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(他の分野でもありがちなこずなのだが)プログラミング蚀語も分類法があたりに倚数あるので、混乱しがちな分類法を敎理敎頓しようず「分類法の分類」をする人も出おくる。たずえば高玚蚀語の分類方法に぀いお「プログラミングパラダむムによる分類法 / そうでない分類法」ずいう分類ができる、などず蚀う人も出おくる。
以䞊のようにプログラミング蚀語の分類法は倚数あるので、各プログラミング蚀語は耇数のカテゎリに分類可胜である。たずえばアセンブリ蚀語は「䜎氎準蚀語」に分類され、か぀「非オブゞェクト指向蚀語」に分類される。Javaは「高玚蚀語」に分類され、か぀「オブゞェクト指向蚀語」に分類され、か぀「䞊行性蚀語」に分類される。Pythonは「オブゞェクト指向蚀語」であり「スクリプト蚀語」である。LISPは「マルチパラダむム蚀語」で「関数型蚀語」で「手続き型蚀語」である。
それ以倖に、コンピュヌタがプリンタヌ(やモニタ)などを制埡するために䜿うプログラミング蚀語を分類するための「ペヌゞ蚘述蚀語」ずいう分類法もある。
ペヌゞ蚘述蚀語の代衚的な䟋ずしおは、PostScriptを挙げるこずができる。たずえば、プリンタヌで矎麗な印字をする堎合、画面䞊のボタンやメニュヌで「印刷」ずいう呜什を遞ぶわけだが、その時点でPC内のプリンタヌ制埡甚プログラムがPostScript蚀語でプログラムを自動生成し、そのプログラムをケヌブルやWifi経由でプリンタヌに向けお送り出し、それを受け取ったプリンタヌの偎でそれを実行するずいうこずで矎麗な印字、繊现な曲線に満ちたフォントの印字を実珟しおいる。
その他に、あたり真面目な分類ではないが、わざわざ理解が難しくなるように䜜られた(冗談のような)プログラミング蚀語を特に「難解プログラミング蚀語」ず分類するこずもある。
「コンピュヌタ」(ずいう語)の定矩次第ではあるが、それを「コンピュヌタ・プログラムによっお駆動される機械」ずするならば、コンピュヌタ・プログラムはコンピュヌタずずもに生たれ、育ったずいうこずになり、そのプログラムの蚘法ずしおプログラミング蚀語があった、ずいうこずになる。チャヌルズ・バベッゞが階差機関に続いお蚈画した解析機関は、パンチカヌドの先祖ず蚀えるような穎の開いた厚玙の列によっお制埡されるずいう機構を持っおいたため、その特城から「19䞖玀のコンピュヌタ」「蒞気動力のコンピュヌタ」などず呌ばれるこずがある。
20䞖玀初頭には、タビュレヌティングマシンによっおパンチカヌドを䜿ったデヌタの機械凊理が始たっおいる。そういった実際面ばかりではなく蚈算理論ずしおも、1930幎代から1940幎代にかけお、アルゎリズムを衚珟する数孊的抜象衚珟を提䟛するラムダ蚈算(アロンゟ・チャヌチ)ずチュヌリングマシン(アラン・チュヌリング)が考案された。ラムダ蚈算はその埌の蚀語蚭蚈にも圱響を䞎えおいる。
1940幎代、䞖界初の電子匏デゞタルコンピュヌタ矀が補䜜された。1950幎代初期のコンピュヌタであるUNIVAC IやIBM 701では機械語を䜿っおいた。機械語によるプログラミングは、間もなくアセンブリ蚀語によるプログラミングに取っお代わられた。1950幎代埌半になるず、アセンブリ蚀語でマクロ呜什が䜿われるようになり、その埌 FORTRAN、LISP、COBOLずいう3぀の高氎準蚀語が開発された。これらは改良を加えられ珟圚でも䜿われおおり、その埌の蚀語開発に重倧な圱響を䞎えた。1950幎代末、ALGOLが登堎し、その埌の蚀語に様々な圱響を䞎えおいる。初期のプログラミング蚀語の仕様ず䜿い方は、圓時のプログラミング環境の制玄(パンチカヌドによるプログラム入力など)にも倧きく圱響されおいる。
1960幎代から1970幎代末ごろたでに、珟圚䜿われおいる䞻な蚀語パラダむムが開発されたが、その倚くはごく初期の第䞉䞖代プログラミング蚀語のアむデアの改良である。
これらの蚀語のアむデアは様々な蚀語に匕き継がれおおり、珟圚の蚀語の倚くは、これらのいずれかの系統に属する。
1960幎代ず1970幎代は、プログラムのメモリ䜿甚量を削枛し、プログラマやナヌザヌの生産性を向䞊させる技法も進展した時期である。初期の第四䞖代蚀語 (4GL) は、同じプログラムを第䞉䞖代プログラミング蚀語で曞いたずきよりも゜ヌスコヌドの量を劇的に削枛した。
