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。

AIセキュリティから学ぶ ディープラーニング[技術]入門 大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価 PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門 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 TensorFlowで学ぶディープラーニング入門 : 畳み込みニューラルネットワーク徹底解説
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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 DL + 脆弱性入門
    AIセキュリティから学ぶ ディープラーニング[技術]入門
  2. 02
    ステップ 02 LLM を自分で作る
    大規模言語モデル入門2〜生成型LLMの実装と評価
  3. 03
    ステップ 03 PyTorch で手を動かす
    PyTorchで作る!深層学習モデル・AI アプリ開発入門
  4. 04
    ステップ 04 RAG / エージェント実践
    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
  5. 05
    ステップ 05 TensorFlow 側からの理解
    TensorFlowで学ぶディープラーニング入門 : 畳み込みニューラルネットワーク徹底解説

第 1 章

DL + 脆弱性入門

  1. DL + 脆弱性入門

    敵対的サンプルを切り口にディープラーニングを学ぶ。DL の基礎概念 + 「なぜモデルは騙されるか」を同時に得られる。

    AIセキュリティから学ぶ ディープラーニング[技術]入門
    この章の 1 冊 AIセキュリティから学ぶ ディープラーニング[技術]入門

    敵対的攻撃の仕組みを実装しながらディープラーニングの基礎を体得する

    この本で身につくこと
    • FGSM・JSMA・C&W・PGD・Boundary Attackといった主要な敵対的攻撃アルゴリズムの仕組みと実装方法
    • ニューラルネットワークの順伝播・逆伝播・損失関数の基礎をNumPyとKerasで実装する力
    • Adversarial Robustness Toolbox(ART)を用いた攻撃・防御の実践的な適用手順
    • 自動運転や深層偽造(Deepfake)など実世界のAIシステムが直面する攻撃シナリオの把握

    想定読者: Pythonの基礎知識があり、ディープラーニングとAIセキュリティの両方を実装レベルで学びたいエンジニア・研究者

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  2. LLM を自分で作る

    大規模言語モデルの実装書。Transformer の内部・学習・評価まで、単なる API 利用者から一歩踏み込む本。

    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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  3. PyTorch で手を動かす

    実装フレームワーク選びに PyTorch 派なら。アプリ化まで含めて「DL モデルを動かす」体験を積める。

    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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  4. RAG / エージェント実践

    LLM を「使う」側の設計本。コンテキストをどう組み立てれば性能が出るか、失敗しがちなパターンまで。

    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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  5. TensorFlow 側からの理解

    CNN など古典から入る DL 教科書。LLM 直前の系譜を抑え、画像系への応用も見えるようになる。

    TensorFlowで学ぶディープラーニング入門 : 畳み込みニューラルネットワーク徹底解説
    この章の 1 冊 TensorFlowで学ぶディープラーニング入門 : 畳み込みニューラルネットワーク徹底解説

    畳み込みニューラルネットワークの仕組みをTensorFlowで実装しながら根本から理解する

    この本で身につくこと
    • 多層ニューラルネットワークの各層(畳み込み・プーリング・全結合)の役割を数式レベルで説明できる
    • 誤差逆伝播法(バックプロパゲーション)の動作原理を行列計算と微分の連鎖律で追える
    • 手書き文字認識タスクに対してCNNをスクラッチから実装・学習させるコードを書ける
    • TensorFlow(1.x系)のグラフ定義とセッション実行モデルの設計思想を理解できる

    想定読者: 行列計算と微分の基礎があり、CNNの内部動作を理論と実装の両面から把握したい非専門家

    前提知識: 行列のかけ算・転置・内積の概念(高校数学相当) / 偏微分と連鎖律の基礎(直感的な理解で十分だが、あると理解の深度が変わる) / PythonのNumPy基礎操作(配列の生成・スライス・ブロードキャスト)

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