生成AIの仕組みとは?
AIとの違いやディープラーニングについて解説

   

この記事でわかること
  • 生成AIの基本と仕組み
    従来のAIとの違いやディープラーニングの役割、学習プロセスの全体像を理解できます。
  • 主要な技術と応用領域
    教師あり/なし学習、強化学習などの技術解説と、生成AIが得意とするテキスト・画像・コードなどの生成分野がわかります。
  • ビジネスへの活用イメージ
    コンタクトセンターをはじめ、実際の業務での導入事例や今後の活用可能性について具体的に学べます。

ここ数年で、生成AI(Generative AI)はChatGPTや画像生成モデルの登場とともに急速に社会へ広がりました。しかし、その具体的な仕組みや応用範囲については、依然として十分に理解されていないケースも多くあります。

本記事では、生成AIの基本的な概要やその仕組み、従来のAIとの違い、代表的なモデルや活用事例などを体系的に整理し、初めての方でもわかりやすく理解できるように解説していきます。

生成AIの仕組みとは? AIとの違いやディープラーニングについて紹介

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生成AIとは?

生成AI(Generative AI)とは、文章・画像・音声・コード・動画など、既存の学習データをもとにまったく新しいコンテンツを生成する技術のことです。近年では「ジェネレーティブAI」とも呼ばれ、AIの中でも創造を目的とする分野として確立されています。

生成AIは大規模なデータからパターンを学習し、プロンプト(指示)に応じて新しい文章や画像、コードを生成します。このように、既存の情報を単に組み合わせるのではなく、新しい情報を「生み出す」点が特徴です。

その創造的な性質から、文章の自動生成や画像制作、顧客対応の自動化、ソフトウェア開発の支援など、ビジネスから日常生活まで幅広い分野で活用が広がっています。

生成AIの基本的な仕組み「ディープラーニング」の特徴

生成AIは、まずユーザーから与えられたプロンプト(指示)を理解し、その内容に応じて事前に大規模データから学習した知識や特徴表現をもとに新しいコンテンツを生成します。

このような特徴抽出と生成を支えているのが「ディープラーニング(深層学習 / Deep Learning)」です。ディープラーニングとは、多層のニューラルネットワーク(人間の脳神経を模したモデル)を用いてデータの特徴を段階的に抽出し、より抽象的で高度な表現を獲得する技術です。

これにより、従来の機械学習では困難だった自然な文章生成や高精度な画像認識など、複雑で創造的なタスクにも対応できるようになっています。

AIと生成AIの違い

AIと生成AIの違い

しばしば混同されますが、生成AIは人工知能(AI)の一種です。AIという広い概念のなかには、機械学習、深層学習といった領域が含まれ、その最先端に位置するのが生成AIです。

両者の本質的な違いは、目的と出力の性質にあります。従来のAI(識別系AI)は、既存データからパターンを分析・分類・予測することを目的とし、「この画像は猫か犬か」「このメールはスパムか否か」といった問いに答えます。

一方の生成AIは、学習したデータの背後にある構造や分布をもとに、これまで存在しなかった新しい文章・画像・音声などを創り出すことを目的とします。従来のAIが「正解を探す技術」なら、生成AIは「答えを創る技術」です。

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生成AIにも活用される機械学習技術

生成AIの学習には、「教師あり学習」「教師なし学習」「強化学習」といった複数の機械学習パラダイムが活用されています。ここでは、それぞれの概要と役割を解説します。

教師あり学習(Supervised Learning)

教師あり学習とは、入力データとそれに対応する正解(ラベル)がペアになったデータセットを用いて、入力から出力への対応関係(関数)を学習する手法です。目的は、未知の入力に対しても正しい出力(分類ラベルや数値など)を予測できるようにすることです。

たとえば、数字の画像とそれぞれの数字ラベルをペアでAIに学習させると、新たな手書き数字が与えられた際にも、どの数字であるかを自動的に分類(classification)できるようになります。
生成AIの分野では、この教師あり学習は主にファインチューニング(既存モデルの能力を特定の目的に最適化する工程)で重要な役割を果たしています。

教師なし学習(Unsupervised Learning)

教師なし学習(Unsupervised Learning)とは、正解ラベルが付与されていないデータを用い、AIが自律的にデータ内のパターンや構造を見つけ出す学習手法です。

主な手法として、クラスタリング(Clustering)と主成分分析(PCA)があります。クラスタリングは、データ間の類似性に基づいてグループ(クラスタ)を形成する方法です。一方、PCAは多次元のデータをより少ない「主成分」に圧縮し、情報を保持しながら次元を削減して、データの構造を簡潔に把握できるようにします。

