一般社団法人 次世代社会システム研究開発機構

［出版日］

平成28年9月初旬

［ページ数］

A4判／約400ページ
（※　バインダー製本とPDF版では編集上の違いによりページ数が若干異なります。）

［発行］

監修：　IoT／スマートテック推進フォーラム

発行：　一般社団法人 次世代社会システム研究開発機構

［レポート内容］

■概要■

人工知能の分野では、人間の学習能力と同様の機能をシステム的に実行するための技術や手法である機械学習やディープラーニングの幅広い応用に期待が集まっている。
ＩｏＴセンサーやデータベースなどから得られたビッグデータ集合の収集解析および知識表現などにつなげられる点で、技術および産業の裾野が広く、産業振興への貢献度が高く、創業、雇用の創出も期待されている。
自然言語処理技術、自動運転システム、先端医療技術はじめ、機械学習技術は社会・市民生活に対する直接的な影響が強いという点でも出色である。
本白書は、カテゴリー別最新動向・市場動向、アルゴリズム高度化など先進的な研究開発動向、業界別活用動向、社会実装、技術的・手法的課題、研究のエコシステム形成、ツール／ソフトウェア／アプリケーションの開発・サービス動向、今後の進展予測まで、機械学習／ディープラーニングが関係するあらゆる領域を体系的・包括的に取り上げた調査報告書である。

■内容編成（目次）■

序

第1章　機械学習の先進技術　概況・近況

　1-1　機械学習　概説

　1-2　教師あり学習と教師なし学習

　1-3　機械学習と先進認識（識別・回帰）技術

　1-4　機械学習を用いた技術性能の評価指標

　1-5　ディープラーニング（多段ニューラルネットによる機械学習）概説

　1-6　ビッグデータ解析と機械学習


第2章　機械学習／ディープラーニングの基本手法・主な実装分野

　2-1　ニューラルネットワーク（NN）とコネクショニズム
　　［1］畳み込みニューラルネットワーク
　　［2］再帰型ニューラルネットワーク

　2-2　ベイズ確率（推定）／単純ベイズ分類器

　2-3　サポートベクターマシン（support vector machine, SVM）

　2-4　決定木（decision tree）

　2-5　ブースティング（ Boosting）

　2-6　ランダムフォレスト（random forest, randomized trees）

　2-7　k近傍法（k-nearest neighbor algorithm）

　2-8　EMアルゴリズム（EM法）


第3章　機械学習／ディープラーニングの研究開発領域とビジネス化の現状

　3-1　ディープラーニングの研究開発領域とビジネス化　概説

　3-2　次世代ディープラーニングの現状と可能性

　3-3　ディープラーニングのビジネス利用と課題点


第4章　自然言語処理と機械学習

　4-1　自然言語理解と機械学習
　　［1］概説
　　［2］意思決定支援・質問応答システム／自然言語生成
　　［3］自然言語処理技術を用いた人工知能応用事例
　　［4］自然言語処理を行う対話ロボット／コミュニケーション・ロボット
　　［5］自然言語処理を行う対話ロボット／コミュニケーション・ロボット事例