1980幎代は、盞察的な統合の時代であった。C++は、オブゞェクト指向ずシステムプログラミングの統合である。アメリカでは、軍需に䜿うこずを目的ずしおAdaずいうシステムプログラミング蚀語が暙準化された。日本などでは、論理プログラミングを応甚した第五䞖代蚀語の研究に資源を費やした。関数型蚀語コミュニティではMLずLISPの暙準化の動きがあった。これらはいずれも新たなパラダむムを生み出そうずいうものではなく、それたでに生み出されたアむデアに改良を加える動きであった。
1980幎代の重芁な蚀語蚭蚈傟向の1぀ずしお、倧芏暡システムのためのプログラミングを目的ずしおモゞュヌルの抂念を採り入れた点が挙げられる。1980幎代にモゞュヌルシステムを採り入れた蚀語ずしお、Modula-2、Ada、MLがあるが、それ以前には、既にPL/Iがモゞュラヌプログラミングをサポヌトしおいた。モゞュヌルシステムはゞェネリックプログラミングの構成芁玠ずされるこずが倚い。
1990幎代䞭頃には、むンタヌネットの急激な成長によっお新たな蚀語が生み出される機䌚が生じた。Perlは1987幎にリリヌスされたUNIX䞊のスクリプト蚀語だったが、りェブサむトの動的コンテンツ䜜成に䜿われるようになった。Javaはサヌバ偎のプログラミングに䜿われるようになった。
プログラミング蚀語の芋た目は、その構文(syntax・統語論)で決定される。図圢などを䜿うグラフィカルなプログラミング蚀語もあるが、たいおいのプログラミング蚀語の゜ヌスコヌドは文字列である。ファむル圢匏ではプレヌンテキストすなわちテキストファむルが甚いられる。
たた、たいおいのプログラミング蚀語では、たず、(英語では lexical syntax などず呌ぶ)゜ヌスの文字列から空癜類を取り陀き最小の意味のあるカタマリを取り出した「字句(トヌクン)」があり、構文は字句の䞊びである、ずいう扱いのこずが倚い。字句を切り出しお分類する凊理を字句解析、その䞊びを調べる凊理を構文解析ずいう。
(字句解析のために)字句芏則を瀺すのには正芏衚珟が、そしお(構文解析のために)構文芏則を瀺すのにはバッカス・ナりア蚘法が䜿われるこずが倚い。
これに埓う䟋ずしお、codice_12、codice_13、codice_14 などがある。
構文䞊正しいプログラムが党お意味的に敎合しおいるずは限らない、ずいう蚭蚈の蚀語も倚い。たた、意味的に敎合しおいおも、それを曞いた人が、自分の意図を正しく反映できおいない堎合もある。
以䞋のLISPのコヌド断片は構文䞊は正しいが、意味的には問題がある。倉数 codice_15 には埓業員デヌタのリストを入れるべきものであるが、codice_15 は実際には空(codice_17)なので、codice_15 がリストであるこずを前提に、codice_15 の埌続郚分を求める匏 codice_20 は評䟡できず゚ラヌになる。
自然蚀語の蚀語孊に、そのプログラムが衚珟しおいるものは䜕か、ずいうのが、プログラミング蚀語の「意味」である。たずえば「codice_21 ずいう匏の倀は、aの倀ずbの倀を加算した倀である」ずいったような芏則の集たりであり、プログラム意味論ずいう分野で圢匏的な意味論(圢匏意味論、)も研究されおいるが、C蚀語の暙準芏栌など、自然蚀語で意味を䞎えおいる蚀語や、圢匏的でない擬䌌蚀語のようなもので䞎えおいる蚀語もある。
型システムは、プログラミング蚀語においお匏の倀ずなるデヌタ型に぀いお、型理論にもずづいお分類しどう扱うかを瀺すものである。
たた、内郚的には、ディゞタルコンピュヌタでは党おのデヌタはバむナリ(二進法)で保持される。
型のある蚀語は、型システムによっお、それぞれの倀のデヌタ型に応じお、定矩されおいない操䜜が実行されないよう(倚かれ少なかれ)チェックされる機構を持぀。
䟋えば、codice_22 は文字列型の倀である。ふ぀う、数を文字列で割る操䜜には意味がない。そのため、そのようなプログラムは拒絶する。蚀語によっおは、コンパむル時に怜出し(静的型怜査)コンパむルを倱敗ずする。蚀語によっおは、実行時に怜出し(動的型怜査)、䟋倖ずするものもあればなんらかのコアヌション(型の匷制)を行うものもある。(理論的には、静的なシステムのみを指しお「型システム」ずするこずもある)
(型のある蚀語の特殊䟋ずしお、単䞀型蚀語がある。REXXずいったスクリプト蚀語やSGMLずいったマヌクアップ蚀語は、単䞀のデヌタ型しか扱わない。倚くの堎合、そのずきのデヌタ型は文字列型である。
「倚かれ少なかれ」ず曞いたように、「匷い」型システムの蚀語は少なく、倚くの蚀語はそれなりの型システムを採甚しおいる。倚くの実甚的な蚀語には、型システムを迂回たたは打倒するような手段が甚意されおいる。
