【DS検定】DS162 機械学習、DS163 教師学習

データサイエンティスト検定のスキルチェックリストDS162及びDS155に関する解説を行います。

DS162:機械学習のモデルを使用したことがあり、どのような問題を解決できるか理解している(回帰・分類、クラスター分析の用途など)

1. 回帰(Regression)

数値データの予測手法で、入力変数から連続的な出力変数を予測します。
売上や気温、価格の予測に使われます。

2. 分類(Classification)

データを異なるカテゴリに分ける手法で、各データポイントのカテゴリを予測します。
スパムメールの検出や病気診断に利用されます。

3. クラスター分析(Clustering)

データを似た特徴を持つグループに分ける手法で、ラベルなしのデータからグループを発見します。
顧客セグメンテーションや異常検知に用いられます。

4. 強化学習(Reinforcement Learning)

エージェントが環境と相互作用しながら行動を学び、報酬を最大化する手法です。ロボット制御や自律運転車の運転行動に使われます。

 

これらの手法は異なる問題に対応するために設計されていますが、実際には組み合わせて使用することもあります。モデル選択には、解決したい問題の性質やデータの種類を考慮することが重要です。

DS163:「教師あり学習」「教師なし学習」の違いを理解している

教師あり学習(Supervised Learning)

ラベル付きデータを使ってモデルをトレーニングします。各入力データには正解が付与され、モデルはこれを基に入力と正解の関係を学習します。

用途

回帰(例: 不動産の価格予測)や分類(例: スパムメールフィルタリング)に使用されます。

手法の例

  • 線形回帰
  • ロジスティック回帰
  • サポートベクターマシン(SVM)
  • 決定木
  • ニューラルネットワーク

教師なし学習(Unsupervised Learning)

ラベルなしデータでモデルをトレーニングし、データ内のパターンや構造を自動的に発見します。

用途

クラスター分析による顧客セグメンテーションや、主成分分析による次元削減などに使われます。

手法の例

  • K-平均法(K-means)
  • 階層的クラスタリング
  • 主成分分析(PCA)
  • t-SNE(t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding)
特徴教師あり学習教師なし学習
データラベル付きデータが必要
ラベルなしデータが使用される
目的入力データとラベルとの関係を学習し、予測や分類を行うデータの構造やパターンを発見し、グループ化や次元削減を行う
出力予測値やクラスラベルデータのクラスタや特徴(次元削減結果)
利用例スパムメール検出、画像認識、価格予測顧客セグメンテーション、データの可視化

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