タイトル
     2025 年度   世界教養プログラム
  
AI・データサイエンス1   
時間割コード
19180090
担当教員(ローマ字表記)
  佐野 洋 [SANO Hiroshi]
授業開講形態 授業形態 単位数 学期 曜日・時限 実務経験のある教員による授業
対面   2 夏学期 集中 -
授業題目(和文)   
データサイエンス基礎
 
Title(English)   
AI / Data Sicence (Fundamentals) 1
 
授業の目標   
近年注目されているデータサイエンスについてその基礎概念を知り,基本的な分析枠組みや実例の紹介を通じて基礎概念の理解を深める。ビジネス分野や日常生活における機械学習の利用と活用や、AIデータ倫理など基礎的な知識を身につける。人文社会学系学生に身近な表象論など質的研究の諸概念と量的表現の仕組みを知ることを通じ、ことば(言語記号)と意味の関係性をデータとその特徴量と対比させる。データに内在する諸特徴を活用するデータ駆動型社会を、他の産業革命と比較し対照することでデータサイエンスの技術論的な知識習得ではない、本学らしいデータの見方を身につける。
 
Goals of the course   
The aim of this class is to introduce the basic concept of data science, which has recently attracted attention, and to deepen the understanding of the basic concept through tasks and exercises. Students understand the mechanism of quantitative expression through various concepts of qualitative research such as familiar representational theory. In this class, basic knowledge of various data processing techniques, mathematical models used for data interpretation, and usage of those models is provided.
 
授業の概要   
コンピュータの発展の概略史と計算能力の急拡大と併せて,推論方法とその特徴に触れて人工知能研究の移り変わりを説明する。外界の認識の観点から表象の役割と表象(データ)の作り方を説明した後,具体的なデータの種類とその特徴を取り上げる。適用例を挙げてデータ操作の幾つかを説明し,引き続いて,主要で且つ重要な数理モデルを身近な概念例を使って説明する。道具としてのコンピュータの概説と,主要なプログラミング言語(python/R)の紹介と利用の仕方を具体的に示す。本学におけるデータサイエンス分野の学修パスを紹介する。
 
Overview of the course   
In this class, the transition of the artificial intelligence research will be explained referring to the reasoning method and the features, in addition to the summary history of the development of the computer and the rapid expansion of the calculation ability. After the role of the representation and how to make the data are explained from the viewpoint of the recognition of the outside world, the types of the concrete data and the features are taken up. In the class, some of the data manipulation is explained with application examples, and then the main and important mathematical models are explained using familiar conceptual examples.
In the class, the outline of the computer as a tool and the introduction and usage of main programming language (python/R) are shown concretely. Finally, students will take a course of study in the data science field in this university.
 