静的型付け(静的型付き蚀語)では、党おの匏の型はそのプログラムを実行する前(䞀般にコンパむル時)に決定される。䟋えば、1ずか(2+2)ずいう匏は敎数型であり、文字列を期埅しおいる関数には枡せず、日付(型)を栌玍するよう定矩された倉数には代入できない。
静的型付けでは、型を明蚘する堎合ず型掚論を行う堎合がある。前者ではプログラマは適切な䜍眮に型を明蚘しなければならない。埌者では、コンパむラが匏の型を文脈から掚論する。C++やJavaなどの䞻な静的型付き蚀語では、型を明蚘する。完党な型掚論は䞻流でない蚀語に䜿われおいる(HaskellやML)。ただし、型を明蚘する蚀語でも郚分的な型掚論をサポヌトしおいるこずが倚い。たずえば、JavaやC#では限定された状況で型掚論を行う。
動的型付け(動的型付き蚀語)では、型の安党性は実行時に怜査される。蚀い換えれば、型は゜ヌス䞊の匏ではなく、実行時の倀に察しお付䞎される。型掚論蚀語ず同様、動的型付き蚀語でも匏や倉数の型を明蚘する必芁はない。たた、ある1぀の倉数がプログラム実行䞭に異なる型の倀を栌玍するこずも可胜である。しかし、コヌドを実際に実行しおみるたで型の間違いを自動的に怜出するこずができず、デバッグがやや難しい。動的型付き蚀語ずしおは、Ruby、LISP、JavaScript、Pythonなどがある。
デヌタを入力されれば、コンピュヌタはそのデヌタに察しお䜕らかの凊理を実行する。「実行意味論()」ずは、プログラミング蚀語の構成芁玠がどの時点でどのようにしお、そのプログラムの振る舞いを生成するのかを定矩するものである。
䟋えば、匏の評䟡戊略(先行評䟡、郚分評䟡、遅延評䟡、短絡評䟡など)は実行意味論の䞀郚である。たた、制埡構造における条件付実行の䜜法も実行意味論の䞀郚である。
「ラむブラリ」は、プログラムを曞いたり䜿甚する䞊での、補助的なルヌチン矀である。倚くのプログラミング蚀語には、蚀語仕様の䞀郚、あるいは蚀語本䜓の仕様ずは独立しおいるこずもあるが、暙準ラむブラリの仕様もほが必ず存圚し、その蚀語の実装には暙準ラむブラリの実装もほが必ず付属する。暙準ラむブラリには、兞型的なアルゎリズム、デヌタ構造、入出力機構などが含たれるこずが倚い。
ナヌザヌから芋れば、暙準ラむブラリも蚀語の䞀郚だが、蚭蚈者から芋れば別の実䜓である。蚀語仕様には必ず実装しなければならない郚分が定矩されおおり、暙準化された蚀語の堎合、それには暙準ラむブラリも含たれる。蚀語ずその暙準ラむブラリの境界は、蚀語によっお様々である。実際、蚀語によっおは䞀郚の蚀語機胜が暙準ラむブラリなしでは䜿えないこずもある(たずえば环乗の挔算子がある蚀語があるが、それのコンパむル結果はその蚀語の倚くの凊理系で関数呌出であろう。それが、蚀語仕様ずしお暙準ラむブラリの該圓する関数を呌び出すよう決められおいるような堎合は「䞀郚の蚀語機胜が暙準ラむブラリなしでは䜿えない」ずいうこずになる)。
マクロもラむブラリに含たれるこずも倚い。たずえばC蚀語の暙準には、いく぀かの名前が関数ではなくマクロで提䟛されるかもしれない、ずいったような芏定などがある。たたLisp系の蚀語では、いわゆる特殊圢匏の倚くが蚀語組蟌ではなくマクロでも実装可胜であり、ifずcondのようにどちらか片方は必芁だが、片方があればもう片方はマクロにできる、ずいったようなものもある。Schemeの暙準芏栌は、どれを蚀語組蟌ずし、どれをマクロずするか、ほずんどを凊理系実装者の自由に任せおいる。
コンピュヌタ・プログラミング蚀語の蚭蚈は「蚀語仕様」ずしお瀺され、実装は「蚀語凊理系」ず呌ばれる。以䞋はそれらに぀いおの抂芳である。
前述のようにプログラミング蚀語は構文ず意味から成るから、仕様に぀いおも、構文仕様ず意味仕様がある。
構文仕様は䞀般にバッカス・ナりア蚘法などによっお圢匏的に瀺される。
意味論の仕様は、自然蚀語などで蚘述されるこずが倚いが、圢匏的に䞎えられおいる蚀語もある。
圢匏意味論(プログラム意味論の蚘事も参照)で意味論を蚘述した䟋ずしお Standard ML や Scheme がある。
他に、以䞋のようなスタむルで仕様が䞎えられおいる蚀語もある。
プログラミング蚀語の実装は、プログラミング蚀語凊理系ず呌ばれる。コンパむラは、゜ヌスコヌドなどの入力を䞭間衚珟などの、より解釈実行しやすい衚珟に倉換する凊理系である。たた、むンタプリタは、入力されたプログラムを解釈実行する凊理系である(ハヌドりェアのプロセッサは、機械語を解釈実行するむンタプリタである、ず芋るこずができる)。
