留学生りゅうがくせいのためのAI・機械学習きかいがくしゅう入門にゅうもん 付録ふろく

ワークシート(印刷用いんさつよう)

本文ほんぶんの記入用きにゅうようフォームを章しょうごとにまとめています。ブラウザーの印刷機能いんさつきのうで印刷いんさつして書かき込こめます。

第だい1章しょう

ワークシート 1-1:四よつの課題かだいを分類ぶんるいする

各課題かくかだいの方式ほうしきと、選えらんだ手てがかりを書かきます。

表ひょう1-4 方式ほうしきを分類ぶんるいする記入欄きにゅうらん

課題かだい 方式ほうしき 手てがかり
判定はんてい済ずみのメール例れいを使つかい、新あたらしいメールを分類ぶんるいする ______ ______
正解せいかいラベルのない購買記録こうばいきろくから、似にた行ぎょうをまとめる ______ ______
行動こうどうの結果けっかに応おうじた報酬ほうしゅうで、ロボットの動うごきを調整ちょうせいする ______ ______
人ひとが決きめた「点数てんすう60以上いじょうなら合格ごうかく」を使つかう ______ ______

ワークシート 1-2:ルールの出力しゅつりょくと記録きろくを比くらべる

表ひょう1-1へルールを当あてて空欄くうらんを埋うめ、次つぎに確たしかめる情報じょうほうを書かきます。

表ひょう1-5 ルールと記録きろくの照合欄しょうごうらん

行ぎょう ルールの出力しゅつりょく 記録きろくとの一致いっち 次つぎに確たしかめる情報じょうほう
1 ____ ____ ____
2 ____ ____ ____
3 ____ ____ ____

ワークシート

1-1 上うえから教師きょうしあり学習がくしゅう(ラベル付つき例れい)、教師きょうしなし学習がくしゅう(ラベルなしのまとまり)、強化学習きょうかがくしゅう(報酬ほうしゅう)、ルールベース(人ひとの条件じょうけん)です。

1-2 1行目ぎょうめは合格ごうかく・一致いっち、2行目ぎょうめは不合格ふごうかく・一致いっち、3行目ぎょうめは合格ごうかく・不一致ふいっちです。三行目さんぎょうめは判定条件はんていじょうけんと元記録もときろくを確たしかめます。違ちがいの理由りゆうは表ひょうだけでは確定かくていしません。

成果物せいかぶつの完成例かんせいれい 入力にゅうりょくは点数てんすう・提出数ていしゅつすう、ラベルは記録結果きろくけっか、出力しゅつりょくは合否候補ごうひこうほ、確認者かくにんしゃは教員きょういんです。三件さんけんから性能せいのうは決きめません。

使つかう情報じょうほうは点数てんすう・提出数ていしゅつすうと判定はんてい済ずみ例れい、最後さいごに確認かくにんする人ひとは教員きょういんです。理由りゆうが合あえば別べつの表現ひょうげんも認みとめます。

第だい2章しょう

ワークシート 2-1:列れつの意味いみと利用可否りようかひを記録きろくする

例れいを見みて、表ひょう2-1の列れつの意味いみ・時点じてん・利用可否りようかひを記入きにゅうします。

列名れつめい 意味いみ 単位たんい 分わかる時点じてん 欠損数けっそんすう 特徴量とくちょうりょうに使つかえるか 理由りゆう
r 開始時かいしじ予約数よやくすう 件けん 貸出開始かしだしかいし時じ 0 可か 予測時点よそくじてんですでに分わかる
予定日数よていにっすう __ __ __ __ __ __
返却後実へんきゃくごじっ日数にっすう __ __ __ __ __ __
late __ __ __ __ __ __
行ぎょうID __ __ __ __ __ __

表ひょう2-4から訓練平均くんれんへいきんと、T3・V1・E1の扱あつかいを記録きろくし、テスト値ち100を平均へいきんに入いれない理由りゆうを書かきます。

ワークシート 2-2:12行ぎょうを分割ぶんかつする

L01〜L08をtrain、L09〜L10をvalidation、L11〜L12をtestへ記入きにゅうします。次つぎに、訓練くんれんデータで補完値ほかんちを決きめ、同おなじ値あたいをvalidationとtestへ適用てきようする矢印やじるしを描えがきます。

