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第8回 人工知能と未来
三宅 陽一郎
202.1.18
https://www.facebook.com/youichiro.miyake
http://www.slideshare.net/youichiromiyake
y.m.4160@gmail.com @miyayou
https://miyayou.com/
第7章
DX
(デジタルトランスフォーメーション)
デジタルゲームAIは
ゲームの世界から
現実世界へ
実世界指向AI & スマートシティ
現実に出て行く人工知能と
現実のデジタル(DX)化
DXとは?
IT化とDXの違い
IT=デジタル世界と現実世界
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット)
現実世界
IT化とDXの違い
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット)
現実世界
DX=デジタル世界と現実世界の融合
いろいろな分野で現実とデジタルが交錯する
人材管理
製品管理
工程管理
DX
歴史的事情 1980-2000
IT=デジタル世界と現実世界
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット)
現実世界
歴史的事情 2001-2010
IT=デジタル世界と現実世界
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット)
現実世界
歴史的事情 2001-2010
IT=デジタル世界と現実世界
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット、
人工知能)
現実世界
歴史的事情 2011-2020
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット、
人工知能)
現実世界
DX=デジタル世界と現実世界の融合
歴史的事情 2011-2020
デジタル世界
(コンピューター、
インターネット、
人工知能)
現実世界
現実世界とデジタル世界を結びつける力
=GPS, IoT, デジタリゼーション
第8章
デジタル世界のエコシステム
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
自律型人工知能 (汎用型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する
エージェント(小型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する(ただし単機能)
機能特化型人工知能(専門型人工知能)
=ある問題のために作られた人工知能
知的アプリケーション(IA)
=知的機能を実現したアプリケーション
アプリケーション(A)
ほぼ同義
自律性
全体
埋め込み
性
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
自律型人工知能 (汎用型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する
エージェント(小型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する(ただし単機能)
機能特化型人工知能(専門型人工知能)
=ある問題のために作られた人工知能
知的アプリケーション(IA)
=知的機能を実現したアプリケーション
アプリケーション(A)
ほぼ同義
自律性
全体
埋め込み
性
人間
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
人間
知的アプリケーション(IA) IA IA
アプリケーション(A) アプリケーション(A) アプリケーション(A)
自律型人工知能 自律型人工知能
IA
エージェント
エージェント
エージェント
IA と AI
IA
AI
情報抽象度
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
人間
知的アプリケーション(IA) IA IA
アプリケーション(A) アプリケーション(A) アプリケーション(A
自律型人工知能 自律型人工知能
IA
エージェント
エージェント
エージェント
DXの
階層
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
人間
知的アプリケーション(IA) IA IA
アプリケーション(A) アプリケーション(A) アプリケーション(A
自律型人工知能 自律型人工知能
IA
エージェント
エージェント
エージェント
DXの
階層
知能化(インテリジェント化)
デジタル化
IT化
第9章
スマートシティ
ゲームAIの特徴
リアルタイム
インタラクティブ
身体を持つ
ゲーム
VR/AR ロボット・
自動運転
デジタルサイネージ
ドローン
エージェント・サービス
情報空間の拡大
~人工知能の舞台が広がる
http://www.s-hoshino.com
情報空間の拡大
~人工知能の舞台が広がる
• やがて街全体が情報空間になる。
http://www.s-hoshino.com
情報空間の拡大
~人工知能の舞台が広がる
• やがて街全体を制御する人工知能が出現する。
http://www.s-hoshino.com
都市全体を監視・制御するAI
交通全般を制御するAI
各エリアを監視・制御するAI