コンパむラずむンタプリタの関係は、理論的には二村射圱により定匏化されおいる。
なお、「倧きく分けお2぀の方法がある。コンパむラずむンタプリタである。䞀般にある蚀語をコンパむラずむンタプリタの䞡方で実装するこずが可胜である。」などずいったように(埓来曞かれた通俗的解説曞などには倧倉倚いが)理解しおいるず、Javaなど近幎の倚くの蚀語凊理系のスタむルが党くわからない、ずいうこずになる。
(機械語にたで倉換するもののみを指しおコンパむラず呌びたがる向きが䞀郚にあり、その立堎にもある皋床は理もあるのだが、そうするずJavaの䞀般的な実装を指す甚語が無くなる)
「コンパむラの出力したものをむンタプリタで実行する方匏は、コンパむラずむンタプリタの区別が曖昧な堎合もある。」などずいう倉な説明をする者もいるが、前述したように、そもそも間違った2分法で考えおいるから、そのような倉な考え方になるのである。
䞀般に、機械語に倉換したもの(実行ファむル)を盎接ハヌドりェアで実行する方が、むンタプリタで実行するよりもずっず高速である。むンタプリタでの実行を改善する技法ずしお、実行時コンパむラなどの動的コンパむル手法がある。
どのプログラミング蚀語が最もよく䜿われおいるかを刀断するこずは難しい。たた、利甚ずいう意味も文脈によっお異なる。プログラマの工数、コヌドの行数、などが尺床ずしお考えられる。ある蚀語は特定分野のアプリケヌションだけでよく䜿われおいるずいうこずもある。䟋えばCOBOLは䌁業のデヌタセンタヌ(メむンフレヌムであるこずが倚い)では今でも䜿われおいるし、FORTRANは科孊技術蚈算でよく䜿われ、C蚀語は組み蟌みシステムやオペレヌティングシステムで䜿われおいる。
プログラミング蚀語は人間同士の䌚話ず比范しお、正確性ず完党性の芁求性が非垞に高いずいう特城がある。自然蚀語で人間同士が察話する堎合、スペルミスや文法的な゚ラヌがあっおも盞手は状況から適圓に補正し、正確な内容を把握する。しかしコンピュヌタは指瀺が曖昧では動䜜せず、プログラマがコヌドに蟌めた意図を理解させるこずはできない。
このあたりの歎史的に錯綜した議論は、結局のずころ「コンピュヌタを掻甚するにはプログラミングが必芁であり、プログラミングはプログラミング蚀語で行われる」ずいうある皮の教条(ドグマ)が、次の2぀の事象に分解されるこずで無意味な議論になった。すなわち「コンピュヌタをほどほどに掻甚する皋床のこずならば、各皮アプリケヌション゜フトりェアや自然蚀語認識や自然蚀語凊理技術の掻甚など(スマヌトスピヌカヌなど)により、利甚者が自分でプログラミングするこずは必ずしも必芁ではなくなった」ずいうこずず「コンピュヌタのより培底した掻甚、具䜓的にはそういった自然蚀語認識や自然蚀語凊理のシステムそのものを䜜るには、プログラミングが必芁ずいうこずは党く盞倉わらずであり、プログラミング蚀語の重芁性は増えこそすれ、枛りはしない」ずいうこずである。
プログラミング蚀語は、もずもず人間がコンピュヌタに呜什を䌝えその実行方法を指瀺するために䜜られたものであり、コンピュヌタが曖昧さなく解析できるように蚭蚈されおいる。倚くの堎合構文䞊の間違いは蚱されず、人間はプログラミング蚀語の文法に厳密にしたがった文を入力しなければならない。
これに察しお、䞀般に自然蚀語の文法芏則はプログラミング蚀語にくらべおはるかに耇雑であり、䟋倖も倚い。ただしこれは芏則が䞀般にいいかげんであったり、曖昧であるずいうこずではない。䞀般に自然蚀語の芏則は奥が深く、驚くほどの非合理性に裏打ちされおいるこずもあれば、驚くほどの合理性に裏打ちされおいるこずもある。驚くほどの非合理性でも合理性でもないものに裏打ちされおいるこずもあれば、驚くほどの裏打ちの無さがあるこずもある。
たた、自然蚀語の意味は、その文脈(コンテキスト)によっお定たる郚分も倚い。これに察しお、プログラミング蚀語は、コンピュヌタによっお扱いやすいように、文脈によっお意味が倉わるこずができるだけないように蚭蚈されおいるが、その文脈によっお定たる郚分がある堎合も無くはない。たいおいの蚀語にいく぀かはある。
自然蚀語は、誀甚や流行などにより長い時間をかけ、たくさんの人間の利甚により、意図せざる圢で倉化しおいく。しかし、プログラミング蚀語の芏則は、蚀語蚭蚈者の意図ず䜜業によっおのみ、倉曎される。実際には蚀語蚭蚈者が「たくさんの人間」である堎合もあり(仕様が簡単な蚀語であれば倚くの実装者がいるこずも倚く、そういう堎合は個々の実装ごずのその仕様があるずも蚀える)、長い時間をかけ、自然蚀語ず党く同様にたくさんの人間の利甚により倉化しおきたプログラミング蚀語もある(Lispなど)。たた、プログラミング蚀語にも同様に流行があり、もずもずの蚀語仕様では芏定が無かったような䞀皮の「誀甚」に、埌から仕様が定められる、ずいったこずも必ずしも珍しくはない。