行ぎょうID 分割ぶんかつ 行ぎょうID 分割ぶんかつ
L01 __ L07 __
L02 __ L08 __
L03 __ L09 __
L04 __ L10 __
L05 __ L11 __
L06 __ L12 __

前処理まえしょりの矢印やじるし:trainで決きめるもの(__)→ validation(__)/test(__)

ワークシートと成果物せいかぶつ

分割ぶんかつシートではL01〜L08をtrain、L09〜L10をvalidation、L11〜L12をtestにします。補完値ほかんちはtrainで決きめ、validationとtestへ同おなじ値あたいを適用てきようします。

列れつの意味いみ・単位たんい・時点じてん・欠損数けっそんすうを記録きろくします。予定日数よていにっすうと予約数よやくすうを特徴量とくちょうりょう、late を目的変数もくてきへんすうにし、返却後実へんきゃくごじっ日数にっすうと行ぎょうIDは外はずします。訓練値くんれんちから補完値ほかんち3を求もとめて検証けんしょうへ使つかい、テスト値ち100は計算けいさんに使つかいません。

IDを予測入力よそくにゅうりょくから分わける提案ていあん、学校規則がっこうきそくと承認方法しょうにんほうほうの確認かくにんがあれば認みとめます。名前なまえを消けしても個人こじんが分わかる場合ばあいを説明せつめいできることも見みます。利用可否りようかひは学校がっこうの規則きそくと担当窓口たんとうまどぐちで確たしかめます。

第だい3章しょう

ワークシート 3-1:予測よそくと残差ざんさを計算けいさんする

式しきŷ=1.5x+1/3で予測値よそくち・残差ざんさ・二乗残差にじょうざんさを求もとめ、最後さいごにMSEを書かきます。小数しょうすうは第だい4位いまでにします。

観察かんさつ x 実測じっそく y 予測よそく ŷ 残差ざんさ y−ŷ 残差ざんさの二乗にじょう
A 1 2 __ __ __
B 2 3 3.3333 __ __
C 3 5 __ __ __
MSE __

ワークシート 3-2:勾配こうばいを使つかって一度更新いちどこうしんする

次つぎの値あたいを使つかい、式しきの空欄くうらんを埋うめます。勾配こうばいはすでに計算けいさんされた値あたいです。w と b を別々べつべつに更新こうしんしてください。

w_new = __ - __ × (__) = __
b_new = __ - __ × (__) = __

第だい4章しょう

ワークシート 4-1:近傍投票きんぼうとうひょうと木きの質問しつもん

行ぎょうID Qからの距離平方きょりへいほう 距離順位きょりじゅんい k=3に入はいるか クラス票ひょう
P1 __ __ __ __
P2 __ __ __ __
P3 __ __ __ __
P4 __ __ __ __
木きの質問しつもん 行ぎょうID はい・いいえ 葉はの予測よそく
幅はば<2.5 F1 __ __
幅はば<2.5 F2 __ __
幅はば<2.5 F3 __ __
幅はば<2.5 F4 __ __

ワークシート 4-2:別べつの点てんを判定はんていする

例れいを見みたら、今度こんどはR=(2,2)を使つかいます。表ひょうに距離平方きょりへいほうを書かき、同距離どうきょりはID順じゅんに並ならべます。k=1とk=3の予測よそくを比くらべ、最後さいごに「幅はば<2.5」の木きの出力しゅつりょくも記入きにゅうしましょう。

行ぎょうID 距離平方きょりへいほう k=1に入はいるか k=3に入はいるか クラス
P1 __ __ __ A
P2 __ __ __ B
P3 __ __ __ A
P4 __ __ __ B

Rの幅はばは2です。木きの予測よそく:____。近傍法きんぼうほうと木きの結果けっかが同おなじか:____。

ワークシート

4-1 距離平方きょりへいほうはP1=.5、P2=4.5、P3=P4=2.5です。順位じゅんいはP1、P3、P4、P2で、k=3の票ひょうはAが2、Bが1です。木きではF1・F2が左ひだりからA、F3・F4が右みぎからBです。

