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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。

想定問題 1四肢択一

この学習方法の説明として、最も適切なものはどれか。

A 社は、倉庫で荷物を運ぶロボットに、衝突せずに短い時間で運ぶ動き方を学習させたい。ロボットが動くたびに、運べた量や衝突の有無に応じた評価を与える。

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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)

想定問題 2四肢択一

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。

A 社は、来月の来客数を予測するモデルを作った。学習に使ったデータでは高い精度が出たが、学習に使っていない新しいデータで確かめると、精度が大きく下がった。

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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)

想定問題 3四肢択一

適切なものだけを全て挙げたものはどれか。

A 社の担当者が、機械学習の学習方法と手法について説明を受けた。説明の内容は、a〜c のとおりである。
  • 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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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)

想定問題 4四肢択一

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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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