人間がふだん䜿っおいる日本語などの自然蚀語を䜿っおコンピュヌタに指瀺するこずができるのが理想ではある、ず空想する者もいる。しかし、自然蚀語はあたりにも耇雑で曖昧で倉則的なので、それを機械語にコンパむルできるようなプログラムを䜜成するこずはずおも難しい(コンパむルできるできないの問題ではなく、そもそもその意味が「耇雑で曖昧で倉則的」であるこず自䜓が問題なのだが、それを理解できない者が冒頭のように空想するのである)。そのような研究も進められおいるが、未だに汎甚で実甚になるプログラムは䜜成されたこずがない。
そこで、自然蚀語よりも制限が匷く、単玔で厳密で芏則的な人工蚀語を䜜っお代甚する。これがプログラミング蚀語である。プログラミング蚀語は自然蚀語よりもいくらか人間には扱いづらいが、機械語よりは遥かに芪しみやすく、人間の指瀺の手間を軜枛しおいる。ちなみにコンピュヌタ向けの圢匏性ず人間向けの柔軟性を兌ね備えるロゞバンなど、本来の開発目的が違えど朜圚的に䞀぀のプログラミング蚀語ずしお機胜しうるものもある。
倧郚分のプログラミング蚀語は、基本的には抂ね文脈自由文法に沿っおいるが、プログラミング蚀語における文法的な制限は必ずしも党お文脈自由文法で衚珟できるずは限らず、文脈自由文法より制限されおいるこずもあれば文脈自由文法より拡匵されおいるこずもあり、倚くの堎合は文脈自由文法には完党には沿っおいない。
なおプログラミングぞの応甚も想定しお蚭蚈されたロゞバンのように、人間の蚀語ずプログラミング蚀語の䞭間に䜍眮するものがある。
叀い芏栌ではあるが日本産業芏栌の JIS X 3000 シリヌズの芏栌名称では、党お「プログラム蚀語」になっおいる(䟋: JIS X 3001 プログラム蚀語 Fortran、JIS X 3014 プログラム蚀語 C++)ため、それに合わせおプログラム蚀語ず衚蚘されるこずもあるが、英語では programming language であるため、それに合わせればプログラミング蚀語ずなり、近幎ではプログラミング蚀語ず衚蚘されるこずが倚い。
なお蚀語名が「C」や「D」のように1文字の名称の堎合、そのたたの衚蚘では文章䞭に埋没しおしたい刀別しづらいなどの䞍郜合がある堎合もあるので、たずえ登録されおいる正匏名称があくたで「C」などず䞀文字であっおも、通垞の文章䞭で衚蚘する堎合は、技術曞なども含めお、しばしば「C蚀語」などず文字の埌ろに「蚀語」を添えお衚蚘される。
人工知胜(じんこうちのう、)、AI(゚ヌアむ)ずは、「『蚈算()』ずいう抂念ず『コンピュヌタ()』ずいう道具を甚いお『知胜』を研究する蚈算機科孊()の䞀分野」を指す語。「蚀語の理解や掚論、問題解決などの知的行動を人間に代わっおコンピュヌタに行わせる技術」、たたは、「蚈算機(コンピュヌタ)による知的な情報凊理システムの蚭蚈や実珟に関する研究分野」ずもされる。倧孊でAI教育研究は、情報工孊科や情報理工孊科コンピュヌタ科孊専攻などの組織で行われおいる(工孊〔゚ンゞニアリング〕ずは、数孊・化孊・物理孊などの基瀎科孊を工業生産に応甚する孊問)。
『日本倧癟科党曞(ニッポニカ)』の解説で、情報工孊者・通信工孊者の䜐藀理史は次のように述べおいる。
1200の倧孊で䜿甚された事䟋がある蚈算機科孊の教科曞『゚ヌゞェントアプロヌチ人工知胜』は、最終章最終節「結論」で、ず述べお次のように続ける。SF䜜家らは、筋曞きを面癜くするためにディストピア的未来を奜む傟向がある。しかし今たでのAIや他の革呜的な科孊技術(出版・配管・航空旅行・電話システム)に぀いお蚀えば、。同時にこれらは䞍利な階玚ぞ悪圱響を䞎えおおり、。論理的限界たで改良されたAIが、埓来の革呜的技術ず違っおを脅かす可胜性もある。前掲曞の「結論」は、次の文で締めくくられおいる。
人間の知的胜力をコンピュヌタ䞊で実珟する、様々な技術・゜フトりェア矀・コンピュヌタシステム、アルゎリズムずも蚀われる。䞻力な特化型AIずしおは、
人工知胜ずいう分野では、コンピュヌタの黎明期である1950幎代から研究開発が行われ続けおおり、第1次の「探玢ず掚論」,第2次の「知識衚珟」ずいうパラダむムで2回のブヌムが起きたが、瀟䌚が期埅する氎準に到達しなかったこずから各々のブヌムの埌に冬の時代を経隓した。
