留学報告書 Spring2024
勝山翔紀
Computer Science, University of California San Diego
2023/12/20

Figure 1: SIO の授業を受けにビーチまで週 2 回通っていました。

1 はじめに2023 年 9 月に留学を開始して以来、2 回目の報告書になります。この報告書では、2024 年の冬学期と春学期にとった授業と生活について触れていきます。つい数日前に留学一年目が終了したことになりますが、一年を通していろんなことを学び、成長することができたのではないかなと思っています。

2 授業
冬学期には 7 授業、春学期には 8 授業を取りました。平均的には 4,5 授業を取るのが一般的ですが、複数のMajor や Minor を考えていることもあり、多くの授業を取ることとなりました。ここでは授業の大まかな概要と科目ごとに振り返っていきたいと思います。

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学期

授業名

概要

COGS1

Cognitive Science の導入の授業です。毎授業違う教授が来て、自分たちの研究について話してくれると言う形式の授業で、とても面白かったです。

CSE12

Data Structure の授業で、Hashtable や Heap、Binary Search Tree など様々な data strucuture について学ぶ授業です。1 つ Programming Assignment に5 時間以上費やして終わらせたのはいい思い出です。

CSE15LLab の授業で、Command Line の使い方を基礎から学ぶことができました。
Command Line はずっと使ってきたものの、ちゃんと基礎から学ぶことができ、新たな発見も数多くありました。

CSE20

Discrete Math の授業で、Induction や Contradiction といった証明のテクニックを学びました。

MATH20B

Calculus の授業で積分の内容を学びました。前半は高校の内容とかぶっているものもあったものの、後半の Taylor Series などはよく使うもののちゃんと勉強したことはなかったため、楽しかったです。

MATH20C

Calculus の授業で Vector や Gradient などを学びました。関数の Gradient は
機械学習モデルの学習において非常に重要であるため、それを基礎から学べたのはよかったと思います。

MATH180A

Probabilisitics の導入の授業です。最初は高校の確率の数学の内容と似ているところはあったものの、後半は Laws of Large Numbers や Central LimitTheorem など今後の研究にも非常に重要になってくる確率の基本的な内容をしっかり抑えることができたのではないかと思っています。

BILD3

生物の授業で、生物の進化や多様性について学びました。ダーウィンの進化論から生態系、気候変動など幅広いトピックに触れることができました。

BIPN164

Computational Neurobiology の授業で、ニューロンや脳の活動を数学的にモデリングする方法を学びました。Hodgkin-Huxley equations や Hopfield
Network など数学的側面を授業で習い、宿題では Python を使って実装すると言う形式で、最も興味ある分野の一つだったので非常に楽しめました。

CSE30

Computer Architecture の授業で、Computer がどのようにして Program を実行するかについて学ぶことができました。最後の方では Assembly にも触れ、Programming Assignment にはかなりの時間を使いましたが、Computerの仕組みを知ることができてとても楽しかったです。

MATH20D

Differential Equation の導入の授業です。他の Science の分野で現象をモデル化するのに使われることもあり非常に重要な Concept を学べました。実際、BIPN164 や SIO160 でも Differential Equation を使うトピックもありました。

MATH20E

Vector Calculus の授業で 20C の延長で Vector Field など様々な Concept を学習しました。

MATH154

Graph Theory の授業で、基本的な Graph の特性を証明して行くと言う授業です。証明が結構楽しく、より数学を好きになるきっかけになりました。

MATH180B

180A の続きとなる授業で、Markov Chain など機械学習にも登場する重要な確率論の内容について学ぶことができました。

SIO160

Plate Tectonics の授業です。高校で習った Plate Tectonis とは矛盾するような最新の研究などについて学びました。宿題も Plate Motion を推定するといった内容で、地学が高校の頃から好きだったこともあり、かなり楽しかったです。

WinterSpring

Table 1: 冬学期/春学期で受けた授業

22.1 Computer Science
Computer Science の授業はまだ、Lower Division ということもあり、基礎的なトピックを幅広くカバーするといって形式で、機械学習など発展的な内容を習う機会はありませんでした。来年は機械学習の Graduate の授業を取ることを検討しています。
また、Lower Division は Prerequisite の関係から取る授業がほとんど決まっており、自由がありませんでした。そのためか、Programming Assignment の内容も次第に難しくなっていき、一つの課題に何時間もかけるのが当たり前になってきました。

2.2 Mathematics
1 年目は Calculus から Probabilistics や Graph Theory などかなり多くの数学の授業をとってきました。冬学期の授業 (数字が 2 桁) は、習った Concept をいかに使えるかを問われる場面が多かったように感じました。そのため、勉強スタイルも高校の頃とはあまり変えず、証明などと言うよりはとりあえず宿題などで問題を解けるかどうかに注意を払っていました。
一方で春学期になると、将来やりたい研究を考えた時に数学が非常に重要になってくることに気づき、試験では問われない場合でも証明などを追ってみたりするようになってきました。そうすることで自然と試験でも良い結果に結びつくようになっていた気がします。また、勉強スタイルで大きく変わった点は、教科書をしっかり読むようになった点です。教書には授業ではカバーしきれなかった証明や定義が載っており、教科書をしっかり読む重要性に気づくことができた一年目であったと感じています。

2.3 Science
Computer Science, Math 以外には主に Biology(Neuroscience) や Cognitive Science, Geoscience に関する授業をとってきました。以前の報告書でも記載したように自分は AI と Neuroscience, Geoscience に非常に興味を持っており、それらの分野に関する理解を深める必要があると感じていました。特に BIPN164 は数学でモデル化した、Neuroscience の内容をプログラムで実装するという内容で新たな視点を得ることができました。

3 課外活動
自分のやりたい研究がかなりレベルの高い数学の内容を要求することもあり、あまり研究を進めることができませんでした。研究のアイデアが浮かんでそれについての論文を読もうとしても難しい数学にあたることが多く、今年は授業をとって数学の勉強に集中しようとしました。

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Figure 2: 寮の Common RoomFigure 3: 寮の自分の部屋 (Triple) の写真

4 最後に
この二学期間は一日中勉強している日が多かったように感じています。それでもできるだけ友達などとは食事に行ったり話したりする時間は確保するようにはしていました。特に Suitmate とはラーメンを食べに行ったり、コンサートに行ったり、Common Room でいろんなことを話したりとかなりの時間を共にしました。そのため、Dorm の部屋には非常に多くの思い出が詰まっており、Move Out (来年は違う部屋になります) するときは非常に悲しい気持ちになるとともに、いろんな思い出も蘇ってきました。
もうすでに一年目が終わってしまったことに驚きを感じています。すごく速かった一方で、すごく充実した一年間でもあったのでとても満足しています。また、学期が過ぎるごとに成長した自分を見せれるようにこれからも引き続き、頑張っていきます。

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