Nx、Axonを 楽しむための前説 nako@9時間睡眠 2022/11/21 協力：piacere_ex

自己紹介 ● nako@9時間睡眠 ● 会社員。Webサービスのサーバサイ ドエンジニア ● Elixir/Phoenix初心者コミュニティ 『piyopiyo.ex』オーガナイザー

Elixirの機械学習に 必要なライブラリ

Elixirの機械学習に必要なライブラリ（一部） ● Nx ○ Elixirで実装された行列ライブラリ ○ 機械学習、画像処理の基盤ライブラリとして用いられる ● EXLA、TorchX ○ GPU駆動のバックエンド ○ これらを通じて、ElixirはGPUを利用可能となります（CPU駆動も可能） ● Axon ○ Nxによるニューラルネットワーク／ディープラーニングのためのライブラリ ● AxonOnnx ○ Onnxモデル（推論で広く使用されている機械学習モデルのフォーマット）をロードし、利用 することができる 他にもたくさん あります！

AI？機械学習？

AI？機械学習？…それぞれの位置付け 人工知能（AI） 機械学習（ML） ニューラルネット ワーク 深層学習（DL） データから機械自身に、その振る舞いを学習させるための技術・研 究領域を指す。 人間の脳内にある神経細胞（ニューロン）とそのつながり（神経回 路網）を人工ニューロンという数式的なモデルで表現したもの。 ニューラルネットワークを応用させたものがディープラーニング、 または深層学習と呼ばれている。

機械学習が使われる場面 ● 自動運転 ● 文字識別 ● 顔認識検知 ● レコメンドシステム ● フィルタリング など

Nx…の前に、 行列はなぜ必要？

ざっくり行列 ● 数、文字、式等を、列と行に沿って配置し括弧でくくっったもの 1　2　3 4　5　6 7　8　9 ( ) 行 列

なぜ行列が必要？ ● 機械学習では、文字通り機械に処理させる必要がある ● そのため、人間だと視覚や音として認識するデータも数字で表す必要がある ● つまり、画像や文字列などの数字で無いデータも数値化する必要がある ● そうした複雑なデータを数値化するには「行列」が便利

Nx、Axonとは

Nxとは ● Elixirの行列操作ライブラリ ○ 内部的には、Elixirを動かすVMであるErlangVMで動いておらず、ネイティブコードで実行 されていて、処理がとても高速 ○ Pythonをご存知であれば、NumPyに相当 ● 機械学習や画像処理の基盤ライブラリとして用いることができる ● CPU／GPU／TPUといった、様々な演算装置で利用可能 ○ 特に、GPU／TPUで行列処理を行うと、超高速で高度な処理ができる ● ちなみにNxは「Numerical Elixir（数値的なElixir）」の略

Axonとは ● Nxによるニューラルネットワーク／ディープラーニングのためのライブラリ ○ Pythonをご存知であれば、TensorFlow／Keras／PyTorchに相当 ● 何十層、何百層もあるニューラルネットワークをいとも簡単に構築できる ● ディープラーニングの学習／予測の基本的な関数は一通り備えており、評価関数 や最適化関数なども完備している ● ちなみにAxonは「軸索」という意味 ○ 人の脳神経の中で大事な部分

ご清聴ありがとう ございました！