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アップルの研究者がDeepPCRを公開：通常は順次処理される操作を並列化してニューラルネットワークの推論とトレーニングの速度を向上させる新しい機械学習アルゴリズム

人工知能や深層学習の進展により、さまざまな革新が実現されています。テキストや画像の合成、分割、分類などの複雑なタスクは、ニューラルネットワークの助けを借りて成功裏に処理されています。しかし、ニューラルネットワークのトレーニングにはコンピューティングの要求があり、適切な結果を得るまでには数日または数週間かかる場合があります。事前に訓練されたモデルの推論も、複雑なデザインの場合には遅くなる場合があります。並列化技術は深層ニューラルネットワークのトレーニングと推論を高速化します。これらの手法は広く使用されていますが、ニューラルネットワークの一部の操作はまだ順次に実行されています。拡散モデルは、ノイズ低減ステージの続けざまに出力を生成し、前方および後方パスは層ごとに行われます。ステップ数が増えると、これらのプロセスの順次実行は計算上の負担となり、計算のボトルネックにつながる可能性があります。この問題に対処するために、Appleの研究チームはDeepPCRという独自のアルゴリズムを導入し、ニューラルネットワークのトレーニングと推論を高速化しようとしました。DeepPCRは、一連のLステップを一定の方程式の答えとして認識することによって機能します。チームは、この解を取得するためにParallel Cyclic Reduction (PCR) アルゴリズムを使用しました。DeepPCRの主な利点は、順次プロセスの計算コストをO(L)からO(log2 L)に削減できることです。特にLの値が大きい場合には、この複雑性の削減により速度が向上します。チームは、DeepPCRの複雑性の低減と高速化の条件を検証するために実験を行いました。DeepPCRを適用して、多層パーセプトロンの前方パスと後方パスを並列化することで、前方パスでは30倍、後方パスでは200倍の高速化を達成しました。チームはまた、DeepPCRの適応性を示すために、1024層を持つResNetのトレーニングに使用しました。DeepPCRのおかげで、トレーニングは最大7倍速く完了することができます。この技術は、拡散モデルの生成フェーズで使用され、シーケンシャルアプローチよりも11倍高速な生成を行います。チームは、主な貢献を以下のようにまとめています。ニューラルネットワークのトレーニングと推論の順次プロセスを並列化するための革新的なアプローチであるDeepPCRを紹介しました。その主な特徴は、列長を表すLをO(L)からO(log2 L)に低減する能力です。 DeepPCRは、多層パーセプトロン（MLP）の前方パスと後方パスを並列化するために使用されました。この技術のパフォーマンスに関する詳細な分析が行われ、基本的な設計パラメータを考慮しながら、高パフォーマンスの領域を特定しました。スピード、解の正確性、メモリ使用量のトレードオフも調査しています。 DeepPCRは、MNISTおよびMNIST、CIFAR-10、CelebAのデータセットで訓練された拡散モデルのディープResNetのトレーニングを高速化するために使用されました。DeepPCRは著しく高速化されている一方で、ResNetトレーニングでは7倍高速化し、拡散モデルの生成では11倍高速化し、シーケンシャルな手法と比較可能な結果を生成します。

