なるほどわかった!Azure NotebooksとAzure Machine Learning

by Takayuki Fuwa

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なるほどわかった！ Azure Notebooks + Azure Machine Learning で機械学習を体験しようの話不破崇行

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撮影について • 全部OKです。 • 私はフリー素材です。 • ただし、他の人が入り込む際にはご配慮をお願いします。

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自己紹介 • 名前 • 不破崇行(ふわたかゆき) • JAZUG札幌(きたあず) / Azureもくもく会札幌の宴会係 • 仕事 • 昼は普通の正社員、夜は個人事業主 • 好きなAzureサービス • AppService / Monitor / Application Gateway • 最近の趣味 • AWS / Azure / 航空無線 / シメパフェ

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今日のお話について • それぞれのサービス説明 • Azure Notebooks • Azure Machine Learning • Azure Notebooks + Azure Machine Learningで何が出来る？？？

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今日伝えたい事 • Azure Notebooksで、「どこでも」Jupyter Notebookを立ち上げられる • Azure NotebooksとAzure Machine Learningを使えば、お手軽に機械学習を体験できる

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そもそもAzureって何？

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Azure(あじゅーる)とは • 正式名称「Microsoft Azure」 • イタリア語で「紺碧」(こんぺき) • 青空をイメージしてください • MSが提供しているパブリッククラウドサービス • 仮想マシンの構築やサーバレスアプリケーションの構築・機械学習系サービスまで、多種多彩なサービスを提供しています。

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多種多様なサービスラインナップ

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世界中に存在するリージョン

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Jupyter Notebookをサクッと動かせる Azure Notebooksとは

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Jupyter Notebookとは • Pythonコードをブラウザ上で書きながら実行出来るツール • 実行結果を都度表示しながらコードを実行出来るので、データ分析の領域では特に使う • Python以外にもRubyも扱える

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とりあえずデモ • まずはJupyter Notebook単品のデモをします。 • 手持ちのPCの中にJupyter Notebookをインストールして動かしてみます

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Azure Notebooks • インストール不要、Azure上で Jupyter Notebookを動かすことが出来るフルマネジドサービス。 • PCにインストールしなくてもJupyter Notebookが使える。 • Pythonの追加モジュールもインストール出来る。画像引用 https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/notebooks/azure-notebooks-overview

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Azure Notebooks

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Azure Notebooks

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とりあえずデモ • Azure Notebooksってどんな動きするの？

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改めて、Azure Notebooksとは • PCにインストールしなくてもJupyter Notebookが使える。 • Pythonの追加モジュールもある程度インストール出来る。 https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/notebooks/azure-notebooks-overview

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Azure Notebooksの特徴 • Azureアカウント(サブスクリプション)は不要 • ログイン/サインインしなくても一応使える • 実行結果を保存できないが、実行だけは出来る • 起動時にAzure VMが自動生成される仕組み • 無料で使える • ただしクォーターは存在する(4GBメモリ、1GBストレージ) • 追加でパッケージをインストールすることも出来る • pip install が出来る • GitHub対応 • プロジェクトを作る時、GitHubのリポジトリを指定する事が出来る

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Azure Notebooksのスペックが足りない場合は？ • Azure Data Science Virtual Machineを用意すると、任意の仮想VMで実行出来る • 会社のアカウントなどの Azure Active Directory (AAD) を使用するアカウントで、 Azure Notebooks にサインインしている。 • アカウントが Azure サブスクリプションに接続されている。 • そのサブスクリプションに、Data Science Virtual Machine for Linux (Ubuntu) イメージを使用する仮想マシン (少なくとも閲覧者アクセス権あり) が 1 つ以上含まれている。の条件を満たしていれば、Azure Notebooksとセットで扱える

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実行結果を保持したい場合は？ • Azure Data Science Virtual Machineで実行する必要がある • 「Free」プランではNotebookサーバは最大8時間存在することが保障されているが、それ以上になると保障されない • Notebookのコードは残るが、実行結果は消える

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対応言語 • Python 2, Python 3, R, とF#に対応

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iPadでも使える

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Azure Machine Learningとは

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Azure Machine Learning(Azure ML) • 機械学習に必要なモデルのデータ準備からトレーニングまで出来る「プラットフォーム」 • データを整形し、機械学習モデルを構築出来るサービス • 機械学習の分野で従来「面倒」だったことを Azure MLが用意してくれた感じ

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機械学習とは？ • ザックリ説明すると、機械に「コツ」や「カン」を覚えさせるための技術 • 入力したデータに対して、「判定」を行うことが出来るようにする • 教師あり学習 / 教師なし学習 / 教科学習

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https://kurand.jp/39256/

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分類器ビールだ！

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分類器ビールだ！

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分類器コーラだ！

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「コツ」「カン」を覚えさせる方法 • 教師あり学習 • 教師なし学習 • 強化学習

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教師あり学習 • 一番理解しやすいやつ • 判定結果について、人間が「正解」か「不正解」かを判定し、フィードバックさせる • 人間による判定結果を覚えさせ、繰り返すことで学習させる仕組み • Gmailなどの迷惑メールフィルタでも使われる

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ニューラル・ネットワーク • 人間の脳にある「ニューロン」を模した仕組み。 • 三層以上のニューラルネットワークは可微分で連続な任意関数を近似できることが証明されている

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アルゴリズムの種類は大量にあります https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/machine-learning/studio/algorithm-cheat-sheet

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分類器コーラだ！

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Azure MLで出来る事 • スクリプトを書かなくてもニューラルネットワークを構築出来る • Azure ML Studioを使えばドラッグアンドドロップで構築出来る • 難しいことをある程度抜きにして、誰でも機械学習を行える「民主化」を実現している • 民主化：誰でも扱うことが出来、利益を享受出来る事

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実際の画面 https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/machine-learning/studio/text-analytics-module-tutorial

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やっている内容 1. テキストデータセットのクリーニングと前処理 2. 前処理されたテキストからの数値特徴ベクトルの抽出 3. 分類モデルまたは回帰モデルのトレーニング 4. モデルのスコア付けと検証 5. 運用環境へのモデルのデプロイ

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Azure NotebooksとAzure ML

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Azure NotebookでML • Azure MLで用意されているパッケージ(azureml.core)を使うと、Python コードからAzure MLを実行出来る

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ひたすらデモします • 公式のサンプルノートブックを実行していきます • https://github.com/Azure/MachineLearningNotebooks

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まとめ

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まとめ： Azure Notebookのスゴいところ • Azure上にJupyter Notebook環境をサクッと構築出来る • 実体はAzure上で動いていて、コンピューティングリソースもAzure持ちなので、手持ちのPCが非力だったりタブレット端末でもコーディングが出来る • Chromeが普通に動いて、解像度がそこそこあれば使える • Azure Data Science Virtual Machineを使えばハイスペックな実行環境をすぐ用意し、そのまま機械学習を始めることが出来る • ML用途じゃなくても、Excel方眼紙を駆逐する用途でも使える

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まとめ： Azure MLのスゴいところ • ニューラルネットワークを構築するためのコードを書かなくても良い • 大学生の頃はここで死ぬほどハマった • コンピューティングリソースをすぐ提供してくれる • 「どえらい天才」が生み出した環境を誰でも使うことが出来る

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まとめ：AIの「民主化」とこれから • どんどんAIが「お手頃」になってきており、軽く勉強すれば誰でも扱える時代がやってきた • Azure MLとNotebooksで、身の回りやビジネスをより良くしていきましょう • 難しい事や面倒なことはAzure MLやAzure Notebooksにやらせよう！