Pythonの機械学習について徹底解説！できることや3つの勉強方法も紹介

近年注目を集めている「AI（人工知能）」や「ディープラーニング」といった、先端技術との深い関係性がある機械学習。
機械学習を開発するプログラミング言語として、Pythonが注目を集めています。

その中で、
「機械学習って何？」
「Pythonや機械学習に興味があるけど、何から始めればいいかわからない」
「プログラミング初心者でもスキルの習得は可能なの？」
と思っていませんか？

これからさらに注目度が高まるであろう機械学習やPythonへ関心を持つ人は増えています。
しかし、理解が難しいと感じている人も少なくありません。

そこでこの記事では、

などについて詳しくご紹介します。

本記事を読めば、Pythonや機械学習への理解が深まるはずです。
基礎知識はもちろん、効果的な学習方法までご紹介するのでぜひ最後まで読み進めてください。

機械学習とは

AI（人工知能）と深い関連性がある機械学習。
言葉は聞いたことがあっても、内容については分からないと感じている方も多いでしょう。

「機械学習」とは、人間が自然に学習することをコンピューターに行動させるためのデータ解析テクニック。
コンピューターが大量のデータから反復的に学習し、予想できるパターンを見つけ出す技術です。

以前は人が行っていたことを、コンピューターが大量のデータから自動的に処理できるため、さまざまな分野で活用されています。
そして、関連が深いディープラーニングも機械学習の一部です。

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Pythonの機械学習でできること4例

機械学習で用いられるプログラミング言語には、「C言語」や「Java」などさまざまな言語があります。
その中でも近年とくに注目されているのが「Python」です。

Pythonは、信頼性の高さや習得の容易さから世界中のエンジニアから注目されています。
ここでは、そんなPythonが機械学習でできる代表的な4つの実例について詳しく見ていきましょう。

1.株価の予測

Pythonの機械学習を活用すれば、株価の予測が可能です。
実際に、多くの投資ファンドがアルゴリズムによる投資を始めています。

また、近年注目されているビットコインなどの仮想通貨に関連して、ブロックチェーンという言葉を聞いたことがある人もいるでしょう。
そのブロックチェーン開発にもPythonは利用されています。

2.画像認識と分析

Pythonの機械学習では、画像の認識や分析も可能です。
具体的には、「ディープラーニング（深層学習）」という技術が用いられて認識や分析が行われています。

ディープラーニングとは、人間が自然に行う行動をコンピューターに学習させる機械学習技術のひとつ。
AIの急速な発展を支える技術であり、その進歩によってさまざまな分野への実用化が進んでいます。

実際に顔認証は、セキュリティ分野で多く活用されている技術です。
入室の際の本人認証や、犯罪者の特定などにも使用されています。

また、病気の発見など医療関連でも多く活用されています。

3.テキストからデータの抽出

Pythonの機械学習は画像だけでなく、テキストの認識や分析も可能です。
テキストからのデータの抽出は主に、スパムメールの除外に使われています。

実際にGmailなどのWebメールサービスを利用している中で、以前よりもスパムメールが減ったと感じている人も少なくないでしょう。
事前にスパムメールのパターンを学習させておくことで、自動的に迷惑メールかそうでないかを分類しているのです。

スパムメールなどの迷惑メールが減少しているのも、機械学習のおかげといえます。

4.自動車の自動運転

自動車の自動運転も、Pythonの機械学習によって実現されています。
自動車の自動運転の中でも中心として使われているのが、強化学習のアルゴリズムです。

自動車の自動運転は、最初から実際の車両で行うのではなく、まずは3Dグラフィックスで作成された仮想空間でシュミレーションを繰り返します。
そして十分に機械学習を行なったうえで、実際の車両に適用されているのです。

何度も繰り返しシュミレーションを行なってから、コンピューターは最適な自動走行アルゴリズムを習得しています。

Pythonのメリット4つ

Pythonの機械学習技術は顔認証やテキスト認証、自動運転など、身近な存在であることがわかりました。
そんな私たちの生活を支えてくれているPythonには、どのようなメリットがあるのでしょうか？

ここでは、Pythonの4つのメリットについて以下の通りにご紹介します。

1.信頼性が高い

Pythonは、さまざまな人気サービスにも用いられているプログラミング言語です。

たとえば、

などの誰もが知っているサービスにも活用されています。

これだけのサービスが成りたっているのも、Pythonの信頼性が高いからです。

2.文法がシンプルでわかりやすい

Pythonは汎用性が高いプログラミング言語でありながら、文法がシンプルでわかりやすいという魅力もあります。
少ないコード量で比較的簡単にプログラミングが行えるため、初心者にも人気を集めているのです。

AIや機械学習に興味がある方は、ぜひ挑戦してみるとよいでしょう。

Pythonについてさらに詳しく知りたい方は、こちらの記事もぜひ参考にしてください。

Pythonはどんなプログラミング言語？メリットやおすすめの学習サイト5選も紹介

3.ライブラリやフレームワークが豊富

機械学習では多くの場面でPythonが活用されていますが、すべてのプロセスを行なっているわけではありません。
フレームワークを活用して、機械学習を行なっている場合もあります。