「2024年に使用するためのトップ10のリアルタイムデータベース」

導入現代アプリケーションのダイナミックな世界において、リアルタイムデータベースはスムーズなデータ管理と即時の更新を維持するために重要です。大量のデータを扱うために設計されたこれらのデータベースは、情報への瞬時のアクセスを提供します。この記事では、2024年に影響を与えるであろうトップ10のリアルタイムデータベースについて詳しく説明します。リアルタイムデータベースの理解リアルタイムデータベースは即時の更新とアクセスが必要なデータを管理するために作成されています。同期の遅延が発生する従来のデータベースとは異なり、リアルタイムデータベースはすべての接続されたデバイスやアプリケーションにデータ変更の迅速な反映を保証します。これにより、リアルタイムのコラボレーション、メッセージング、モニタリングのニーズを持つアプリケーションに適しています。現代アプリケーションにおけるリアルタイムデータベースの重要性リアルタイムデータベースの重要性は、即時のデータ更新と同期の需要により、現代のアプリケーションで増大しています。メッセージングアプリから共同編集可能なドキュメントエディタ、リアルタイムアナリティクスダッシュボードまで、これらのデータベースはスムーズなデータ管理と瞬時のコミュニケーションの基盤となります。データ同期の遅延を解消することにより、リアルタイムデータベースはユーザーエクスペリエンスを向上させるだけでなく、効率的かつデータに基づく意思決定を可能にします。トップ10のリアルタイムデータベース以下は、2024年に使用するトップ10のリアルタイムデータベースのリストです。 1. Firebase リアルタイムデータベース Firebase リアルタイムデータベースはクラウドホスト型のNoSQLデータベースであり、開発者がデータをリアルタイムに保存および同期できるようにします。JSONデータモデルの使用は、開発プロセスに柔軟性と簡便さをもたらします。Firebaseプラットフォームの重要なコンポーネントとして、ウェブとモバイルの両方のアプリケーションを作成するための強力なツールキットに貢献します。機能と利点 Firebase リアルタイムデータベースの優れた機能の1つは、データ変更があった場合にすべての接続されたデバイスで瞬時の更新が保証されるリアルタイム同期です。これにより、ユーザーは常に最新の情報を得ることが保証されます。さらに、データベースはオフラインサポートを提供し、インターネットに接続していない状況でもデータにアクセスおよび変更を行うことができます。Firebase リアルタイムデータベースは堅牢なセキュリティルールを取り入れており、機密データへの不正アクセスからデータを保護します。ユースケースと例 Firebase リアルタイムデータベースは、チャットアプリ、共同編集可能なドキュメントエディタ、リアルタイムダッシュボードなど、リアルタイムの更新を要求するアプリケーションで広く使用されています。例えば、Firebase リアルタイムデータベースを活用したメッセージングアプリは、すべての参加者に迅速にメッセージを配信し、シームレスかつリアルタイムのコミュニケーション体験を作り出します。こちらから入手できます: https://firebase.google.com/ 2.…

顧客セグメンテーション：クラスタリング以上のこと

データサイエンスチームが顧客セグメンテーションモデルを作成する必要が生じるとき、それはビジネスからの依頼か、あるいはデータサイエンティストからの積極的な決定のいずれかですいずれの場合においても、...

「データの必要量はどのくらいですか？機械学習とセキュリティの考慮事項のバランス」

データサイエンティストにとって、データは多ければ多いほどよいものとは限りませんしかし、組織の文脈を広く見ると、自身の目標と他の考慮事項とのバランスを取らなければなりませんデータの収集及び...

