人工知能シリーズ③　人工知能を作ってみよう！それは意外と難しくない

さて、これはちょっと前からやってみたかったことなんですが。

今月末はなんと。
プログラミング講座をやってみようと思います。

プログラミング講座？
また、いったい玉蔵は何を始めたんだ。
今日は子供の日です。
ご存じかも知れませんが2020年から学校でプログラミング必修化です。

早ければ2018年度から！ なぜいまプログラミングなの？http://trendy.nikkeibp.co.jp/atcl/column/16/041800112/042100004/?rt=nocnt

これからの社会で必要な論理的思考力などを身に付ける　各教科の目標や学習内容を定めている学習指導要領の改定で、2020年度から、国内の小学校でプログラミング教育が必修になります。

改定内容は各学校の判断で先取りが可能で、早ければ2018年度から、改定内容を踏まえたプログラミング教育が小学校ではじまります。
：

なんと、2020年から小学校ではプログラミング必須になる。
それで早いとこは2018年から開始する。

で、教える人がいない。という問題もあるようです。

https://dot.asahi.com/aera/2016102500219.html
2020年度から小学校でプログラミング教育必修 でも教える人がいない！

さて、幸いにしてこのワタスは自分で仮想通貨を作るぐらいのプログラミングの腕前です。

そういう背景もあるのですが。
なんでプログラミング講座などをやろうと思ったかというと。

そう。
人工知能。

皆様。
北朝鮮のミサイルとかなんとか。
そんな話より今、最優先でやらなければいけないのは人工知能の方ですよ。

いや、ほんと。陰謀話とかそんな話はもうどうでも良い。
今、水面下で驚くべきニュースが色々出てます。
それは今後レポートしますが。

いや、こりゃマズい。

ワタスは今やらないと置いてけぼりになると思って必死こいて調査してます。
自分でプログラムをいじったりとか。

海外には大学の無料のオンライン講座などがあるのをご存じでしょうか。
例えばスタンフォード大学のアンドリュー先生の人工知能講座などは有名です。

https://www.coursera.org/learn/machine-learning
Taught by:    Andrew Ng, Associate Professor, Stanford University; Chief Scientist, Baidu; Chairman and Co-founder, Coursera

この人はあのGoogleのディープラーニングプロジェクトのリーダーだった人ですね。
で、その後、中国最大手の検索エンジンBaiduにチーフサイエンティストとして引き抜かれた人でした。
こういうトップを走る人の講座を無料に受けられるのは驚くべきことです。
日本語字幕もついてるので興味ある人は受講してみましょう。

さて、こういうのを色々調べていたのですが。
幸いにしてやってみて分かったことです。

なーーんだ。
人工知能ってそこまで難しくないじゃないか。
 
実は、人工知能プログラミングをやってみれば分かるのですが、
やってみると意外や意外。
そこまで難しくないんですね。

以下は、農家のせがれが人工知能できゅうりの仕分けプログラムを作ったと言う話です。

https://persol-tech-s.co.jp/i-engineer/product/cucumber

人工知能が、きゅうりの仕分けをします。農家の小池誠さん、自動仕分けマシーンを作る

システムがデータの特徴を学習し、事象の認識や分類を行う「ディープラーニング」と呼ばれる技術が、近年発達しています。

囲碁の世界においてはGoogle DeepMindの開発した「AlphaGO」がトッププロを打ち負かしたり、クリエイティブの世界においては、マッキャンエリクソンがテレビCMを制作可能な人工知能「AI-CD β」を開発したり。その技術を用いて、世界中の人々が様々なプロダクトを開発し続けているのです。

しかし、そのディープラーニングを用いて「きゅうりの仕分けをする」というアイデアを思いついたのは、おそらく今回紹介する方以外にはいないでしょう。 

きゅうり自動仕分けマシーン、どんな仕組みで動いているの？

―きゅうりの仕分けは、手間のかかる大変な作業だと聞きました。

小池：そう。本当に大変なんです。形や大きさ、表面の艶、曲がり具合、太さの均一さなど、チェックしなければいけないポイントがたくさんありますから。ウチは両親も農家をやっており、仕分け作業は母親の担当なのですが、収穫のピーク時には1日 8 時間ずっとその作業に追われていて……。少しでもその負担を軽減してあげられたらいいなと思って開発をスタートしました。