フレームワークとは、よく使われるプログラムをあらかじめ構築しておいたものです。
フレームワークを利用することで、プログラミングをより効率よく行えます。

また、ライブラリも充実しています。
機械学習を行うライブラリの中では、「scikit-learn」「TensorFlow」などが有名です。

ライブラリやフレームワークに関する情報もインターネット上に溢れているため、情報収集に困ることはないでしょう。

4.コミュニティが活発

技術分野でいう「コミュニティ」とは、同じ技術に興味を持った人が集まるイベントのようなものです。

Pythonに関するコミュニティはとても活発で、国内外でさまざまなものが開催されています。
コミュニティで共通の目標を持つ人に出会い、知見を共有したり一緒に学ぶことでより学習意欲も高まるでしょう。

プログラミングを勉強していて、挫折しそうになった経験はありませんか？
9割以上のプログラミング学習者が、挫折を経験したことがあるそうです。
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Pythonの機械学習を勉強する3つの方法

Pythonは将来性も高く、需要のあるプログラミング言語です。
機械学習のスキルを身につけることで、今後の仕事の幅も大きく広げられるでしょう。

では、Pythonの機械学習を効率よく勉強するためにはどうしたらよいのでしょうか？
ここでは、代表的な3つの学習方法について詳しくご紹介します。

1.プログラミングスクールに通う

もっともおすすめな学習方法は、プログラミングスクールに通うことです。

Pythonは比較的、習得しやすい言語とされていますが、簡単に習得できるわけではありません。
とくに機械学習に関連する技術には、高い専門知識やスキルが必要なので、独学では挫折してしまう人が多いのも事実です。

プログラミングスクールなら、プロの講師に直接指導してもらえるため、挫折するリスクを防げます。
また、実践で活用できるスキルを着実に学べるのも大きな魅力です。

プログラミングスクールの多くは転職支援サービスも行なっているため、就職や転職を考えている人にも適しています。
短期間で確実なスキルを身につけたいなら、プログラミングスクールがおすすめです。

2.学習サイトを活用する

プログラミングの需要が高まっている現代では、気軽に学習を始められるサービスが増えています。
その中でも、代表的なのがプログラミングの学習サイトです。

動画やスライド、テキスト形式など、さまざまな種類があり、入門スキルから学習を始められます。
ほとんどの学習サイトはスマホでも利用できるため、移動時間などのスキマ時間にも勉強を進められるのが魅力です。

「まずは基礎知識を身につけたい」と考えている方は、ぜひ利用してみてください。

3.本で勉強する

体系的に勉強したい方には、本を活用した学習がおすすめです。
最近では、Pythonに関連する参考書が数多く販売されています。

本で勉強するメリットは、確実な知識を得られることです。
高い実績や専門知識や技術を持った著者が解説しているため、確かな知識を身につけられます。

Pythonの学習におすすめな書籍や学習サイトは事項でご紹介するので、ぜひ参考にしてください。

Pythonの機械学習を勉強できるサイトおすすめ5選

Pythonはプログラミングスクールでの学習がおすすめですが、中には「独学がしたい」と考える人もいるでしょう。
そこでここからは、Pythonの学習に最適なおすすめのサイトをご紹介します。

無料で利用できるものから有料のものまでさまざまなサービスがありますので、ぜひ参考にしてみてください。
ご紹介するのは、以下の5つのサイトです。

1.Progate

Progate

「Progate」は、プログラミングの入門学習サイトとして有名なサービスのひとつ。
かわいいイラストと一緒に、ゲーム感覚でプログラミング学習ができるサイトです。

Progateでは、Pythonはもちろん他にもさまざまなプログラミング言語も学べます。
有料コース（月額税込1,078円）もありますが、基本的な知識は無料で利用できるため気になる方はぜひ活用してみてください。

2.ドットインストール

ドットインストール

「ドットインストール」は3分動画でプログラミングを学習できるサービス。
Progateと同様に、プログラミング入門学習サイトとして人気があります。

ドットインストールでも、Pythonの基礎知識から動画で学習可能です。
パソコンはもちろんスマホでも学習動画を視聴できるため、スキマ時間の学習にもおすすめ。

無料コースと有料コース（月額税込1,080円）があります。

3.Udemy

Udemy

「Udemy」は、世界中のさまざまな実績を持つ講師が、動画講座を行なっているプラットフォーム。
Pythonはもちろん、ビジネスに関連するさまざまなスキルを動画で学習できます。

Udemyのサービスはすべて買い切り型となっており、1度購入すれば何度でも繰り返し視聴できるのが特徴です。
1講座あたり平均5,000〜10,000円程ですが、セール開催時には最大90％オフで購入できることもあります。

セールは定期的に開催されているので、気になる方はぜひチェックしてみてください。

4.Aidemy

Aidemy

「Aidemy」は、Pythonの機械学習に特化したオンラインプログラミングスクール。
マンツーマンで指導してくれるため、初心者でも安心して学習を進められます。

また、Aidemyではスクールだけでなく、無料で利用できる入門コースもあるのが特徴です。
プログラミングの環境構築も必要ないため、すぐに学習を始められるのも魅力的。