キーワード   
AI,データサイエンス
 
Keywords   
AI, Data science
 
授業の計画   Plan  
No.内容Content
第1回
AI小史と思惟方法(1) AI小史を概説し、第一次産業革命(狩猟革命)から第四次産業革命(Society 5.0、データ駆動型社会、認識革命)を俯瞰し、データサイエンスが生活実態の背景にある学問分野であることを示す。 推論方法(決定論と確率論,帰納法と連想法)と学習について概説し、とくに帰納的推論が経験にもとづく推論(データ駆動型の思考法)で実社会や日常生活における知識や情報を拡張するために用いられることを示す。そして帰納的推論学習がデータ駆動による機械学習で自動化されていることを説明する。 Inferences, Computers and A Brief History of AI(1) An overview of the history of AI and the place data science occupies in that history. Next, An overview of the period from the first industrial revolution (hunting revolution) to the fourth industrial revolution (recognition revolution) will be introduced. The fact that data science supports the reality of life is taught. We outline reasoning methods (Determinism and probability, induction and association) and learning and explains that inductive reasoning is able to be used to extend real-world knowledge and information through empirical reasoning. Next, we explain how automated inductive reasoning learning is calculated by data-driven machine learning.
第2回
AI小史と思惟方法(2) (1回目の続き) Inferences, Computers and A Brief History of AI(2) Continued from the previous class.
第3回
表象と特徴量(1) 本学学生に身近な外国語学習や機械翻訳などを取り上げ、記号表現の違いが意味の違いに及ぼす要因を考察する。各種の機械学習のデータの解釈手段と違いを示した上で、自然の対象・現象の分析のデータだけでなく、社会活動,文化活動,経済活動など日常生活の広い範囲にわたる活動において社会問題解決の手段や手法に特徴量分析の考え方が必要であることを示す。 Representations and Features(1) Automated foreign language learning and translation, which are familiar to students of this university, will be taken up. Then the factors that cause differences in symbolic expressions to have different meanings will be discussed. After explaining the ways and differences of interpretation of various kinds of machine learning data, we teach that the concept of feature quantity analysis is necessary not only for the analysis of natural objects and phenomena but also for the analysis of artificial activities such as social, cultural and economic activities.
第4回
表象と特徴量(2) (3回目の続き) Representations and Features(2) Continued from the previous class.
第5回
特徴量とその表現(1) データの種類(質的データ,量的データ)やその特徴を説明し、データ操作の方法を示す。深層学習(人工ニューロン)におけるデータの役割を説明し、自動分類や将来予測や正誤判断にデータ駆動の考え方が利用されていることを概説する。そのうえで、ビジネスや日常生活における機械学習を利用するシステムの適用分野を、具体的な機械学習の適用事例と利用される個別技術を併せて説明する。 Features and Data(1) The types of data (qualitative data, quantitative data) and their characteristics will be outlined. We will explain how to manipulate the data and the role of data in artificial neurons and outline the use of data for classification and judgment. We then give an explanation of the application of machine learning in social life.
第6回
特徴量とその表現(2) (5回目の続き) Features and Data(2) Continued from the previous class.
第7回
データの操作(1) データサイエンス分野のデータ操作で不可欠な線形代数や行列の基礎概念(スカラー,ベクトル、マトリックス)を説明する。身近な事例(テキストアナリティクスなど)を通じてデータの扱い方を概説する。また、BIツールを具体例に挙げてデータの読み方や効果的なデータ表現の手法を紹介する。 Working with Data(1) The basic concepts of linear algebra and matrix (scalar, vector, matrix), which are essential for data manipulation in the field of data science, will be explained. Through familiar examples (calculation of similarity of sentences), we will show that the concept of feature quantity analysis is necessary not only for data of analysis of natural objects and phenomena but also for analysis of artificial activities such as social, cultural and economic activities.
第8回
データの操作(2) (7回目の続き) Working with Data(2) Continued from the previous class.
第9回
社会で活用されるデータ(1) 画像や動画分析、音声認識や音声合成、機械翻訳といった要素技術の紹介と、それら技術の社会実装の具体例を画像や動画も用いて示す。外食、アパレル、介護や農業などビジネス分野ごとにデータサイエンスの応用例を挙げる。 AI倫理(個人情報、データ倫理)を考慮し、データ駆動社会における法規(AI社会原則等)についても触れる。同時に情報セキュリティや情報漏洩の話題を挙げて、データを守るという視点を涵養する。 Mathematical Models(1) Introducing fundamental technologies such as image and video analysis, speech recognition and synthesis, and machine translation. Specific examples of social implementation of these technologies are shown using images and videos. This course will include examples of data science applications in business fields such as food service, apparel, nursing care, and agriculture. Laws and regulations related to AI ethics in a data-driven society will also be discussed.
第10回
社会で活用されるデータ(2) (9回目の続き) Mathematical Models(2) Continued from the previous class.
第11回
計算の道具とデータの扱い方(1) プログラミング言語PythonとRの簡単な紹介と、その利用環境であるコンピュータ(Windows OS,Mac OS,Linux OSなど)の基本操作の基本を説明する。幾つかの実例(回帰分析、自己回帰(空間データ)、決定木など)実データを用いたデモンストレーションを通じ、データサイエンスの基本的な活用法に触れる。さらにデータサイエンティスト検定やG検定など資格ガイドも行う。 Using Your Computer(1) A brief introduction to the Python and R programming languages and basics of basic computer operations, the environment we are utilize, are explained. We explains the fundamental functions of Windows OS, Mac OS, and Linux OS, and also provides certification guides such as Data Scientist Test and G-Test.
第12回
計算の道具とデータの扱い方(2) (11回目の続き) Using Your Computer(2) Continued from the previous class.
第13回
たふDS erとして前進するために Deepen your learning as a TUFS Data Scientist
第14回
社会活動,文化活動,経済活動など人工の活動とそれら活動の中に現れるデータの調査(演習) Exercise(1)
第15回
人工知能学会/日本科学未来館 「みんなでつくる AI マップ」の学習(批判的評価を行う演習) Exercise(2)


 
成績評価の方法・基準   
課題の報告内容80%,アクティヴラーニング20%
 
Grading system for assessment   
Assignments 80%, Active learnings 20%
 
事前・事後学習【要する時間の目安】   
指定の教科書はありませんが,次の書籍を参考図書として挙げます。
濵田悦生他著,「データサイエンスの基礎」,講談社
椎名洋他著,「データサイエンスのための数学」,講談社
有賀友紀他著,「RとPythonで学ぶ[実践的]データサイエンス&機械学習」,技術評論社
 
Preview/review   
No textbook but recommended reading:
濵田悦生他著,「データサイエンスの基礎」,講談社
椎名洋他著,「データサイエンスのための数学」,講談社
有賀友紀他著,「RとPythonで学ぶ[実践的]データサイエンス&機械学習」,技術評論社
 
履修上の注意   
講義では課題(毎週)を課します。春学期と同じ内容です。

DS101
 
Notes   
Students have to hand in assignments required in the lecture. Homework and assigned work must be handed in on the date announced by the instructor.
The content is the same as the fall term.

DS101
 
教科書  
 
参考書  
 
使用言語  
日本語(J)
 
ページの先頭へ