 

―心温まるエピソード……。それでこの機械が生まれたのですね。どのような仕組みで仕分けているのでしょうか？

小池：きゅうりを台に置くと、Webカメラが写真を撮影して画像データをシステムに送ります。あらかじめディープラーニングによって何千枚ものきゅうり画像を等級の情報とセットでシステムに覚えこませてあるので、そのデータを元に類型分析し、きゅうりを仕分けるんです。

仕分けられたきゅうりは、ベルトコンベアで奥の方へ送り出されていきます。ベルトコンベアの横には、きゅうりの等級ごとに段ボール箱が並べられています。

該当する等級の箱の前にきゅうりが到着すると、アームが飛び出してきて、きゅうりを段ボールの中に入れる仕組みになっているんです。

―これはすごいですね！さっそくですが、試しに動かしてもらってもいいですか？

小池：はい。もちろんですよ！それでは動かしてみましょう。

―ぜひ、よろしくお願いします！

―すごい……。おっしゃる通り、見事に等級分けされていきますね……。

農家の仕事を手伝って気づいた。エンジニアのスキルは農業にも生かせること

転職活動中は時間があったので、実家のきゅうり農家の仕事を手伝うようになりました。その仕事をやっているうちに、「自分が作っているきゅうりは、多くの人の食生活を支えている。それってすごいことだな」と思って。加えて、農業は属人的な作業が多く残っている分野なので、それをIT化して改善したくなったんです。それで農家になることを決心したという感じですね。

―農業という、ITがまだ充分に入りこんでいない領域。そこに面白さや可能性を見出したのですね。きゅうり自動仕分けマシーンを作ろうと思ったのはなぜ？

小池：Googleが提供している「Tensorflow」というオープンソースの機械学習ライブラリを、たまたま使ったことがきっかけです。手始めに試した手書き文字画像の認識の精度の高さに驚きました。「これなら、画像によるきゅうりの選別ができるようになるかもしれない」と思い、きゅうり自動仕分けマシーンを作り始めたんです。

自動仕分けマシーンにはまだまだ課題がたくさん。でも、それが楽しい

―開発を始めたばかりの頃は、なかなか上手くいかないこともあったのではないですか？

小池：それが、意外と上手くいったんですよ。最初の段階では既に70～80％くらいの精度で正しく認識できていました。1号機がこちらになります。

小池：スタンドにWebカメラを取りつけ、下に置いたきゅうりを撮影し、等級を判別するというシンプルな仕組みです。しかしこれだと、きゅうりの上面しか撮影できないので、側面や裏面をチェックすることはできません。

―その課題を元に制作したのが、最初に見せていただいた2号機というわけですか。

小池：そうですね。2号機ではカメラの台数を3つに増やしたんです。上面、側面、裏面から、きゅうりを撮影できるようになっています。選別したきゅうりを段ボール箱に入れるところまで自動化しているのも2号機の特徴です。

―今後、さらに改良していくには、何が必要ですか？

小池：現在は、きゅうりを手作業で台に置いているので、そこも自動化したいです。それから、認識率もまだまだ改善できると思っています。加えて、アームで押し出すときゅうりに傷がつきやすいのも解消したい。こうして考えてみると、課題は山積みです（笑）。

―課題がたくさんあると言いつつも、なんだか小池さん、嬉しそうですね。

小池：自分で企画したものを、材料を集めて設計し、作ってテストするという、本来やりたかったことが実現できているので今はとても楽しいんです。機械の改良を重ねて、より良いものをつくっていきたいと思っています。 

こんなやつ

あたかも自分で作ったようにおかずに入れる。