Macもコードも使わずに、iPadで機械学習モデルをトレーニングする方法

自分のモデルをトレーニングするには、これまでコンピュータ、専用のツール、そして多くの準備が必要でした。M1以降のチップを搭載したiPadがあれば、MagicaLCoreがすべての工程を1つのアプリにまとめてくれます。例を用意し、トレーニングし、テストし、自分のアプリで使えるモデルを書き出します。

このガイドでは、最初から最後までを順に説明します。デモで動くだけのモデルと、実際の場面で動くモデルの違いを生む習慣も紹介します。

1. 正しい種類のモデルを選ぶ

モデルに答えてほしい問いから始めましょう。MagicaLCoreは6種類のモデルをトレーニングできます：

モデル	答えること	例
画像	この写真に何が写っている？	熟した果物か熟していないか、葉の種類
音声	これは何の音？	鳥の鳴き声、楽器、ドアをノックする音
表形式データ	これらの列から、どのカテゴリ、またはどの数値？	手、足、両腕を広げた長さから身長を予測する
テキスト	このテキストは何について？どんな口調？	メッセージを話題ごとに分ける
手のポーズ	これはどの止まった手のサイン？	グー、チョキ、パー
手の動作	この動画にはどの手の動きがある？	動画の短いジェスチャー

問いがこのどれかに当てはまるなら、iPadだけで十分です。

2. 良い例を集める

モデルの品質は、いつもデータで決まります。どの種類のモデルにも役立つルールをいくつか紹介します：

• クラスごとに1つのフォルダ。 フォルダ名がラベルになります：熟している、熟していない。表形式データなら、予測したい値の列があるCSVファイルを使います。
• 量より多様さ。 角度、光、背景を変えた写真。いろいろな部屋で録った音。
• クラスのバランスをとる。 クラスごとの例の数をそろえましょう。ある物の写真10枚と別の物の写真1,000枚でトレーニングしたモデルは、多いほうのクラスを推測するようになります。
• モデルが見るものを集める。 アプリでiPadのカメラを屋外で使うなら、同じようなカメラで屋外で撮った写真でトレーニングしましょう。
• いくつかの例を別にしておく。 トレーニング中にモデルが一度も見なかった例こそ、正直にテストする方法です。

3. トレーニングを設定する。すべての設定に説明つき

デフォルトの設定でトレーニングしても、役に立つ最初のモデルができます。もっと細かく調整したくなったら、MagicaLCoreはそれぞれの設定に、役割をわかりやすい言葉で説明する情報ボタンを付けて表示します。推測するのではなく、使いながら機械学習の用語を身につけられます。

4. 学習の様子を見守る

トレーニング中、MagicaLCoreはトレーニングデータと検証データの精度と損失を、イテレーションごとにグラフにします。注目したいことは2つです：

• 両方の精度が一緒に上がる： モデルは、覚えていない例にも通用することを学んでいます。
• トレーニングの精度は上がり続けるのに、検証の精度が伸び悩む： モデルは丸暗記をしています。イテレーションを増やすより、例の多様さを増やすほうが、たいてい効果があります。

トレーニングが長いのに、授業は短い、あるいは一日が忙しい？一時停止して、あとで履歴から中断したところの続きができます。

5. ユーザーと同じようにテストする

数値は出発点にすぎません。本当のテストは、新しい例でモデルを試すことです。MagicaLCoreでは、自分の写真、音声ファイル、データの行、文で、あるいはカメラとマイクを使ってリアルタイムでテストできます。難しいケースを試してみましょう。暗い光、背景の雑音、珍しい角度。間違いのひとつひとつが、次にどんな例を追加すればいいかを教えてくれます。

6. 本物の.mlmodelを書き出す

満足できたら、名前、作成者、説明を付けて.mlmodelファイルを書き出します。XcodeとSwift Playgroundsが理解できる標準の形式なので、iPhoneやiPadのアプリに組み込めます。MagicaLCoreの「モデルを使う」ガイドでは、すべてのモデルの種類についてコードを紹介しています。

なぜiPadで？

• Mac不要。 同じデバイスでトレーニング、テスト、書き出しができます。Swift Playgroundsを使えば、アプリまでそこで作れます。
• プライバシーを最優先に設計。 トレーニング、テスト、書き出しはすべてiPad上で行います。モデルのトレーニングのためにデータセットがアップロードされることはありません。
• どこへでも一緒に。 校外学習、庭、教室。同じ場所で例を集めて、トレーニングできます。

クイックチェックリスト：クラスごとに1つのフォルダ、多様でバランスのとれた例、テスト用にいくつか別にしておく、難しいケースを試す、そして書き出す。