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単純パーセプトロン

単純パーセプトロン

解説:AIの最もシンプルな形

単純パーセプトロンは、1958年にフランク・ローゼンブラットによって考案された、現在のニューラルネットワークの基礎となるモデルです。

仕組みは非常にシンプルで、入力層」と「出力層」の2層だけで構成されています。複数の入力データに対して「重み」を掛け合わせ、その合計がある「閾値(しきい値)」を超えたら「1(発火)」、超えなければ「0」を出力します。

最大の特徴:線形分離と「XOR」の壁

単純パーセプトロンには、「直線で引ける境界線(線形分離)」しか学習できないという致命的な弱点があります。

論理回路 解ける? 理由(グラフのイメージ)
ANDゲート
ORゲート

可能
「線形分離可能」
白い点と黒い点を、定規一本の直線で綺麗に分けることができる。
XORゲート
(排他的論理和)
×
不可能
「非線形分離問題」
点がタスキ掛け(チェス盤のよう)に配置されるため、一本の直線では絶対に分けられない

1969年、ミンスキーとパパートが著書『パーセプトロン』の中で「単純パーセプトロンはXORすら解けない」と数学的に証明しました。これにより、AI研究への期待が一気に冷え込み、第一次AIブームの終焉(冬の時代)を招くことになりました。

G検定対策

出題ポイント

  • 構造:「入力層」と「出力層」のみ。(間に隠れ層がない)
  • 活性化関数:「ステップ関数(階段関数)」が使われる。
  • 限界:「線形分離可能」な問題しか解けない。「XOR(排他的論理和)」は解けない。
  • 歴史:ローゼンブラット(考案)→ ミンスキーとパパート(限界の指摘・冬の時代へ)。

ひっかけ対策

  • × 単純パーセプトロンでも層を増やせばXORを解ける
    (解説)単に層を重ねるだけでは線形のままです。「多層パーセプトロン」にし、かつ「非線形の活性化関数シグモイド関数など)」を導入することで初めてXORが解けるようになります。
  • × 隠れ層を持つ
    (解説)単純パーセプトロンには隠れ層(中間層)はありません。
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