　4-2　クラスタリングと機械学習

　4-3　機械学習と機械翻訳

　4-4　機械学習とデータマイニング

　4-5　データマイニング向けソフトウェア


第5章　ディープラーニングに関する大手ベンダーの取り組み

　5-1　概況・近況

　5-2　参入企業動向
　　［1］Google
　　［2］Intel


第6章　進化的アルゴリズム／遺伝的プログラミングと機械学習

　6-1　遺伝的プログラミング概説

　6-2　機械学習／ディープラーニングの課題
　　［1］業界別適用課題
　　［2］技術的課題
　　［3］手法的課題


第7章　ディープラーニングの応用技術

　7-1　製造業界での活用事例

　7-2　金融業界での活用事例

　7-3　医療業界での活用事例

　7-4　サービス業界での活用事例

　7-5　メディア業界での活用事例

　7-6　教育／学習ゲーム業界での活用事例


第8章　機械学習を支える次世代コンピュータ・アーキテクチャ／専用チップの開発

　8-1　機械学習の高速化専用チップ

　8-2　「関係性」を理解する専用チップ開発

　8-3　脳の神経回路を模倣する非ノイマン型次世代半導体

　8-4　ディープラーニング向けGPU（グラフィックス・プロセッシング・ユニット）

　8-5　機械学習／次世代データセンターを支えるコンピュータ・アーキテクチャ

　8-6　先進分散処理技術／エッジコンピューティングと人工知能

　8-7　GPUの並列処理技術とディープラーニングの結合


第9章　機械学習研究のエコシステム／プラットフォーム形成

　9-1　機械学習研究のエコシステム／プラットフォーム形成を巡る動き

　9-2　機械学習プラットフォーム構築を巡る動き


第10章　機械学習アルゴリズム／機械学習アーキテクチャの先進領域

　10-1　機械学習アルゴリズム高度化と“学習するハードウェア”の取り組み

　10-2　機械学習アルゴリズム開発と関連技術の実装


第11章　量子アニーリング／量子コンピュータを援用した機械学習システム開発

　11-1　人工知能の発展に不可欠な量子コンピュータ技術

　11-2　量子人工知能の現状「と展開予測


第12章　機械学習の評価、アプリケーション開発

　12-1　機械学習の評価、アプリケーション開発上の要点


第13章　機械学習／ディープラーニング開発者向けツールの整備

　13-1　人工知能関連各種開発言語／APIツール
　　［1］Artificial Intelligence Markup Language
　　［2］Google TensorFlow
　　［3］Amazon Deep Scalable Sparse Tensor Network Engine（DSSTNE：デスティニー）
　　［4］Microsoft Cognitive Services
　　［5］Microsoft Computational Network Toolkit(CNTK)


第14章　機械学習／ディープラーニング向け開発言語

　14-1　開発言語の評価・比較
　　［1］Python
　　［2］MATLAB（Octave）
　　［3］Julia
　　［4］R
　　［5］その他言語


第15章　次世代ロボットと機械学習／ディープラーニング

　15-1　次世代ロボットと人工知能／機械学習

　15-2　機械学習を搭載したロボット技術の進展

　15-3　次世代産業ロボットの開発を牽引する分散機械学習モデル
　　［1］ビッグデータと機械学習の結合
　　［2］IoTと分散型機械学習の結合

　15-4　次世代ドローンと機械学習

　15-5　次世代ドローンと機械学習による地図作成システム


第16章　医療診断支援／次世代医療技術／創薬と人工知能

　16-1　人工知能を使った症状のメカニズム解明

　16-2　次世代医療技術での活用が有望視される人工知能

　16-3　ディープラーニングがもたらす医療画像認識技術の顕著な発展


第17章　次世代自動車と機械学習／ディープラーニング

　17-1　自動運転、人工知能、モビリティーサービスのシナジー

　17-2　次世代自動車と機械学習／ディープラーニング　研究開発動向


第18章　拡張現実（仮想現実）／シミュレーテッドリアリティと機械学習

　18-1　拡張現実（仮想現実）と機械学習　概況・近況

　18-2　シミュレーテッドリアリティと機械学習／ディープラーニング

　18-3　コンピュータビジョン／ロボットビジョンと機械学習


第19章　IBM　ワトソン（Watson）（質問応答システム・意思決定支援システム）

　19-1　IBM Watsonに見る人工知能の進化と人間の未来

　19-2　クラウド経由で提供するWatson関連サービス


第20章　ディープラーニングを装備したツール／ソフトウェア／アプリ

　20-1　機械学習アルゴリズムを備えたソフトウェアスイート
　　［1］SAS
　　［2］RapidMiner
　　［3］LIONsolver
　　［4］KNIME
　　［5］Weka
　　［6］Oracle Data Mining (ODM)
　　［7］Apache Mahout