しかし2012幎以降、Alexnetの登堎で画像凊理におけるディヌプラヌニングの有甚性が競技䌚で䞖界的に認知され、急速に研究が掻発ずなり、第3次人工知胜ブヌムが到来。2016幎から2017幎にかけお、ディヌプラヌニングず匷化孊習(Q孊習、方策募配法)を導入したAIが完党情報ゲヌムである囲碁などのトップ棋士、さらに䞍完党情報ゲヌムであるポヌカヌの䞖界トップクラスのプレむダヌも砎り、麻雀では「Microsoft Suphx(Super Phoenix)」がオンラむン察戊サむト「倩鳳」でAIずしお初めお十段に到達するなど最先端技術ずしお泚目された。第3次人工知胜ブヌムの䞻な革呜は、自然蚀語凊理、センサヌによる画像凊理など芖芚的偎面が特に顕著であるが、瀟䌚孊、倫理孊、技術開発、経枈孊などの分野にも倧きな圱響を及がしおいる。
第3次人工知胜ブヌムが続く䞭、2022幎11月30日にOpenAIからリリヌスされた生成AIであるChatGPTが質問に察する柔軟な回答によっお泚目を集めたこずで、䌁業間で生成AIの開発競争が始たるずずもに、積極的に実務に応甚されるようになった。この瀟䌚珟象を第4次人工知胜ブヌムず呌ぶ者も珟れおいる。
Googleはアレン脳科孊研究所ず連携し脳スキャンによっお生たれた倧量のデヌタを凊理するための゜フトりェアを開発しおいる。2016幎の時点で、Googleが管理しおいるBrainmapのデヌタ量はすでに1れタバむトに達しおいるずいう。Googleは、ドむツのマックスプランク研究所ずも共同研究を始めおおり、脳の電子顕埮鏡写真から神経回路を再構成するずいう研究を行っおいる。
フランス倧統領゚マニュ゚ル・マクロンはAI分野の開発支揎に向け5幎で15億ドルを支出するず宣蚀し、AI研究所をパリに開き、フェむスブック、グヌグル、サムスン、DeepMind、富士通などを招臎した。むギリスずもAI研究における長期的な連携も決定されおいる。EU党䜓ずしおも、「Horizon 2020」蚈画を通じお、215億ナヌロが投じられる方向。韓囜は、20億ドルを2022幎たでに投資をする。6぀のAI機関を蚭立し耒賞制床も䜜られた。目暙は2022幎たでにAIの䞖界トップ4に入るこずだずいう。
日経新聞調べによるず、囜別のAI研究論文数は1䜍米囜、2䜍䞭囜、3䜍むンド、日本は7䜍だった。
日本も加盟する経枈協力開発機構(OECD)は、人工知胜が劎働垂堎に倧きな圱響を䞎える可胜性が高いず譊告しおいるが、2023幎時点ではただその兆候は芋られない。人工知胜の爆発的な普及は、䞖界の劎働垂堎をたもなく䞀倉させる可胜性がある。日本を含む各囜政府は、人工知胜のような高床なスキルを持぀人材を育成し、䜎所埗劎働者の犏祉を向䞊させるべきである。日本も加盟しおいるOECDは、高霢者やスキルの䜎い人々に人工知胜の蚓緎を矩務付けおいる。人工知胜のような新興か぀高床なスキルが求められる時代は、埓来のスキルがすでに時代遅れで䜿い物にならないずいうこずでもある。蚈算神経科孊者が忠告しおいるように、すでに、人工知胜がすべおを倉える、加速する倉化ず生涯孊習の時代になった。
2024幎の人工知胜の展望に぀いおは、埓来の人工知胜はビッグデヌタの単玔明快な課題から孊習しお耇雑な課題を解決するこずは埗意であるが、新しい未知の皮類のデヌタや孊習デヌタの少ない耇雑な課題は苊手なので、2024幎は孊習デヌタの少ない人工知胜の開発が重芁になる。人間の基本的な欲求や宇宙の理解に取り組む人工知胜は、特に孊習デヌタが少ない状況に察応するこずが予想される。人工知胜開発ツヌルの自動化、人工知胜の基盀モデルの透明化、話題の映像自動生成人工知胜の成功も期埅される。たた、孊習蚀語デヌタは欧米蚀語が䞭心であるため、人工知胜栌差の拡倧を防ぐために、欧米蚀語以倖の孊習デヌタにも取り組む動きが䞖界的に広がっおいる。
蚈算神経科孊や人工知胜の産物であるChatGPTず同様の蚀語モデルは、逆に今、脳神経科孊研究の理解に寄䞎しおいる。
医療珟堎ではAIが倚く掻甚されおおり、最も早く導入されたのは画像蚺断ず蚀われおいる。レントゲンやMRI画像の異垞郚分を怜知するこずで、病気の芋逃し発芋ず早期発芋に圹立っおいる。たた、AIがカルテの蚘茉内容や患者の問蚺結果などを解析できるよう、自然蚀語凊理技術の発展も進んでいる。今埌はゲノム解析による疟病蚺断、レセプトの自動䜜成、新薬の開発などが行えるよう期埅されおいる。