各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す
るAI
各広場を監視・制御す
るAI
人の流れを監
視・制御するAI
抑止・委任 報告 抑止・委任 報告
抑止・委任 報告
都市
監視
制御
監視
制御
人 ドローン ロボット
デジタル
アバター
報告
命令
人
監視
制御
監視
制御
都市全体を監視・制御するAI(メタAI)
交通全般を制御するAI
各エリアを監視・制御するAI
各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す
るAI
各広場を監視・制御す
るAI
人の流れを監
視・制御するAI
抑止・委任 報告 抑止・委任 報告
抑止・委任 報告
都市
監視
制御
監視
制御
人 ドローン ロボット
デジタル
アバター
報告
命令
人
監視
制御
監視
制御
キャラクターAI
ナ
ビ
ゲ
|
シ
ョ
ン
A
I
Enhancing Game Experiences with Character AI
Andrew Moran, Jordan Carlton(Magic Leap, Magic Leap/Weta Workshop)
https://gdcvault.com/play/1025829/Magic-Leap-Enhancing-Game-Experiences
Enhancing Game Experiences with Character AI
Andrew Moran, Jordan Carlton(Magic Leap, Magic Leap/Weta Workshop)
https://gdcvault.com/play/1025829/Magic-Leap-Enhancing-Game-Experiences
Kaolin: A PyTorch Library for Accelerating 3D Deep Learning Research
https://arxiv.org/abs/1911.05063
Kaolin: A PyTorch Library for Accelerating 3D Deep Learning Research
https://arxiv.org/abs/1911.05063
現実世界
デジタル
ツイン 相互作用
ミラーワールド
スマートシティ
センシング
AIによる干渉
https://www.moguravr.com/virtual-shibuya-8/
https://www.youtube.com/watch?v=1FOz5dMxn3s
技術の進歩
時間軸
※横軸の数字はおおよそのものです
非技術的世界
機械化
コンピュータ化
電動化
人工知能(AI)化
人間拡張化
(Human Augmentation)
インターネット化
1760 1950
1870 1980 2010 2035
シンギュラリティ・ライン
人間を中心として外部へ向かって
環境・空間・身体に宿るインテリジェンス
一つの存在へとインタグレ―ションし、
新たなる知能を生み出す
①拡張人間
(Augmented Human)
②自律側AI
(Autonomous AI)
人工知能進化の方向
人間
側
人工
知能
現在の人間と人工知能の関係性
ア
ッ
プ
デ
|
ト
③自律社会
(リアルとデジタルが融合し
たインテリジェントな場)
人工知能が導入される場所
① 人間
② 人工知能
③ 社会
① 拡張人間
② 自律的人工知能
③ 自律社会
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
自律型人工知能 (汎用型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する
エージェント(小型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する(ただし単機能)
機能特化型人工知能(専門型人工知能)
=ある問題のために作られた人工知能
知的アプリケーション(IA)
=知的機能を実現したアプリケーション
アプリケーション(A)
ほぼ同義
自律性
全体
埋め込み
性
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
自律型人工知能 (汎用型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する
エージェント(小型人工知能)
=自分で感じて、判断して、自分で行動する(ただし単機能)
機能特化型人工知能(専門型人工知能)
=ある問題のために作られた人工知能
知的アプリケーション(IA)
=知的機能を実現したアプリケーション
アプリケーション(A)
ほぼ同義
自律性
全体
埋め込み
性
人間
デジタル世界のエコシステム(AI, IA, A)
拡張した人間
知的アプリケーション(IA) IA IA
アプリケーション(A) アプリケーション(A) アプリケーション(A)
自律型人工知能 自律型人工知能
IA
エージェント
エージェント
エージェント
第10章
ミラーワールド
フィールド
3つのAIの連携の例
ナビゲーション
AI
メタAI
キャラクターAI
状況を監視し、キーとなる役割を
適切なタイミングでエージェントに
指示する。
自律的な判断。
仲間同士の協調
地形を解析する
目的に応じた点を見つけ出す
目的地までのパスを計算する
Support
エージェントが自律的に戦闘・協調しつつ、ナビゲーションAIが
戦術的ポイントを教え、メタAIは、全体の戦闘の流れを作る。
都市全体を監視・制御するAI
交通全般を制御するAI
各エリアを監視・制御するAI