気になる方は、まずは無料コースを試してみるとよいでしょう。

5.Python For Beginners

Python For Beginners

「Python For Beginners」は、マイクロソフトが提供している学習動画サービスです。
Python入門者に向けて、基礎知識やスキルを解説しています。

マイクロソフトが提供しているため、信頼できるサービスですが日本語には対応していません。
英語スキルがある方におすすめのサービスです。

Pythonの機械学習を勉強できる本おすすめ3選

Pythonの機械学習を勉強できるサイトに、気になるサービスはありましたか？
ここからは書籍を通して学習したい方に向けて、おすすめの本3選をご紹介します。

気になる書籍があれば、ぜひ実際に活用してみてください。

1.スッキリわかるPythonによる機械学習入門

「スッキリわかるPythonによる機械学習入門」は、プログラミング初心者におすすめの一冊。
本書ではイラストを豊富に活用して、Pythonによる機械学習に必要な知識を丁寧にやさしく解説しています。

機械学習に欠かせない、「数学理論」や「ライブラリ」など初心者には難しい内容もイラストを交えて解説しているので、非常にわかりやすいです。

本書を活用すれば、自然と機械学習の全体像と本質が理解できるでしょう。
基礎知識から応用知識まで、一冊でカバーできる実用的な参考書です。

2.Python機械学習プログラミング 達人データサイエンティストによる理論と実践

「Python機械学習プログラミング 達人データサイエンティストによる理論と実践」は、米国Amazon.comでベストセラーを誇る学習本。
本書では、機械学習の実践を見据えたうえでの全体像を解説しています。

実践で活用できるレベルの知識が学べる反面、全くの初学者には少し難しいかもしれません。
機械学習の基礎知識を学んだうえで活用すると、非常に役立つでしょう。

入門書と合わせて活用するのがおすすめです。

3.いちばんやさしいPython機械学習の教本

「いちばんやさしいPython機械学習の教本」は、実践で活用できる知識やスキルが学べる学習本。
本書では、小さいサンプルプログラム（bot）に機能を追加しながら、しっかりと機械学習の全体像を学べます。

イラストや図解を豊富に用いて解説しているため、初心者も取り組みやすいでしょう。
ワークショップ感覚で読み進められる一冊です。

Pythonの勉強を継続するコツ3つ

Pythonの学習に、おすすめなサイトや書籍をご紹介しました。
Pythonが注目されている現代では、学習する環境は整っています。

しかし、機械学習に関連する学習では、難しい専門用語などが数多く出てくるため、途中で勉強を辞めてしまう人も少なくありません。

せっかく学習を始めるなら、しっかりと継続してスキルを習得したいものです。
そこで最後に、Pythonの勉強を継続する3つのコツをご紹介します。

事前に継続するポイントを抑えておけば、学習の成功率も上がるはずです。
ぜひ参考にしてみてください。

1.Q＆Aサイトを活用する

Pythonの学習を継続するためには、不明点があった際にすぐに質問するのがポイントです。
不明点を解決できないまま時間が過ぎると、挫折するリスクが高まります。

分からない問題は自力で解決しようとするのではなく、Q＆Aサイトなどを活用して質問をするのがおすすめです。
エンジニア向けの質問サイトとして有名なものには、「teratail」があります。

teratailなら無料でプロのエンジニアに不明点を相談することも可能です。
このように、事前にすぐに質問できる環境を整えておくとスムーズに学習を進められるでしょう。

2.メンターを見つける

メンターとは相談にのってくれたり、アドバイスをしてくれる人のことを指します。
メンターを見つけることで、挫折するリスクを防ぎながら学習を進めることが可能です。

最近では、メンターを探すのに特化したサービスも増えています。
有名なサービスには、

などがあります。

独学を高い確率で継続したい方は、メンターを探してみるとよいでしょう。

3.コミュニティに参加する

ひとりでの学習は、よほどの決意がない限り継続するのは難しいとされています。
しかし、同じ目標を持つ人がいれば、お互いにとって相乗効果となり学習を効率よく進められるでしょう。

そこでおすすめなのが、コミュニティへの参加です。
積極的にコミュニティに参加することで、同じような目標を持った人に出会いやすくなります。

TwitterなどのSNSで、コミュニティの募集が行われるケースも少なくありません。
「一緒に勉強する人がいた方が頑張れる」という人は、ぜひコミュニティへの参加を検討してみてください。

まとめ：機械学習のニーズは高まっている

今回は、Pythonの機械学習の概要や、効果的な学習方法をご紹介しました。

機械学習の技術は、日々とても速いスピードで進化を続けています。
今後は今よりもさらに機械学習の技術が発展し、私たちの生活に溶け込んでいくでしょう。

ただ活用するだけでなく、開発側にも意識を向けることで見え方は変わってくるはずです。

また、スキルを身につけることで、今後も市場価値の高い人材として幅広い分野で活用していけるでしょう。
Pythonの機械学習に興味があるなら、ぜひスキルの習得をめざしてみてください。