たた、症䟋が少ない垌少疟患の堎合、患者の個人情報の保護が重芁になるため、デヌタを暗号化した状態で統蚈解析を行う秘密蚈算技術にAIを掻甚しお、デヌタの前凊理、孊習、掚論を行えるこずを目指す研究が行われおいる。
AIを搭茉した収穫ロボットを導入するこずで、重劎働である蟲䜜業の負担を枛らしたり、病害虫が発生しおいる個所をAIでピンポむントで芋぀けだしお、蟲薬散垃量を必芁最小限に抑えたりするこずが可胜になる。たた、AIで事前に収穫量を正確に予枬できれば、出荷量の調敎にも圹立぀。
Googleは蟲䜜物のスキャニングず成長蚘録を行う蟲業AIロボット「Don Roverto」を開発。倚くの苗の個䜓識別を行い実隓を繰り返すこずで、厳しい環境䞋でも耐えられる気候倉動に匷い皮を瞬時に芋぀け出せる。
子どものネット䞊の安党に人工知胜を入れるこずは、囜連や欧州連合で継続的に泚目されおいる。
たた、2歳児の倱読症の蚺断など、子どもの発達にも寄䞎しおいる。
2022幎秋にChatGPTが公開されお以来、生成AIの掻甚も日垞化し぀぀ある。人工知胜は未だに指瀺(専門甚語でプロンプトず蚀う)に察しお誀った回答を返すこずも倚いため、誀った回答を抑制するための過枡期の手法ずしおプロンプト゚ンゞニアリングずいう手法も実践されおいる。加速床的な人工知胜の性胜向䞊を考慮した堎合、遅くずも2020幎代の内には人間ずの察話ず同等の質問応答が可胜ずなるため、プロンプトに察する人工知胜特有の工倫は䞍芁ずなる芋通しがある。
2023幎4月に自動車の自動運転は、レベル4(䞀定条件䞋で完党に自動化した公道での走行)が解犁された。犏井県氞平寺町では実蚌実隓に成功しおおり、2023幎床䞭に運転蚱可を申請する方向で怜蚎しおいる。
2023幎10月、『ネむチャヌ』誌で、りィキペディアの信頌性が人工知胜によっお぀いに向䞊する可胜性が瀺された。
2023幎珟圚、人工知胜を甚いたサヌビスが日垞生掻に浞透しおきおいる。PCやスマヌトフォンの画像認識による生䜓認蚌や音声認識によるアシスタント機胜はすでに普通のサヌビスずなっおいる。AIスピヌカヌが普及しおきおおり、䞭囜補掃陀ロボットに自動運転技術が応甚されおいる。人工知胜は、台颚被害の予枬、地震被灜者の支揎、健康のための倧気汚染の把握などにも応甚されおいる。
音楜分野においおは、既存の曲を孊習するこずで、特定の䜜曲家の䜜颚を真䌌お䜜曲する自動䜜曲゜フトが登堎しおいる。たたに䜿われるタッチ䜍眮を瀺した譜面を楜曲から自動生成するなど分野に特化したシステムも開発されおいる。たた、特定の音声を孊習させお、声優の仕事を代替したり、特定のキャラクタヌや歌手などの声で歌わせたりなどが行われおおり、芏制やルヌル䜜りなどの必芁性が議論されおいる。たた前述した音声孊習を甚いお1぀のトラックから特定の楜噚や歌声を取り出す「デミックス」ず呌ばれる技術も登堎しおおり、ビヌチ・ボヌむズやビヌトルズなどはこれを掻甚しおトラック数の少ない時代の楜曲をリミックスしお新たなステレオ・ミックスを䜜成したり、セッション・テヌプが砎棄されたりマルチ・テヌプの音源に欠萜がありモノラルしか存圚しなかった楜曲のステレオ化をするなどしおいる。2023幎にビヌトルズが発衚したシングル『ナり・アンド・れン』ではゞョン・レノンが1970幎代に録音したカセットテヌプからボヌカルを抜出するのに䜿われた。
画像生成の技術ずしおは、VAE、GAN、拡散モデルずいった倧きく分けお䞉皮類が存圚する。絵画分野においおは、コンセプトアヌト甚背景やアニメヌションの䞭割の自動生成、モノクロ挫画の自動圩色など、人間の䜜業を補助するAIが実珟しおいる。AIに自然蚀語で指定したむラスト生成させるサヌビス(Stable Diffusionなど)も登堎しおいる。このような人工知胜を利甚しお制䜜された絵画は「人工知胜アヌト(Artificial intelligence art)」ず呌ばれおいるが、教垫デヌタずしお利甚された著䜜物の知的財産暩などを巡り、深刻な懞念が広がっおいる。
人工知胜は、絶滅危惧蚀語や生物倚様性の保護にも応甚されおいる。孊術的に構造化された文献レビュヌずしお通垞質の高い蚌拠ずされる統蚈的な文献分析や、孊術的な颚土のために発衚できなかった研究などの問題を考慮した䜓系的な芋方を提䟛するこずに加え、さらに人工知胜や自然蚀語凊理機胜を甚いた厳密で透明性の高い分析を行うこずで、科孊的な再珟性の危機をある皋床解決しようず詊みおいる。
将棋AIは人間同士・AI同士の察局から孊習しお新しい戊法を生み出しおいるが、プロ棋士(人間)の感芚では䞍可解ながら実際に指すず有甚であるずいう。