たとえば、コンタクトセンターでは「接続できない」「特典はいつ付与されるか」といった多様な問い合わせがあります。クラスタリングを使えば、「接続に関する質問」「特典に関する質問」といったカテゴリーごとに自動的に分類できます。さらに、PCAを活用すると、数十・数百種類の細かな分類を「問い合わせ」「クレーム」「要望」など、より少ない主成分に集約し、全体像を把握しやすくなります。

強化学習(Reinforcement Learning)

強化学習(Reinforcement Learning)とは、AI(エージェント)が環境と相互作用しながら、報酬(reward)を最大化するような最適な行動方針(ポリシー)を自律的に学習する手法です。正解があらかじめ用意されていない状況で、エージェントは「行動→結果→報酬」というフィードバックを何度も受け取り、試行錯誤を通じてより良い判断を選べるようになります。

有名な応用例の一つが、囲碁や将棋などのゲームAIです。AIは「勝利」という報酬を最大化するため、数えきれないほどの手を試しながら最適な戦略を学び、最終的にはプロをも上回る一手を打てるようになります。

また、自動運転やロボット制御、広告配信の最適化など、報酬設計によって行動が決まるタスクにも広く活用されています。信号が青のときに進むと報酬が与えられ、赤で進むと減点されるように設計すれば、AIは自律的に「青で進み、赤で止まる」という行動を学習します。

さらに、生成AIの分野では人間のフィードバックからの強化学習(RLHF)として応用され、モデル出力を人間の価値観に近づける重要な最終調整プロセスにも活用されています。

生成AIの主な種類

生成AIは、生成対象となるコンテンツの種類によっていくつかのタイプに分類できます。ここで紹介するのは代表的な出力形式であり、他にも応用分野は広がっています。

  • テキスト生成:質問への回答、記事やメール、要約などの文章を自動生成する。
  • 画像生成:テキストによる指示(プロンプト)をもとに、新しい画像やイラストを生成する。
  • 音声生成:既存の音声データやテキストをもとに、人間らしい音声を合成する。
  • 動画生成:テキストや画像を入力として、短い映像クリップやアニメーションを生成する。
  • コード生成:指定した要件や自然言語の説明から、プログラムコードを自動で生成・補完する。

これらの技術によって、コンテンツ制作・顧客対応・ソフトウェア開発など、従来は人間が時間をかけて行っていた作業を大幅に効率化・支援することが可能になっています。

生成AIによるコンタクトセンター業務の効率化

生成AIは、コンタクトセンター業務の効率化と高度化にも大きな役割を果たしています。代表的な活用例として、FAQの自動生成、顧客との会話(VOC: Voice of Customer)の要約・感情分析・意図抽出、生成AIチャットボットによる自動応答などが挙げられます。これらの機能により、応答時間の短縮・顧客満足度の向上・オペレーターの負担軽減といった効果が得られます。

現在、コンタクトセンター業界では「クラウド型コールセンターシステム(CCaaS)」の導入が進むとともに、生成AIとの連携が標準化しつつあります。FAQの自動更新や問い合わせ対応の高度なパーソナライズなど、人手では対応が難しかった領域にもAIが活用され、今後さらにその役割は拡大していくと見込まれます。

コンタクトセンターにおける生成AIの活用について知りたい方は、以下の記事をご覧ください。

まとめ

生成AIは今後のデジタル社会において、創造性と生産性を飛躍的に高める中核技術として位置づけられています。

その本質は、ディープラーニング(深層学習)によって膨大な事前学習データからパターンや意味構造を抽出し、プロンプトに応じてまったく新しいコンテンツを生み出す点にあります。教師あり学習・教師なし学習・自己教師あり学習、さらには人間フィードバックによる強化学習(RLHF)など、複数の学習手法が組み合わされることで、モデルはより高精度かつ自然な出力を実現しています。

テキスト・画像・動画・音声・コードなど多様な形式に対応できる汎用性の高さから、生成AIはコンタクトセンターのみならず、マーケティング、開発支援、教育、クリエイティブ制作といった幅広い分野で活用が拡大しています。今後は、法規制・倫理的課題への対応が進むことを前提に、さらに多くの業務・サービスの基盤技術として社会に浸透していくと考えられます。

この記事の推奨者

中原 竜助
中原 竜助
アプリケーション開発/データ分析・活用
新卒より中堅Sier企業にて汎用系、Web系、オープン系、そして、機械学習用ライブラリ互換の3rdパーティAIアルゴリズム開発など幅広いシステム開発に従事。ベルシステム24入社後コールセンターを経験し、システム関連部門に配属となり、Avaya製のIVR開発など継続して開発案件に従事。現在は社内データ活用のプロジェクトに参画し、開発部隊の全体指揮を担当している。
ナレッジマネジメントがもたらす生成AI活用の道筋~RAGとナレッジ整備の可能性~

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