学習(教師あり学習・教師なし学習・強化学習・過学習)
今の制度の過去問(3回分)では、教師あり学習・教師なし学習の手法を選ぶ a〜c の組合せが、1問出ています。
シラバス案 Ver.0.1(2026年8月31日公表)の『4-18-1 機械学習の種類・特徴』
最終更新
よく出る形
- 分類(振り分け)・回帰(数値の予測)と、教師なし学習(正解なし)の手法を選ぶ(3回分で1問)
- 問われるとしたら:事例で、強化学習(報酬を手がかりに学ぶ方法)の説明を選ぶ形
- 問われるとしたら:過学習(学習データに合わせすぎ)の状態を選ぶ形
- 問われるとしたら:精度を確かめるデータの扱い(評価用データ)を選ぶ形
覚えること
- 機械学習:データからパターンやルールを見つけ、新しいデータの識別や予測に使う仕組み
- 教師あり学習:正解(ラベル)を付けたデータで学習する方法
- 分類:教師あり学習で、データをあらかじめ決まったグループに分ける手法
- 回帰:教師あり学習で、データの関係性から数値を予測する手法
- 教師なし学習:正解を付けないデータで学習する方法
- クラスタリング:教師なし学習で、似たデータどうしをグループに分ける手法
- 強化学習:行動に報酬を与え、試行を重ねて、報酬が増える行動を学ぶ方法
- 過学習:学習用データに合わせすぎて、未知のデータでは精度が下がる状態
- 過学習の見分け方:学習用データでは精度が高く、学習に使っていないデータでは低い
- 評価用データ:学習に使わずに取り分け、未知のデータへの精度を確かめるデータ
ひっかけ
- 分類は決まったグループへの振り分け、クラスタリングは正解なしの分け方
- 正解の行動を付けて覚えさせるのではなく、報酬で学ぶのが強化学習
- 過学習は学習用データでの精度が高いのに、新しいデータで下がる
想定問題
4問(四肢択一)。選ぶと、その場で正解と解説が開きます。
この学習方法の説明として、最も適切なものはどれか。
正解:ウ 動かすたびに得られる報酬を手がかりに、試行を重ねて、報酬が多くなる動きを学ぶ。
ポイント
評価を与えながら動き方を学ばせる方法が、強化学習であることを問う問題です。
考え方と解き方
学習に使うデータに正解が付いているか、行動への評価で学ぶかが分かれ目です。評価を与える点を見落とすと、正解付きのデータで学ぶ方法を選びます。
- 事例では、正解の動きを教えるのではなく、動くたびに評価(報酬)を与えています。評価と報酬は同じ物を指します。
- 行動に報酬を与え、試行を重ねて、報酬が増える行動を学ぶ方法は、強化学習です。
- したがって、最も適切なのは ウ です。
ほかの選択肢
- ア 正解のラベルを付けたデータで学ぶ、教師あり学習の説明です。事例には正解の動きのデータがありません。
- イ ラベルのないデータを分ける、教師なし学習(クラスタリング)の説明です。評価を手がかりにする学習ではありません。
- エ 正解付きのデータから数値を予測する、教師あり学習(回帰)の説明です。ロボットの動き方を試行で改善する学習とは合いません。
覚えておくこと
- 強化学習:行動に報酬を与え、試行を重ねて、報酬が増える行動を学ぶ方法
- 教師あり学習:正解(ラベル)を付けたデータで学習する方法
(テーマ・覚えること)
このモデルの状態の説明として、最も適切なものはどれか。
正解:イ 学習用データの特徴に合わせすぎて、未知のデータには当てはまりにくい状態
ポイント
学習用データでは精度が高く、新しいデータで下がるモデルの状態を問う問題です。
考え方と解き方
学習が足りないと考えると、学習用データの精度も低いはずで、事例と合いません。
- 事例のモデルは、学習用データでは高い精度で、学習に使っていないデータでは低い精度です。
- 学習用データに合わせすぎて、未知のデータでは精度が下がる状態を、過学習といいます。
- したがって、最も適切なのは イ です。
ほかの選択肢
- ア 学習が足りない状態なら、学習用データでも精度が低くなります。事例は、学習用データでは高い精度が出ています。
- ウ 正解を付けないデータでの学習は教師なし学習で、グループ分けの話です。事例の原因の説明にはなりません。
- エ 報酬の設定は強化学習の話です。来客数を予測する事例では、報酬を使っていません。
覚えておくこと
- 過学習:学習用データに合わせすぎて、未知のデータでは精度が下がる状態
(テーマ・覚えること)
適切なものだけを全て挙げたものはどれか。
- a 教師あり学習では、学習用データに正解(ラベル)を付ける作業が必要になる。
- b 教師なし学習では、正解を付けないデータから、似た特徴を持つデータのまとまりを見つけられる。
- c 強化学習では、行動を試すことはせず、集めたデータを一度にまとめて与えて学習させる。
正解:ア a、b
ポイント
教師あり学習、教師なし学習、強化学習の説明を、a〜c で判定する問題です。
考え方と解き方
「学習」とあるので、データをまとめて与える学習と混ぜがちです。強化学習では、行動を試して結果を受け取る流れが続きます。
- a は適切です。教師あり学習は、正解(ラベル)を付けたデータで学習します。
- b は適切です。教師なし学習は、正解を付けないデータから、似たデータをまとめるなどを行います。
- c は不適切です。強化学習は、行動に報酬を与え、試行を重ねて学ぶ方法で、データを一度にまとめて与えるものではありません。
- したがって、適切なのは a、b で、ア です。
ほかの選択肢
- イ c も適切としていますが、強化学習は試行を重ねて学ぶので、c は不適切です。
- ウ a が適切なのに入っておらず、不適切な c が入っています。
- エ a、b が適切なのに入っておらず、不適切な c だけになっています。
覚えておくこと
- 教師あり学習:正解(ラベル)を付けたデータで学習する方法
- 教師なし学習:正解を付けないデータで学習する方法
- 強化学習:行動に報酬を与え、試行を重ねて、報酬が増える行動を学ぶ方法
(テーマ・覚えること)
機械学習のモデルの精度を正しく確かめるためのデータの扱いとして、最も適切なものはどれか。
正解:エ 学習に使わないデータを取り分けておき、そのデータでの精度を見る。
ポイント
モデルの精度を確かめるときに、どのデータを使うかを問う問題です。
考え方と解き方
学習に使ったデータは、モデルがすでに合わせ込んだデータなので、高い精度が出ます。そこで測っても、未知のデータへの強さは分かりません。
- 精度を確かめる目的は、未知のデータに対しても精度が出るかを知ることです。
- そのため、学習に使うデータとは別に、評価用のデータを取り分けておき、そのデータでの精度を見ます。
- したがって、最も適切なのは エ です。
ほかの選択肢
- ア 学習に使ったデータでは、精度が高く出ます。未知のデータへの精度は分かりません。
- イ 学習用データの量を増やしても、確かめているのは学習用データでの精度で、未知のデータへの精度は分かりません。
- ウ 精度が低いデータを取り除くと、結果が実際より良く見えます。確かめに使うのは、学習に使っていないデータです。
覚えておくこと
- 評価用データ:学習に使わずに取り分け、未知のデータへの精度を確かめるデータ
- 過学習の見分け方:学習用データでは精度が高く、学習に使っていないデータでは低い
(テーマ・覚えること)
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