第21章　人工知能／機械学習／ディープラーニング向けクラウド・サービス

　21-1　機械学習分析向けクラウドサービス／機械学習エンジンAPIサービス

　21-2　機械学習エンジンを搭載した クラウド型プラットフォーム

　21-3　クラウド型リアルタイムデータ収集・蓄積プラットフォーム

　21-4　クラウド型ビッグデータ解析／レコメンドサービス


付章A　分野別ディープラーニング関連API一覧

　A-1　自然言語処理

　　docomo 発話理解
　　docomo 言語解析
　　docomo シナリオ対話
　　docomo トレンド記事抽出
　　docomo 知識Q&A
　　docomo 雑談対話
　　Jetrun センシティブ分析
　　Jetrun マーケティング分析
　　Jetrun 文集約技術
　　Jetrun 感情分析
　　Jetrun 構文解析
　　Jetrun 文概要分析
　　Jetrun カテゴリ分析
　　Jetrun TrueTALK
　　Jetrun キーワード抽出
　　Jetrun 関連語抽出
　　Jetrun キュレーション技術
　　Jetrun 丁寧度判定
　　Jetrun キーワードゆらぎ取得
　　IBM Watson AlchemyLanguage
　　IBM Watson Concept Insights
　　IBM Watson Dialog
　　IBM Watson Language Translation
　　IBM Watson Natural Language Classifier
　　IBM Watson Personality Insights
　　IBM Watson Relationship Extraction
　　IBM Watson Retrieve and Rank
　　IBM Watson Tone Analyzer
　　IBM Watson AlchemyData News
　　Microsoft Bing Spell Check
　　Microsoft Linguistic Analysis
　　Microsoft Text Analytics
　　Microsoft Web Language Model
　　Microsoft Academic Knowledge
　　Microsoft Entity Linking Intelligence Service
　　Microsoft Knowledge Exploration Service
　　Repl-AI
　　Google Translate
　　goo 商品評判要約
　　Affectiva
　　LEXALYTICS Semantria
　　RxNlp
　　Studio Ousia Semantic Kernel
　　Linklify
　　Orbit Entity extraction
　　Orbit Language detection
　　Orbit Classification
　　Orbit Sentiment analysis
　　Dandelion Entity Extraction
　　Dandelion Text Categorization
　　Dandelion Sentiment Analysis
　　Dandelion Text Similarity
　　chatbots.io
　　Thomson Reuters Open Calais
　　Diffbot Analyze
　　Diffbot Article
　　Diffbot Discussion
　　Diffbot Image
　　Diffbot Product
　　Diffbot Video
　　Semantic Biomedical Tagger
　　Free Natural Language Processing Service
　　NLP Tools
　　MeaningCloud Topics Extraction
　　MeaningCloud Text Classification
　　MeaningCloud Sentiment Analysis
　　MeaningCloud Language Identification
　　MeaningCloud Spelling, Grammar and Style Proofreading
　　MeaningCloud Corporate Reputation
　　MeaningCloud Text Clustering
　　lang id
　　Rosette Language Identifier
　　Rosette Base Linguistics
　　Rosette Entity Extractor
　　Rosette Entity Resolver
　　Rosette Name Indexer
　　Rosette Name Translator
　　WritePath Traslation
　　Microsoft Translator
　　wit.ai


　A-2　画像解析

　　docomo 画像認識
　　docomo 文字認識
　　Microsoft Computer Vision
　　Microsoft Emotion
　　Microsoft Face
　　Microsoft Video
　　IBM Watson AlchemyVision
　　IBM Watson Visual Insights
　　IBM Watson Visual Recognition
　　GOOGLE CLOUD VISION API
　　clarifai
　　Emotient
　　imagga
　　KAIROS EMOTION ANALYSIS
　　KAIROS FACE RECOGNITION
　　APICloud.Me ColorTag
　　APICloud.Me FaceRect
　　APICloud.Me FaceMark
　　Animetrics Face Recognition
　　Betaface
　　eyedea
　　FACE++
　　SKYBIOMETRY


　A-3　音声解析

　　docomo 音声合成
　　docomo 音声認識
　　Microsoft Custom Recognition Intelligent Service (CRIS)
　　Microsoft Speaker Recognition
　　Microsoft Speech
　　IBM Watson Speech to Text
　　IBM Watson Text to Speech
　　GOOGLE CLOUD SPEECH API
　　ALEXA
　　DEEPGRAM
　　api.ai


　A-4　その他

　　docomo 動作推定
　　IBM Watson Document Conversion
　　IBM Watson Tradeoff Analytics
　　Microsoft Recommendations
　　Google Now
　　GOOGLE Prediction API
　　indico
　　Qalendra Predictions


付章　B　機械学習／ディープラーニング向けクラウド・サービス

　　IBM Watson Analytics
　　IBM　Alchemyapi
　　Amazon Machine Learning
　　Google Now
　　Google　Prediction API
　　Microsoft Azure Machine Learning
　　bigml
　　Orbit AI
　　indico
　　BuildFax
　　MKT METAL （Marketing Engine, Tactics and Loyalty）
　　api.ai
　　Alice
　　Sirius
　　Vicarious
　　Wit.ai
　　Viv
　　seldon

付章C　機械学習／ディープラーニング関連学習教材・チュートリアル