各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す
るAI
各広場を監視・制御す
るAI
人の流れを監視・制御
するAI
抑止・委任 報告 抑止・委任 報告
抑止・委任 報告
都市
監視
制御
監視
制御
人 ドローン ロボット
デジタル
アバター
抑止・委任 報告
ゲームAIの特徴
リアルタイム
インタラクティブ
身体を持つ
ゲーム
VR/AR ロボット・
自動運転
デジタルサイネージ
ドローン
エージェント・サービス
都市全体を監視・制御するAI
交通全般を制御するAI
各エリアを監視・制御するAI
各ビルを監視・制御するAI 道路を監視・制御す
るAI
各広場を監視・制御す
るAI
人の流れを監
視・制御するAI
抑止・委任 報告 抑止・委任 報告
抑止・委任 報告
都市
監視
制御
監視
制御
人 ドローン ロボット
デジタル
アバター
報告
命令
人
監視
制御
監視
制御
現実世界
デジタル
ツイン 相互作用
ミラーワールド
スマートシティ
センシング
AIによる干渉
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
https://free-materials.com/%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%83%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%AE%E9%A2%A8%E6%99%AF03/
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
フォトグラメトリー
https://free-materials.com/%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%83%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%AE%E9%A2%A8%E6%99%AF03/
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
あるショッピングモールがプロモーションをしたい
ショッピングモールそっくりのデジタルツインを構築する
各商店が自分のお店の商品のデジタルツインを構築する
それと eコマースを連動させる
デジタルアバター(AIキャラクター)による解説がつく
フォトグラメトリー
https://cgworld.jp/feature/201703-cgw223T1-avatta.html
フォトグラメトリー
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
https://www.note.lespace.co.jp/n/n7df1b9c2a020
AIアバター
北海道産
です
5Gで新しくなるポイント① 技術的変
化
• 予測処理など回線が間に合わないタイミングは、クライアント
側で予測が入っている。或いは、サーバー上で調整する。
これまで
ある程度のフェイクなしに、サーバー側でコントロールできる。
これから
第11章
スマートシティ x 5G世代のゲーム
スマートシティ X 5G世代のゲーム
街全体が新しいゲームの
プラットフォームになる
現実世界
ミラーワールド
デジタルワール
ド
ARG
デジタルゲー
ム
都市を舞台にした
ゲーム
5Gで新しくなるポイント④位置ゲームの
革新
• ゲームクライアント上でそれぞれの体験
これまで
大規模な街をまたいだ現象を共有
これから
5Gで新しくなるポイント④位置ゲームの
革新
• ゲームクライアント上でそれぞれの体験
これまで
大規模な街をまたいだ現象を共有
これから
その日、その場所のためにゲームを生成する
ゲームマップ自動生成、物語自動生成
• 決まったコンテンツの同期を合わせる
5Gで新しくなるポイント⑤ ゲーム自動
生成
これまで
これから
その日、その場所のためにゲームを生成する
ゲームマップ自動生成、物語自動生成
• 決まったコンテンツの同期を合わせる
5Gで新しくなるポイント⑤ ゲーム自動
生成
これまで
これから
メタAI
ユーザー情報吸い上げ
その日、その場所のためにゲームを生成する
ゲームマップ自動生成、物語自動生成
• 決まったコンテンツの同期を合わせる
5Gで新しくなるポイント⑤ ゲーム自動
生成
これまで
これから
メタAI
そのユーザーグループの
位置、年齢、関係から
ゲーム生成=唯一のゲーム
その日、その場所のためにゲームを生成する
ゲームマップ自動生成、物語自動生成
• 決まったコンテンツの同期を合わせる
5Gで新しくなるポイント⑤ ゲーム自動
生成
これまで
これから
メタAI
そのユーザーグループの
位置、年齢、関係から
ゲーム生成=唯一のゲーム
⇒配信⇒観戦
街を舞台にした人工知能を用いた
物語自動生成デジタルゲーム
位置ゲームから物語ゲームへ
https://free-materials.com/%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%83%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%AE%E9%A2%A8%E6%99%AF03/
現実世界
デジタルツイン
(3次元モデル)
街全体のデジタルツイン
ビル全体のデジタルツイン
各商店のデジタルツイン
各商品のデジタルツイン
店員のデジタルツイン
https://www.note.lespace.co.jp/n/n7df1b9c2a020
第12章
ディープラーニングの先へ
強化学習とは何か?