4-2 R=(2,2)から各点かくてんまでの距離平方きょりへいほうは2です。同距離どうきょりはID順じゅんなのでP1が最初さいしょです。k=1はA、k=3もAが2票ひょうでAと予測よそくします。木きも幅はば2からAを出だします。

近ちかい点てんを選えらぶ順じゅんは距離きょりの小ちいさい順じゅんで、同距離どうきょりなら行ぎょうID順じゅんです。条件じょうけん「幅はば<2.5」に入はいる行ぎょうはF1とF2で、予測よそくはAです。新あたらしいデータや特徴量とくちょうりょうの尺度しゃくどによって結果けっかが変かわる可能性かのうせいがあります。

第だい5章しょう

ワークシート 5-1:混同行列こんどうぎょうれつから指標しひょうを計算けいさんする

表ひょう5-2の空欄くうらんを埋うめ、分母ぶんぼがどこから来きたかを説明せつめいします。

表ひょう5-2 評価指標ひょうかしひょうを計算けいさんするシート

指標しひょう 分子ぶんし 分母ぶんぼ 計算結果けいさんけっか
正解率せいかいりつ __ __ __
適合率てきごうりつ __ __ __
再現率さいげんりつ __ __ __
F1スコア __ __ __

記入例きにゅうれい

例れいの結果けっかは、正解率せいかいりつ0.750、適合率てきごうりつ0.800、再現率さいげんりつ0.667、F1は0.727です。

自分じぶんで書かく

  1. 表おもて5-1の4指標しひょうを、小数第しょうすうだい3位いまで計算けいさんしてください。
  2. この例れいで見逃みのがしに当あたる数かずと、誤警告ごけいこくに当あたる数かずを書かいてください。
  3. 返却へんきゃく遅おくれを見逃みのがさないことを重おもく見みるなら、どの指標しひょうを参考さんこうにしますか。理由りゆうも書かきましょう。

第だい6章しょう

ワークシート6-1:評価ひょうかの役割やくわりを分わける

例れい 訓練側くんれんがわで基準きじゅんを決きめ、検証けんしょう・テストには同おなじ値あたいを適用てきようします。

穴埋あなうめ 各かくfoldの訓練側くんれんがわを使つかって____の値あたいを決きめ、検証側けんしょうがわにはその値あたいを____する。テスト側がわで設定せっていを____しない。

自分じぶんで書かく 訓練側くんれんがわでfitする値あたいと、検証けんしょう・テストへ適用てきようする処理しょりを記入きにゅうします。

理由りゆうを書かく テストを調整ちょうせいに使つかわない理由りゆうを一文いちぶんで記入きにゅうします。結果けっかに合あわせて設定せっていを変かえると、独立どくりつした最終評価さいしゅうひょうかでなくなることを書かきます。

ワークシート6-2:foldを割わり当あてる

穴埋あなうめ 検証側けんしょうがわに入はいる行ぎょうID:____。訓練側くんれんがわに入はいるfold:____。

自分じぶんで書かく 表ひょう6-2から一回いちかいを選えらび、訓練側くんれんがわ・検証側けんしょうがわの行ぎょうIDとfold番号ばんごうを書かきます。

第だい7章しょう

ワークシート 7-1:割当わりあてと中心更新ちゅうしんこうしん

距離平方きょりへいほう、群ぐんごとの平均へいきん、再さい割当わりあて後ごの群ぐんを記入きにゅうし、停止条件ていしじょうけんを判断はんだんしてください。

行ぎょう 座標ざひょう C1までの距離平方きょりへいほう C2までの距離平方きょりへいほう 最初さいしょの群ぐん 更新後こうしんごの群ぐん
R1 (1,1) __ __ __ __
R2 (2,1) __ __ __ __
R3 (8,9) __ __ __ __
R4 (9,8) __ __ __ __

第だい8章しょう

ワークシート 8-1:入力にゅうりょくから出力しゅつりょくまで

表ひょう8-1 入力にゅうりょくから出力しゅつりょくまでの計算欄けいさんらん

例れいの入力にゅうりょく x1=2、x2=4、重おもみ w1=0.5、w2=−0.25、バイアス項こう b=0.1 を使つかいます。

計算けいさん 記入きにゅう
w1×x1 ____
w2×x2 ____
二ふたつの積せきの和わ ____
バイアス項こうを加くわえたz ____
ReLU後あとの出力しゅつりょく ____