ティーンエイジャーたちはAIのリテラシーを広げることを推進する

一部のティーンエイジャーは、彼らの学校により広範なAI学習経験を提供するよう要望しています

ロボ犬が100メートル走のギネス世界記録を樹立

ギネスワールドレコーズは、韓国科学技術院のチームが作成した犬のようなロボットを、最速の四足歩行ロボットと認定しました

２０２４年に探索するべきトップ１２の生成 AI モデル

はじめに近年、人工知能（AI）は非凡な変革を遂げ、創造性の風景を再構築するだけでなく、多様な産業における自動化の新たな基準を設定する先駆的な技術となっています。2024年に入ると、これらの先進的なモデルは画期的な能力、広範な応用、そして世界に紹介する先駆的なイノベーションにより、その地位を固めました。本記事では、今年の主要な生成型AIモデルについて詳しく探求し、彼らの革新的な能力、様々な応用、そして世界にもたらすパイオニア的なイノベーションについて包括的に説明します。テキスト生成 GPT-4：言語の神童開発者：OpenAI 能力：GPT-4（Generative Pre-trained Transformer 4）は、文脈の深い理解、微妙な言語生成、およびマルチモーダルな能力（テキストと画像の入力）で知られる最先端の言語モデルです。応用：コンテンツの作成、チャットボット、コーディング支援など。イノベーション：GPT-4は、規模、言語理解、多様性の面でこれまでのモデルを上回り、より正確かつ文脈に即した回答を提供します。この生成型AIモデルにアクセスするには、こちらをクリックしてください。 Mistral：専門家の混合体開発者：Mistral AI 能力：Mistralは、専門的なサブモデル（エキスパート）に異なるタスクを割り当てることで効率と効果を向上させる、洗練されたAIモデルです。応用：高度な自然言語処理、パーソナライズされたコンテンツの推薦、金融、医療、テクノロジーなど、様々なドメインでの複雑な問題解決など、幅広い応用があります。イノベーション：Mistralは、ネットワーク内の最適なエキスパートにタスクを動的に割り当てることによって特徴付けられます。このアプローチにより、専門的で正確かつ文脈に適した回答が可能となり、多面的なAIの課題処理において新たな基準を設定します。このMistral AIにアクセスするには、こちらをクリックしてください。 Gemini：多面的なミューズ開発者：Google AI Deepmind…

このAI論文では、アマゾンの最新の機械学習に関する情報が大規模言語モデルのバグコードについて明らかにされています

プログラミングは複雑であり、エラーのないコードを書くことは時には難しいです。コードの大規模言語モデル（Code-LLMs）はコード補完に役立つために開発されていますが、コードの文脈に潜んでいるバグを見落とすことがあります。この問題に対応するために、ウィスコンシン大学マディソン校とAmazon Web Servicesの研究者が、コード生成中に潜在的なバグを検出するためのLLMsの性能向上についての研究を行いました。コード-LLMsを活用した自動プログラム修正の研究は、プログラミングのバグの特定と修正の負担を軽減することを目指しています。他のドメインの敵対的な例と同様に、意味を保持したままの小さなコード変換は、コード学習モデルの性能を低下させることがあります。CodeXGLUE、CodeNet、HumanEvalなどの既存のベンチマークは、コード補完とプログラム修復の研究に重要な役割を果たしています。データの利用可能性を高めるために、バグを生成するためのコードミュータントやバグを作成する方法などが開発されています。統合開発環境における重要な機能であるコード補完は、コードをベースとするTransformerベースの言語モデルの進化とともに進化してきました。しかし、これらのモデルはソフトウェア開発でよく起こるバグの存在を見落とすことが多いです。この研究では、コードの文脈に潜在的なバグが存在するバギーコード補完（bCC）の概念を紹介し、そのようなシナリオでのCode-LLMsの振る舞いを探求しています。バグを含んだデータセットであるバギーHumanEvalとバギーFixEvalを導入し、合成的なバグと現実的なバグの存在下でCode-LLMsの評価を行い、著しい性能低下が明らかになりました。この問題に対処するために、ポストミティゲーション手法が探求されています。提案されたミティゲーション手法には、バギーフラグメントを削除する「削除して補完」、補完後にバグを修正する「補完して書き直す」、補完前にコード行を書き直してバグを解決する「書き直して補完する」などがあります。合格率によって測定されるパフォーマンスは、補完して書き直すと書き直して補完するが有利です。これらの手法では、RealiTやINCODER-6BのようなCode-LLMsがコードフィクサーとして機能します。潜在的なバグの存在は、Code-LLMsの生成パフォーマンスを著しく低下させます。1つのバグにつき合格率が50％以上減少します。バグの場所の知識を持つヒューリスティックオラクルは、バギーHumanEvalとバギーFixEvalの間に顕著なパフォーマンスギャップを示し、バグの位置の重要性を強調しています。尤度ベースの手法は、2つのデータセットで異なるパフォーマンスを示し、バグの性質が集約方法の選択に影響を与えることを示しています。バグの存在下でのパフォーマンス改善を提案する削除して補完や書き直して補完などのポストミティゲーション手法もありますが、まだギャップが存在し、潜在的なバグとのコード補完の改善についてのさらなる研究の必要性を示しています。この研究では、以下の要点でまとめることができます：この研究では、bCCと呼ばれる新しいタスクが紹介されています。 bCCは、潜在的なバグが存在するコードの文脈から機能的な実装を生成します。この研究は、バギーHumanEvalとバギーFixEvalという2つのデータセットで評価されています。 Code-LLMsのパフォーマンスは著しく低下し、テストケースの合格率が5％以下になります。削除して補完、書き直して補完などのポストミティゲーション手法が提案されていますが、まだパフォーマンスのギャップが存在します。この研究は、bCCにおけるCode-LLMsの理解を向上させるものです。この研究は、潜在的なバグの存在下でコード補完を改善する方法を示唆しています。