HopperTraining HopperTrained
強化学習(例)
強化学習
(例)格闘ゲーム
キック
パン
チ
波動
R_0 : 報酬=ダメージ
http://piposozai.blog76.fc2.com/
http://dear-croa.d.dooo.jp/download/illust.html
2000年に発行(昔はこの本しかなかった。
今はたくさんある)
• Sutton先生の、森北出版「強化学習」
https://www.morikita.co.jp/books/book/1990
• は、2000年の翻訳のままで、
• 2018年に新版
• https://www.andrew.cmu.edu/course/10-
703/textbook/BartoSutton.pdf
人工知能全域
機械学習
ディープ
ラーニング
強化学習
コネクショニズム
シンボリズム
デジタルゲームAI
ゲームAIはシンボリックAIから機械学習へ
今後10年かけて徐々にシフトする
強化学習とは
• とりあえず行動してみる(ランダムでもいい)
• 行動から得られるリターンによって行動の方針を変えること
自分で例を考えてみましょう。
• 初めてのコミュニティーに入る時
• 研究とか
• 初めてさわるゲーム
• サッカーわかんないけどとりあえず蹴ってみる
• 部屋の片付け
強化学習
(例)マルチバンディッド問題
スロット
マシン
ルーレット
マシン
フラッシュ
マシン
AI
強化学習(例)
スロット
マシン
ルーレット
マシン
フラッシュ
マシン
AI
π : どのマシンで賭けをするか?
a_0:アクション a_1:アクション a_2:アクション
R_0 : 報酬 R_1:報酬 R_2:報酬
強化学習
(例)マルチバンディッド問題
強化学習(例)
スロット
マシン
ルーレット
マシン
フラッシュ
マシン
AI
π : どのマシンで賭けをするか?
a_0:アクション a_1:アクション a_2:アクション
R_0 : 報酬 R_1:報酬 R_2:報酬
最初から、どのマシンに賭けていいか、わからない。
少しずつ賭けつつ、どのマシンからの報酬が良いかを判断しながら、
賭けを続ける。
=強化学習
環境と自分のアクションのインタラクションを見ながら、
随時、行動を決定する基準を変えて行くこと。
強化学習
(例)マルチバンディッド問題
強化学習とは?
行動選択
=ポリシー
(π)
環境(Env)
行動(a)
状態(S)
報酬(R)
報酬
関数
環境のモデルはよくわからない。
でも、行動をして、それに対する結果(=報酬)が環境から返って来る。
その報酬から、現在の状態と行動の評価を見直して、
行動選択の方針を変えて行くことを強化学習という。
強化学習とは
• とりあえず行動してみる(ランダムでもいい)
• 行動から得られるリターンによって行動の方針を変えること
• とりあえず行動してみる(ランダムでもいい)
• 行動から報酬が得られる(低かろうと高かろうと)
• そこから行動に対して期待される報酬を設定できる
強化学習とは
• とりあえず行動してみる(ランダムでもいい)
• 行動から得られるリターンによって行動の方針を変えること
• とりあえず行動してみる(ランダムでもいい)
• 行動から報酬が得られる(低かろうと高かろうと)
• そこから行動に対して期待される報酬の指標を設定できる
A
Q
R
強化学習(例)
スロット
マシン
ルーレット
マシン
フラッシュ
マシン
AI
π : どのマシンで賭けをするか?
a_0:アクション a_1:アクション a_2:アクション
R_0 : 報酬 R_1:報酬 R_2:報酬
π : 最初はどのマシンにも同じ確率 1/3 で賭ける。
でも、最初100ドルずつ賭けた時の報酬が、50ドル、20ドル、30ドル
だったとしたら?
