学習ロードマップ

LLM / 生成 AI 時代の機械学習

ニューラルネットの基礎を抑えた上で、Transformer / LLM の仕組みを理解し、プロンプトエンジニアリングや RAG、エージェント化まで進む。

大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界 PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門 大規模言語モデル入門 大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価 LLMの原理、RAG・エージェント開発から読み解く コンテキストエンジニアリング
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このロードマップが扱うもの

(LLM) AI 使LLM Transformer / LLM RAG

このロードマップの全体像

大規模言語モデル(LLM)と生成 AI が実務に組み込まれる時代に、機械学習の基礎から応用まで地に足のついた形で学び直すためのロードマップです。対象は、ライブラリを使って簡単な予測モデルは書けるが、LLM 周辺の用語や設計判断に自信がない開発者・データ系エンジニア。学び終える頃には、古典的な機械学習、深層学習、Transformer / LLM、そして RAG やエージェントといった応用を一本の線でつないで理解できるようになります。

学習ステップ

1. 機械学習の基礎: 教師あり・なし学習、評価指標、過学習と正則化、線形モデルと決定木系。 2. 深層学習: ニューラルネットの基本、最適化、CNN / RNN、表現学習の考え方。 3. Transformer と言語モデル: 自己注意機構、事前学習とファインチューニング、スケーリング則の直感。 4. LLM 活用: プロンプト設計、評価、RAG(検索拡張生成)、ツール利用・エージェント、コスト/レイテンシ設計。 5. 周辺技術: 埋め込みとベクトル検索、モデル配信・推論最適化、安全性と評価(hallucination、バイアス)。 6. MLOps / LLMOps: 実験管理、データパイプライン、オンライン評価、本番運用での監視。

注意点と周辺知識

LLM から入ると「動くが理由が分からない」状態になりがちなので、古典的機械学習と深層学習の基礎に一定の時間をかけることをおすすめします。線形代数・確率統計・最適化の基礎は、数式を完全に追わなくても「何を最小化しているか」を読めるレベルを目指すと理解が安定します。Python のデータ処理スタック(NumPy / pandas / PyTorch)と、自社ドメインのデータ特性を把握することが、モデル精度以上に成果を左右するという感覚も早めに持っておくと良いでしょう。

ロードマップ

5 つのステップで読み進める

  1. 01
    ステップ 01 1. LLM とは何かを掴む
    大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界
  2. 02
    ステップ 02 2. 深層学習の実装基礎
    PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門
  3. 03
    ステップ 03 3. LLM の仕組みと実装(入門 1巻)
    大規模言語モデル入門
  4. 04
    ステップ 04 4. 生成型LLMの実装と評価(2巻)
    大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価
  5. 05
    ステップ 05 5. RAG・エージェントへ応用
    LLMの原理、RAG・エージェント開発から読み解く コンテキストエンジニアリング

第 1 章

1. LLM とは何かを掴む

  1. 1. LLM とは何かを掴む

    大規模言語モデルが何を変えたのか、全体像と可能性・限界を概観して土台の問題意識を持つ。

    大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界
    この章の 1 冊 大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界

    LLM の仕組みと可能性・リスクを一般向けに数式なしで俯瞰する

    この本で身につくこと
    • トランザクション処理から確率的生成まで、言語モデルがどのように発展してきたかの大まかな経緯を説明できる
    • ChatGPT のような対話型 AI がなぜ流暢に見えるのか、その仕組みを非技術者に伝えられる
    • LLM が「まだできないこと」と「できると誤解されがちなこと」を区別して議論できる
    • バイアス・著作権・誤情報生成など、LLM の社会的リスクの主要論点を整理できる

    想定読者: ChatGPT の登場に驚き「なぜこれが動くのか」を理解したい非専門家・文系ビジネスパーソン、および AI を業務に取り込もうとしている現場担当者

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  2. 2. 深層学習の実装基礎

    PyTorchで深層学習モデルとAIアプリ開発の基礎を手を動かして固める。

    PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門
    この章の 1 冊 PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門