自分じぶんの図ず 入力にゅうりょくから一ひとつのニューロンを通とおって出力しゅつりょくする図ずを描えがき、入力にゅうりょく、重おもみ、バイアス項こう、活性化かっせいか関数かんすうを記しるしてください。
________________________________
説明せつめい 前まえの層そうの出力しゅつりょくを次つぎの層そうへ渡わたす理由りゆうと、ネットワークが人ひとの脳のうそのものとは言いえない理由りゆうを一ひとつずつ書かいてください。
________________________________

ワークシート

ワークシート8-1 積せきは1と−1、和わは0です。zとReLU後あとは0.1。図ずは入力にゅうりょくx1・x2、隠かくれh1・h2、出力しゅつりょくŷです。成績せいせきや合否ごうひは分わかりません。

計算けいさんの順序じゅんじょ、ReLUの出力しゅつりょく、重おもみの更新こうしん、モデルの限界げんかいを場面ばめんに合あう言葉ことばで説明せつめいできれば使つかえます。本文ほんぶんと同おなじ文ぶんでなくても構かまいません。

第だい9章しょう

ワークシート 9-1:出力しゅつりょくの確認記録かくにんきろく

表ひょう9-4 出力しゅつりょくの確認記録かくにんきろく

主張しゅちょうを公式資料こうしきしりょうと比くらべ、出典しゅってん、発行日はっこうび、確認日かくにんび、確認者かくにんしゃを書かきます。個人情報こじんじょうほう、権利けんり、出典しゅってんの確認状況かくにんじょうきょうも記録きろくします。

確たしかめる主張しゅちょう・項目こうもく 出典しゅってんまたは確認先かくにんさき 発行日はっこうび・確認日かくにんび 状態じょうたい・次つぎの行動こうどう
大学生だいがくせいの8割わりが毎日まいにちAIを使つかう 調査名ちょうさめいを公式資料こうしきしりょうで探さがす 発行日はっこうび:未確認みかくにん/確認日かくにんび:__ 未確認みかくにん。見みつからなければ使つかわない
入力にゅうりょくに個人情報こじんじょうほうがないか 学校がっこうの利用りようルール 確認日かくにんび:__ 入力前にゅうりょくまえに確認かくにん
既存きそんの作品さくひんに似にた表現ひょうげんがないか 出力しゅつりょくと参照さんしょうした文章ぶんしょう 確認日かくにんび:__ 類似るいじ・出典しゅってん・利用条件りようじょうけんを記録きろく

ワークシート

ワークシート9-1 「大学生だいがくせいの8割わりが毎日まいにちAIを使つかう」は、調査名ちょうさめいと出典しゅってんが確認かくにんできないため未確認みかくにんです。発行日はっこうびは不明ふめいです。公式資料こうしきしりょうを探さがし、見みつからなければ使つかわないと記録きろくします。個人情報こじんじょうほうは入力にゅうりょくせず、学校がっこうの規則きそくを確認かくにんします。公開前こうかいまえに類似るいじ、出典しゅってん、利用条件りようじょうけんも確たしかめます。

学校がっこうの課題かだいルールを確たしかめ、参考文献さんこうぶんけんは実在じつざいと内容ないようを調しらべてから使つかいます。個人情報こじんじょうほうを入力にゅうりょくせず、利用範囲りようはんいと確認かくにんした資料しりょうを記録きろくできていれば合あっています。

第だい10章しょう

ワークシート10-1 プロジェクトの記録きろく

表ひょう10-4 プロジェクト記録きろくの記入例きにゅうれい

記入例きにゅうれい

穴埋あなうめ

自分じぶんで作つくる

別べつの表おもてを使つかうときは、利用りようの許可きょかを確認かくにんし、時点じてん、特徴量とくちょうりょう、目的変数もくてきへんすう、分割ぶんかつを先さきに決きめます。指標しひょうと誤あやまり行ぎょうを記録きろくし、架空かくうまたは安全あんぜんに使つかえるデータを選えらびます。

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