カールスルーエ工科大学（KIT）の研究者たちは、深層学習を用いた降水マッピングに取り組み、空間および時間の分解能向上に向けて進化させました

気候変動のため、特に激しい降水イベントがより頻繁に起こると予想されています。洪水や地滑りなどの多くの自然災害は、激しい降水が直接原因です。気候予測に基づいたモデルが頻繁に使用されます。既存の気候モデルは、非常に変動の大きい大気現象を正確に表現する能力を向上させる必要があります。研究者は、平均気温が上昇することにより、激しい降水イベントがさらに増えると予想しています。カールスルーエ工科大学（KIT）の研究者たちは、人工知能（AI）の力を活用して、グローバル気候モデルによって生成された降水マップの精度を高めました。研究者は、このモデルでは降水フィールドの時間分解能を1時間から10分に短縮し、空間分解能を32から2キロメートルに増加させたことを強調しています。彼らは、高分解能が将来の激しい局地的な降水イベントとそれに続く自然災害を予測するために必要であると述べています。この手法は、AIの一形態である生成的対抗ネットワーク（GAN）を応用することを含みます。このGANは、高分解能のレーダー降水データを用いてトレーニングされ、より高い空間および時間分解能で現実的な降水フィールドを学習し模倣することが可能です。既存のグローバル気候モデルは、降水変動を正確に捉えるために必要な細部の詳細が欠けたグリッドを使用しています。また、高分解能の降水マップを生成するためには、従来のモデルでは計算コストが高く、空間または時間の制約が生じます。研究者によれば、これが生成的対抗ネットワーク（GAN）を開発する理由であり、高分解能のレーダー降水フィールドを使用してトレーニングされたAIベースの生成的ニューラルネットワークです。この方法では、荒く解像度の低いデータからGANが現実的な降水フィールドを生成し、その時間的な順序を決定する方法を学習します。三線補間と古典的な畳み込みニューラルネットワークと比較して、生成モデルは解像度依存の極値分布を高い技術力で再構成します。雨量が15ミリリットル毎時を超える場合の高い分数スキルスコア（0.6）と低い相対バイアス（3.35％）が示されました。研究者によれば、彼らのアプローチはさまざまな可能な降水フィールドのアンサンブルを生成します。これは重要ですが、粗く解像された降水フィールドごとに物理的に可能な高解像度の解決策が多数存在します。彼らはこの方法でシミュレートされた降水イベントのより高い解像度は、2021年にアール川の洪水を引き起こした気象条件の影響を2度暖かい世界でより良く推定することを可能にすると説明しています。結論として、このモデルは降水を予測するためのグローバル気候モデルの精度を向上させる解決策を提供します。この進歩はより正確な気候予測に貢献します。変化する気候の中で極端な天候イベントの影響をよりよく理解し、準備するための潜在力を持っています。

「UnbodyとAppsmithを使って、10分でGoogle Meet AIアシスタントアプリを作る方法」

「ほぼコードなしで、Google Meetのビデオ録画を処理し、メモを作成し、アクションアイテムをキャプチャするAIのミーティングアシスタントアプリを開発する方法を学びましょう」

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