機械学習がすぐにできる「Colaboratory」(Google提供)の使い方【非エンジニア・初心者向け】

機械学習がすぐにできる「Colaboratory」(Google提供)の使い方【非エンジニア・初心者向け】
この記事は、エンジニアでもなく機械学習における基礎知識もない素人が、一から機械学習とエンジニアリングを同時に学ぶために書かれた記事です。

未経験で何も知らなくても心配はいりません。

まずは機械学習の世界へ飛び込んでみましょう。

機械学習を勉強するための環境を構築する

C言語、Java、Python、HTML/CSS、その他なんでも、エンジニア言語を勉強する場合は学習する言語が動く環境を構築しなければいけません。

しかし、情報技術関連の知識が全くない場合は、その環境を準備することも大変です。

インストールを手順通りにやってもエラーが出てしまったりと、環境構築で時間がかかってしまい、挫折をしてしまうと本末転倒です。

そこで、お勧めしたいのが、ブラウザからアクセスして、すぐにプログラミング言語を入力できるようなサービスです。

しかも、今回は機械学習を勉強するため、機械学習に必要な環境が構築されていて、かつ個人がすぐにブラウザアクセスで使えるようになっているものが理想です。

こういったあったらうれしいを解決してくれるのが、「Colaboratory(コラボラトリー)」です。

Colaboratory(コラボラトリー)

Googleから提供されている無料のサービスで、ブラウザでアクセスするだけで、すぐに機械学習の勉強がスタートできます。

またColaboratoryは日本語対応しており、現在では日本語での利用が可能となっています。

さっそくColaboratoryを使ってみましょう。

Colaboratoryで簡単なコードを描いてみる

ColaboratoryはGoogle Driveと連携しており、Google Drive上でコードの書かれたファイルを管理します。

そのため、Colaboratoryを使うには、まずGoogleアカウントを作っておきましょう。(一応、なくてもColaboratoryは使えますが、新しいファイルを作ったりすることができません。)

直接最初の「Colaboratoryへようこそ」のページに書き込んでもよいですが、ここでは一つ新しいノートブック(ファイル)を立ち上げます。

Python2とPython3のノートブックが立ち上げられますが、こだわりがなければPython3のノートブックでよいでしょう。

立ち上げるとこのようなページが表示されます。

ファイルはGoogleドライブ上で保存されています。

なんでもよいので、名前を付けておきましょう。

それではここから、さっそくこのノートブックにいろいろなコードを描いてみましょう。

初心者はまず「print」という言葉を覚えましょう。

これは、画面に何か出力するときに使う関数です。

関数というのはあらかじめ決められた動作のようなもので、ルールに沿って正しく記載をすると決まった動作をします。

print関数はPythonで標準に決められている関数で、print()と記載をします。

まずは最も有名なプログラミングである、「Hello world」という言葉を表示させるプログラムを書いてみましょう。

テキストの場合、Print関数では()の中でさらに出力したい言語に”を付けます。

コードを記載したら、左側にある三角のボタンを押しましょう。

これが実行ボタンで、クリックするとコードのプログラムが動きます。

コードの下に「Hello world」が表示されました。

このColaboratoryでは、コードを描いた下に結果が表示されます。

これでHello worldを表示せるコードがわかりましたね。

ちなみに、下記のような方法でも記載できます。

プログラミングでは、ルールに沿って様々なテキストや数字を入れられる変数というものがあり、ここではaという変数を用意し、そこにHello worldというテキストを入れています。

表示結果は最初に直接print()の中に記載したときと同じです。

プログラミングでは変数を設定することで、より柔軟に様々な命令を実行することができます。

ここではこんな書き方もあるのだ、という程度で理解しておきましょう。

また、その他には計算もできます。

直接式をprint()内に書いてもよいですが、ここでは先ほどのように変数に数値を入れて、変数による式をprint()の中に記載してみます。

計算が実行されました。

非常に簡単なコードですが、これがプログラミングの最も基本的なことです。

自分で数字を変えたり、テキストを変えたりして、いろいろ書いてみましょう。

Colaboratoryでグラフを表示する

簡単なコードは書けましたが、printで返ってくるものは単純なものばかりです。

そこで、次はグラフを作ってみましょう。

書き方は今は理解しなくてもよいので、まず下記のコードをコピーしてそのまま実行してみましょう。

% matplotlib inline
import matplotlib.pyplot as plt
price=[100,250,380,500,760]
number=[1,2,3,4,5]

plt.plot(price, number)

plt.show()

そうすると下記のようなグラフが出てきます。

pythonに限らずプログラミング言語では、ライブラリと呼ばれる予め用意された様々なファイルがあります。

このファイルには様々なプログラムが用意されており、一からすべてコードを書かなくとも、ライブラリにあるファイルを呼び出して、決められた通りに記載すれば、様々なことが実行できます。

matplotlibと呼ばれるファイルもこのライブラリにあるプログラムの一つで、グラフをビジュアルで表示することができます。

ファイルを呼び出すコードの書き方は別途学習するとして、まずはこの呼び出したグラフの値をいろいろ修整してみて、様々なグラフを作ってみましょう。

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