π : どのように変化させるか? 例えば、 5:2:3 など。
強化学習
(例)マルチバンディッド問題
Q-Learning とは
• π:Q = 各アクションで期待される報酬の指標
(意思決定:Qが一番大きいアクションを選択する)
• S = State
• A = Action
• R = Reward
• Q (s,a) という関数を決める方法
強化学習
(例)格闘ゲーム
キック
パン
チ
波動
R : 報酬=ダメージ
http://piposozai.blog76.fc2.com/
http://dear-croa.d.dooo.jp/download/illust.html
A : アクション
ℚ値=0.4
ℚ値=0.5
ℚ値=0.1
ℚ : 期待される報酬
強化学習
(例)格闘ゲーム
キック
パン
チ
波動
R : 報酬=ダメージ
http://piposozai.blog76.fc2.com/
http://dear-croa.d.dooo.jp/download/illust.html
A : アクション
ℚ値=0.4
ℚ値=0.5
ℚ値=0.1
ℚ : 期待される報酬
BipedTraining BipedTrained
強化学習
(例)格闘ゲームTaoFeng におけるキャラクター学習
Ralf Herbrich, Thore Graepel, Joaquin Quiñonero Candela Applied Games Group,Microsoft Research Cambridge
"Forza, Halo, Xbox Live The Magic of Research in Microsoft Products"
http://research.microsoft.com/en-us/projects/drivatar/ukstudentday.pptx
Microsoft Research Playing Machines: Machine Learning Applications in Computer Games
http://research.microsoft.com/en-us/projects/mlgames2008/
Video Games and Artificial Intelligence
http://research.microsoft.com/en-us/projects/ijcaiigames/
強化学習
(例)格闘ゲームTaoFeng におけるキャラクター学習
強化学習
(例)格闘ゲームTaoFeng におけるキャラクター学習
ビックデータ x ディープラーニング
から
シミュレーション x ディープラーニング
へ
ゲームの中、ゲームの外
ゲーム周辺AI
(外=開発、現実)
ゲームAI
(中=コンテンツ)
メタAI
キャラクター
AI
ナビゲーション
AI
開発支援
AI
QA-AI
自動バランス
AI
インターフェース
上のAI
データ
マイニング
シミュレーショ
ン技術
ゲーム
可視化
ユーザーの
生体信号
プロシー
ジャルAI
フィールド
3つのAIの連携の例
ナビゲーション
AI
メタAI
キャラクターAI
状況を監視し、キーとなる役割を
適切なタイミングでエージェントに
指示する。
自律的な判断。
仲間同士の協調
地形を解析する
目的に応じた点を見つけ出す
目的地までのパスを計算する
Support
エージェントが自律的に戦闘・協調しつつ、ナビゲーションAIが
戦術的ポイントを教え、メタAIは、全体の戦闘の流れを作る。
人工知能全域
機械学習
ディープ
ラーニング
統計
学習
コネクショニズム
シンボリズム
デジタルゲームAI
ゲームAIはシンボリックAIから機械学習へ
今後10年かけて徐々にシフトする
現在、社内でも研究中。
人工知能全域
機械学習
ディープ
ラーニング
統計
学習
コネクショニズム
シンボリズム
デジタルゲームAI
ゲームAIはシンボリックAIから機械学習へ
今後10年かけて徐々にシフトする
現在、社内でも研究中。
人工知能全域
機械学習
ディープ
ラーニング
統計
学習
コネクショニズム
シンボリズム
デジタルゲームAI
機械学習の導入には土台となるシミュレーション
(物理、仕組み)が必要
シミュレーション技術
技術の変わり目
ビックデータ x ディープラーニング
シミュレーション x ディープラーニング
データが貯まるところでディープラーニングを行い特徴抽出を行う
シミュレーションでデータを貯めてディープラーニングを行う
シミュレー
ション
これからの人工知能のフレームワーク
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
シミュレーション技術は、ゲーム産業と実験物理学がリードして来た。ところが、
様々な人工知能の企業が参入してきている。
シミュレー
ション
これからの人工知能のフレームワーク
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
シミュレーション技術は、ゲーム産業と実験物理学がリードして来た。ところが、
様々な人工知能の企業が参入してきている。
Google 「サッカーシミュレーター」による
強化学習の研究
https://automaton-media.com/articles/newsjp/20190613-95002/
シミュレーション
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
https://ai.googleblog.com/2019/06/introducing-google-research-football.html
シミュレーション
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
DeepMind社「Capture the flag」による
ディープラーニング学習
https://deepmind.com/blog/article/capture-the-flag-science
AnyLogic「シミュレーションx機械学習」
サービス
シミュレーション
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
https://www.anylogic.com/warehouse-operations/
Microsoft 「AirSim」による強化学習の研究
シミュレーション
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
https://microsoft.github.io/AirSim/
Nvidia「ドライビングシミュレーター」によ
る強化学習の研究
シミュレーション
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
https://www.nvidia.com/en-us/self-driving-cars/drive-constellation
シミュレー
ション
これからの人工知能のフレームワーク
現実
機械学習
(ディープ
ラーニン
グ)
この2つの技術の結びつきが、現実においても、仮想
空間においても、これからの協力な技術コアとなる。

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