    PyTorchでCNN・RNNを実装しWebアプリとして公開するまでを一貫して学ぶ

    この本で身につくこと
    • PyTorchのテンソル操作・自動微分(autograd)・DataLoaderの基本的な使い方
    • CNN(畳み込みニューラルネットワーク)による画像認識モデルの設計と学習
    • RNN(再帰型ニューラルネットワーク)による時系列データ処理モデルの実装
    • Google Colabを用いた実行環境の構築とコードの動作確認

    想定読者: Pythonの基礎は習得済みで、PyTorchによる深層学習の実装からWebアプリへの組み込みまでを一冊で通して学びたい入門〜中級者

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  3. 3. LLM の仕組みと実装(入門 1巻)

    大規模言語モデルの仕組みと実装の基礎を体系的に学び、生成型への土台を作る。

    大規模言語モデル入門
    この章の 1 冊 大規模言語モデル入門

    LLMの理論と実装をHugging Faceで習得し実務応用できる

    この本で身につくこと
    • TransformerのSelf-AttentionとMulti-Head Attentionの仕組みを構造から説明できる
    • Hugging Faceのtransformersライブラリでモデルのロード・推論・ファインチューニングを実装できる
    • 固有表現認識・要約生成・質問応答の各NLPタスクにLLMを適用するパイプラインを組める
    • 日本語・多言語データセットを用いたファインチューニングの実務的な手順を把握できる

    想定読者: Pythonの基礎を持ち、LLMをプロダクトや業務システムに組み込む第一歩を踏み出したいエンジニア・研究者

    前提知識: PythonおよびNumPy・pandasの基本操作 / ニューラルネットワーク・損失関数・勾配降下法など機械学習の基礎概念(scikit-learnで一通り動かした程度) / トークナイズ・形態素解析など自然言語前処理の最低限の知識

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  4. 4. 生成型LLMの実装と評価(2巻)

    入門1巻を受け、生成型LLMの実装と評価を実践的に深める。

    大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価
    この章の 1 冊 大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価

    生成型LLMの評価・チューニング・RAG・分散学習を実装レベルで習得する

    この本で身につくこと
    • 自動評価・人手評価の双方から、LLMの性能をベンチマークと評価指標で定量化できる
    • 指示チューニング(Instruction Tuning)の実装フローを環境構築からモデル保存まで一貫して実施できる
    • RLHF・DPO を用いた選好チューニングを実装し、その評価手法を理解できる
    • LangChainを活用したRAGシステムを構築し、多次元で性能評価できる

    想定読者: 前作『大規模言語モデル入門』を読み終え、指示チューニング・RLHF・RAGを自力で実装したいエンジニア・研究者

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  5. 5. RAG・エージェントへ応用

    LLMの原理からRAG・エージェント開発、コンテキストエンジニアリングへ展開する。

    LLMの原理、RAG・エージェント開発から読み解く コンテキストエンジニアリング
    この章の 1 冊 LLMの原理、RAG・エージェント開発から読み解く コンテキストエンジニアリング

    『LLM の原理、RAG・エージェント開発から読み解く コンテキストエンジニアリング』(2026 年 2 月、技術評論社)は、大規模言語モデル(LLM)の挙動を制御する技術「コンテキストエンジニアリング」を体系化した解説書。

    この本で身につくこと
    • 「コンテキストウィンドウ」を有限資源として設計できる — 何を入れて何を捨てるか
    • RAG の検索戦略の判断軸が手に入る — 検索 + 再ランク + 圧縮の組み合わせ
    • AI エージェントのメモリ管理を設計できる — 短期 / 長期 / 共有メモリ
    • ツール呼び出し(Function Calling / MCP)の設計が分かる — ツール選択と出力フォーマット
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大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界
大規模言語モデルは新たな知能か : ChatGPTが変えた世界

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