「サポートベクターマシン（SVM）とは何ですか？」

「サポートベクターマシン（SVM）の魅力とは？」

サポートベクターマシン（SVM）は、機械学習の分野で利用される教師あり学習アルゴリズムです。主に分類や回帰などのタスクを実行するために使用されます。このアルゴリズムは、メールがスパムかどうかの判断、手書き文字の認識、写真での顔の検出など、さまざまなタスクを処理できます。データ内の多くの情報や複雑な関係に対応できる非常に適応性のあるアルゴリズムです。

SVMの主な役割は、特徴に基づいて異なるグループの間を最適な線（または面）で分離することです。データが紙の上の点のようなもので、それらを完全に異なるクラスに分けるための単一の直線を引くことができると想像してください。これは、データが完全に線形に分離可能である必要があります。

SVMの種類

• Google DeepMindはAlphaCode 2を導入しました：競争プログラミングの優れた進歩において、ジェミニモデルの力を利用した人工知能（AI）システム
• 「人工知能と気候変動」
• メタAIが効率的なSAMを紹介します：パラメータ数が20分の1でランタイムが20倍速いSAMの弟です

線形サポートベクターマシン

データが直線を使用して簡単に2つのグループに分割できる場合、線形SVMが最適です。データが紙の上の点のようなもので、1本の直線を引いてそれらをきれいに2つの異なるクラスに分離できる状態であることを想像してください。

非線形サポートベクターマシン

データが直線を使用して2つの別々のグループに分類できない場合、非線形SVMを使用します。ここでは、データは線形に分離できません。このような場合には、非線形SVMが救世主となります。データが複雑なパターンに従わずにしばしば乱雑な現実世界では、非線形SVMのカーネルトリックが使用されます。

どのように動作するのか？

床に散らばった2つのグループ、例えば緑と青の点があると想像してください。SVMの役割は、これらの点をそれぞれのグループに分けるための最適な線（または3次元の世界では面）を見つけ出すことです。

今、点を分けるための多くの線があるかもしれませんね？しかし、SVMは特別な線を探します。すなわち、線と最も近い緑の点から線までの距離と線と最も近い青の点から線までの距離が最大となる線です。この距離を「マージン」と呼び、SVMはできるだけ大きくすることを目指します。

この線を定義するのに重要な役割を果たす最も近い点を「サポートベクター」と呼びます。SVMは、2つのグループの間のスペースを最大化する最良の線を描くためにこれに焦点を当てます。

しかし、もし点がきれいに直線で分離されていない場合はどうでしょうか？もし点があちこちに散らばっている場合はどうでしょうか？そんなときに、SVMは問題を高次元空間に持ち上げるために「カーネルトリック」と呼ばれるものを使用することができます。これにより、より複雑な分割曲線や曲面を引くことが可能になります。

用途とアプリケーション

1. スパムメールフィルタリング: スパムと普通のメールが混在するメールボックスがあると想像してください。SVMを使用して、スパムと通常のメールを区別するスマートフィルターを作成できます。使用される単語などのメールの様々な特徴を見て、スパムと非スパムを区別する境界線を描き、メールボックスをきれいに保ちます。

2. 手書き文字認識: コンピュータが異なる人々の手書き文字を認識することを希望する場合、SVMが役立ちます。手書き文字の形や大きさなどの特徴を分析することで、SVMは一人の人の手書き文字を別の人のものと分離する線や曲線を描くことができます。これは郵便サービスでの数字認識などのアプリケーションに役立ちます。

3. 医療診断: 医学の世界では、SVMは疾患の診断に役立ちます。ある特定の状態の患者とその他の一般の患者についてのデータがあるとします。SVMは様々な健康指標を分析し、健康な患者と状態を持つ患者を区別する境界線を作成します。これにより、医師がより正確な診断を行うのに役立ちます。

4. 画像分類: 猫や犬など多くの画像がある場合を考えてみましょう。SVMは、色、形、パターンなどの特徴に基づいて猫と犬の違いを認識するシステムを作成するのに役立ちます。SVMは新しい画像を正しく分類するために線（またはより複雑な境界線）を描きます。

5. 株価予測: 株式市場に興味がある場合、SVMは便利です。過去の株価データを分析し、取引量や価格変動などの様々な要素を考慮することで、SVMは株価が上がるか下がるかを予測するモデルを作成できます。

参考文献:

• https://towardsdatascience.com/support-vector-machine-introduction-to-machine-learning-algorithms-934a444fca47
• https://www.techtarget.com/whatis/definition/support-vector-machine-SVM
• https://monkeylearn.com/blog/introduction-to-support-vector-machines-svm/
• https://www.analyticsvidhya.com/blog/2021/10/support-vector-machinessvm-a-complete-guide-for-beginners/
• https://www.geeksforgeeks.org/support-vector-machine-algorithm/

The post What is Support Vector Machine (SVM)? appeared first on MarkTechPost.

We will continue to update VoAGI; if you have any questions or suggestions, please contact us!