Transformers（トランスフォーマー）は、2017年にGoogleの研究者らによって発表された深層学習モデルで、主に自然言語処理（NLP）の分野で広く利用されています。対話型AIサービスの「ChatGPT」はこのTransformersがベースとなっています。
このモデルは、従来のリカレントニューラルネットワーク（RNN）や長短期記憶（LSTM）といったモデルに比べ、並列処理が可能であり、学習速度と性能の向上を実現しました。
Pythonとの関連:
Pythonは、機械学習や深層学習の分野で広く使用されているプログラミング言語であり、Transformersモデルの実装や応用にも多用されています。特に、以下のライブラリがPythonでのTransformersの利用を支援しています。
Hugging FaceのTransformersライブラリ:
このライブラリは、BERTやGPTなど、さまざまな事前学習済みのTransformersモデルを簡単に利用できるように設計されています。これにより、自然言語処理タスクの実装が容易になります。
PyTorchとTensorFlow:
これらは深層学習のフレームワークであり、Transformersモデルの構築やトレーニングに使用されます。Hugging FaceのTransformersライブラリは、これらのフレームワークと統合されており、柔軟なモデル開発が可能です。
AIとの関連:
Transformersは、自然言語処理における多くのタスクで高い性能を示しており、以下のような応用があります。
- 機械翻訳: 入力文を他の言語に翻訳するタスクで、Google翻訳などのサービスで活用されています。
- テキスト生成: GPTシリーズのようなモデルは、与えられたプロンプトに基づいて自然な文章を生成する能力を持ち、チャットボットや文章作成支援ツールに応用されています。
- 質問応答システム: BERTなどのモデルは、与えられた文脈から適切な回答を抽出するタスクで高い性能を示しています。
- 要約生成: 長文の文章から重要な情報を抽出し、短い要約を生成するタスクにも利用されています。
これらの応用により、TransformersはAIの発展に大きく寄与しており、今後も多様な分野での活用が期待されています。
動画紹介
Transformersの仕組みを視覚的に説明している3Blue1BrownさんのYoutubeの動画です。
Transformersの分類
Transformersは、一般的にはライブラリに分類されます。
理由
- 特定の機能を提供
Transformersは、自然言語処理（NLP）や生成AIタスクのための「ツール群」を提供します。具体的には、事前学習済みのモデル（BERT、GPT、T5など）の読み込みや利用、トレーニング、推論を簡単に行うためのAPIを提供します。 - 開発者が制御する
Transformersは単なるツールとして機能し、開発者が必要なタイミングや方法で関数やクラスを呼び出します。アプリケーション全体の流れや構造を制御することはありません。 - 柔軟性が高い
必要な部分だけを利用できるため、他のツールやライブラリ、フレームワーク（例: PyTorch、TensorFlow、FastAPI）と簡単に統合可能です。 - 軽量
フレームワークのように厳密な規約や構造を強制しないため、小規模なプロジェクトから大規模プロジェクトまで幅広く利用可能です。
補足
ただし、Transformersは以下のようにフレームワーク的な要素も一部含んでいます：
- モデルのトレーニングや推論のための統一されたパイプライン（例:
pipelineAPI）を提供し、簡単に利用できる。 - 自然言語処理タスク（例: テキスト分類、翻訳、生成）を行うための標準化されたプロセスをサポート。
これにより、特定のタスクにおいてはフレームワークに近い感覚で使える部分もあります。ただし、アプリケーション全体を構築する骨組みを提供するわけではないため、本質的には「ライブラリ」として認識されます。
まとめ
Hugging FaceのTransformersは主にライブラリとして分類されますが、フレームワーク的な使い勝手も一部備えており、柔軟性と利便性を両立したツールと言えます。
参考
Google Research：Attention is All You Need
https://research.google/pubs/attention-is-all-you-need/
arxiv：Attention Is All You Need
https://arxiv.org/abs/1706.03762
Transformers by Hugging Face
https://github.com/huggingface/transformers
ライセンス：Apache-2.0 license
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