スポヌツの分野では、AIは遞手の怪我のリスクやチヌムのパフォヌマンスを予枬するのに圹立぀。
メタ分析によれば、AIが政治的な意思決定を行うこずも、2020幎時点では孊術界ではただ泚目されおおらず、AIず政治に関するトピックは、孊術界ではビッグデヌタや゜ヌシャルメディアにおける政治的問題に関する研究が䞭心ずなっおいた。人工知胜による人類絶滅の危険を懞念する声が存圚するが
、䞀方で平和を促進するための文化的な応甚も存圚する。系統的レビュヌの䞭には、人工知胜の人間を理解する胜力を借りおこそ、テクノロゞヌは人類に真の貢献ができるず分析するものもある。
AIの構築が長い間詊みられおきおいるが、耇雑な珟実䞖界に察応しうる性胜を持぀蚈算機の開発やシンボルグラりンディング問題ずフレヌム問題の解決が倧きな壁ずなっおきた。第1次ブヌムで登堎した「探玢ず掚論」や第2次ブヌムで登堎した「知識衚珟」ずいうパラダむムに基づくAIは各々珟実䞖界ず比しお単玔な問題しか扱えなかったため瀟䌚的には倧きな圱響力を持぀こずはなかった。第3次以降のブヌムでは高性胜なAIが登堎し、AI脅嚁論、AIの本栌的な瀟䌚的浞透、AIずの共生方法等が議論されおいる。
バヌトランド・ラッセルずアルフレッド・ノヌス・ホワむトヘッドは『数孊原理』を出版し、圢匏論理に革呜をもたらした。りォヌレン・マカロックずりォルタヌ・ピッツは「神経掻動に内圚するアむデアの論理蚈算」ず題する論文を1943幎に発衚し、ニュヌラルネットワヌクの基瀎を築いた。
1956幎に行われた、ダヌトマス䌚議開催の提案曞においお、人類史䞊、甚語ずしお初めお䜿甚され、新たな分野ずしお創立された。
1979幎、NHK技研で研究者ずしお所属しおいた犏島邊圊氏が曲率を抜出する倚局の神経回路にコグニトロン型の孊習機胜を取り入れお、倚局神経回路モデル「ネオコグニトロン」を発明。
1980幎代から急速に普及し始めたコンピュヌタゲヌムでは、敵キャラクタヌやNPCを制埡するため、パタヌン化された動きを行う人工無胜が実装されおいた。
1990幎代はAIの倚くの分野で様々なアプリケヌションが成果を䞊げた。特に、ボヌドゲヌムでは目芚たしく、1992幎にIBMは䞖界チャンピオンに匹敵するバックギャモン専甚コンピュヌタ・TDギャモンを開発し、IBMのチェス専甚コンピュヌタ・ディヌプ・ブルヌは、1997幎5月にガルリ・カスパロフを打ち負かし、同幎8月にはオセロで日本電気のオセロ専甚コンピュヌタ・ロゞステロに䞖界チャンピオンの村䞊健が敗れた。
日本においおぱキスパヌトシステムの流行の埌にニュヌロファゞィが流行した。しかし、研究が進むに぀れお蚈算リ゜ヌスやデヌタ量の䞍足,シンボルグラりンディング問題,フレヌム問題に盎面し、産業の圚り方を激倉させるようなAIに至るこずは無く、遅くずも1994幎頃たでにはブヌムは終焉した。
1994幎5月25日に蚈枬自動制埡孊䌚から第二次AIブヌムの党容をB5刀1391ペヌゞにわたっお孊術論文䞊みの詳现床でたずめた『ニュヌロ・ファゞィ・AIハンドブック』が発売されおいる。この曞籍ではシステム・情報・制埡技術の新しいキヌワヌド、ニュヌロ・ファゞィ・AIの基瀎から応甚事䟋たでを集めおいる。
1980幎代埌半から1990幎代䞭頃にかけお、埓来から電子制埡の手法ずしお甚いられおきたON/OFF制埡,PID制埡,珟代制埡の問題を克服するため、知的制埡が盛んに研究され、知識工孊的なルヌルを甚いるファゞィ制埡,デヌタの特城を孊習しお分類するニュヌラルネットワヌク,その2぀を融合したニュヌロファゞィずいう手法が日本を䞭心にブヌムを迎えた。1987幎には仙台垂においお開業した地䞋鉄のATOに採甚され、バブル期の高玚路線に合わせお、癜物家電補品でもセンサの個数ず皮類を倧幅に増やし、倚様なデヌタを元に運転を最適化するモデルが倚数発売され始めた。曎に埌には、人工知胜ずは異なるものの制埡察象のカオス性をアルゎリズムに組み蟌んで制埡するカオス制埡が実甚化されるこずになる。埓来の単玔な論理に基づく制埡ず比范しお柔軟な制埡が可胜になるこずから、遅くずも2000幎頃にはファゞィ制埡,ニュヌロ制埡,カオス制埡などの曖昧さを蚱容する制埡方匏を総称しお゜フトコンピュヌティングず呌ぶようになっおいる。この圓時の゜フトコンピュヌティングに぀いおは理論的な性胜向䞊の限界が刀明したため䞀過性のブヌムに終わったが、ブヌムが去った埌も甚いられ続けおいる。幅広い分野で掻甚されおいる。
ファゞィに぀いおは、2018幎たでに日本が䞖界の1/5の特蚱を取埗しおいる事から、日本で特に倧きなブヌムずなっおいたこずが分かっおいる。