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現実世界におけるデータサイエンス
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| 現実世界におけるデータサイエンス - スケッチノート: @nitya |
この学習の旅もいよいよ終盤です！
データサイエンスと倫理の定義から始まり、データ分析と可視化のためのさまざまなツールや技術を探求し、データサイエンスのライフサイクルをレビューし、クラウドコンピューティングサービスを活用したスケーリングと自動化について学びました。ここで皆さんはこう思うかもしれません：「これらの学びを現実世界の文脈にどう結びつければいいのだろう？」
このレッスンでは、業界におけるデータサイエンスの現実的な応用例を探り、研究、デジタル人文学、持続可能性といった具体的な文脈での例を掘り下げます。また、学生プロジェクトの機会を紹介し、学びを続けるための有用なリソースで締めくくります。
講義前クイズ
データサイエンス + 業界
AIの民主化のおかげで、開発者はAI駆動の意思決定やデータ駆動の洞察をユーザー体験や開発ワークフローに組み込むことが以前よりも容易になっています。以下は、業界全体でデータサイエンスが「応用」されているいくつかの例です：
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Google Flu Trends は、検索語とインフルエンザの流行を関連付けるためにデータサイエンスを使用しました。このアプローチには欠点がありましたが、データ駆動型の医療予測の可能性（および課題）についての認識を高めました。
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UPSのルート予測 - UPSがデータサイエンスと機械学習を使用して、天候、交通パターン、配達期限などを考慮した最適な配達ルートを予測する方法を説明しています。
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NYCタクシールートの可視化 - 情報公開法を使用して収集されたデータを活用し、ニューヨーク市のタクシーがどのように忙しい街を移動し、どれだけの収益を上げ、24時間の間にどのくらいの時間を費やしているかを可視化しました。
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Uber Data Science Workbench - 毎日何百万ものUberの乗車データ（乗車・降車地点、乗車時間、好まれるルートなど）を使用して、価格設定、安全性、不正検出、ナビゲーションの意思決定を支援するデータ分析ツールを構築しています。
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スポーツ分析 - 予測分析（チームや選手の分析 - 例えばマネーボール - やファン管理）と_データ可視化_（チームやファンダッシュボード、ゲームなど）に焦点を当て、タレントスカウティング、スポーツ賭博、在庫/会場管理などに応用されています。
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銀行業界におけるデータサイエンス - リスクモデリングや不正検出、顧客セグメンテーション、リアルタイム予測、レコメンダーシステムなど、金融業界におけるデータサイエンスの価値を強調しています。予測分析はまた、信用スコアのような重要な指標を推進します。
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医療分野におけるデータサイエンス - 医療画像（MRI、X線、CTスキャンなど）、ゲノミクス（DNAシーケンシング）、薬剤開発（リスク評価、成功予測）、予測分析（患者ケアと供給物流）、疾病追跡と予防などの応用例を紹介しています。
画像提供: Data Flair: 6 Amazing Data Science Applications
この図は、データサイエンス技術を適用する他の分野と例を示しています。他の応用例を探りたいですか？以下のレビューと自己学習セクションをチェックしてください。
データサイエンス + 研究
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| データサイエンスと研究 - スケッチノート: @nitya |
現実世界での応用がスケールの大きい業界のユースケースに焦点を当てる一方で、_研究_の応用やプロジェクトは以下の2つの観点から有益です：
- イノベーションの機会 - 次世代アプリケーションのための高度なコンセプトの迅速なプロトタイピングとユーザー体験のテストを探求する。
- 展開の課題 - 現実世界の文脈でデータサイエンステクノロジーが引き起こす可能性のある害や意図しない結果を調査する。
学生にとって、これらの研究プロジェクトはトピックの理解を深め、興味のある分野で活動する関連する人々やチームとの認識や関与を広げる学習と協力の機会を提供します。それでは、研究プロジェクトはどのようなもので、どのように影響を与えるのでしょうか？
1つの例を見てみましょう - Joy Buolamwini（MITメディアラボ）によるMIT Gender Shades Studyです。この研究は、Timnit Gebru（当時Microsoft Research所属）との共著による代表的な研究論文を伴っています。この研究は以下に焦点を当てています：
- 何を: この研究プロジェクトの目的は、_性別や肌の色に基づく自動顔分析アルゴリズムとデータセットに存在するバイアスを評価する_ことでした。
- なぜ: 顔分析は、法執行機関、空港のセキュリティ、採用システムなどの分野で使用されており、バイアスによる不正確な分類が、影響を受ける個人やグループに経済的および社会的な害を引き起こす可能性があります。バイアスを理解し、それを排除または軽減することは、公平な使用の鍵です。
- どのように: 研究者たちは、既存のベンチマークが主に肌の色が明るい被験者を使用していることを認識し、性別と肌の色で_よりバランスの取れた_新しいデータセット（1000以上の画像）を作成しました。このデータセットを使用して、3つの性別分類製品（Microsoft、IBM、Face++）の精度を評価しました。
結果は、全体的な分類精度は良好であるものの、さまざまなサブグループ間でエラー率に顕著な差があることを示しました。特に、女性や肌の色が濃い人々に対する誤分類が高く、バイアスの存在を示唆しています。
主な成果: データサイエンスには、代表的なデータセット（バランスの取れたサブグループ）と_包括的なチーム_（多様な背景）が必要であり、AIソリューションにおけるバイアスを早期に認識し、排除または軽減することが重要であるという認識を高めました。このような研究努力は、多くの組織がAI製品やプロセスの公平性を向上させるための_責任あるAI_の原則と実践を定義する上で重要です。
Microsoftの関連する研究努力について学びたいですか？
- Microsoft Research ProjectsでAIに関する研究プロジェクトをチェックしてください。
- Microsoft Research Data Science Summer Schoolの学生プロジェクトを探ってみてください。
- Fairlearnプロジェクトや責任あるAIの取り組みをチェックしてください。
データサイエンス + 人文学
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| データサイエンスとデジタル人文学 - スケッチノート: @nitya |
デジタル人文学は、「計算手法と人文学的探求を組み合わせた実践とアプローチの集合」と定義されています。スタンフォード大学のプロジェクト（例: "歴史の再起動"や"詩的思考"）は、デジタル人文学とデータサイエンスの関連性を示しており、ネットワーク分析、情報可視化、空間およびテキスト分析などの技術を強調しています。これらは、歴史的および文学的データセットを再訪し、新たな洞察や視点を得るのに役立ちます。
この分野でプロジェクトを探求し、拡張したいですか？
"Emily Dickinson and the Meter of Mood"をチェックしてください。これは、Jen Looperによる素晴らしい例で、データサイエンスを使用して馴染みのある詩を再評価し、その意味や著者の貢献を新しい文脈で再考する方法を問うものです。例えば、詩のトーンや感情を分析することで、その詩が書かれた季節を予測できるか - そして、それがその期間中の著者の心の状態について何を教えてくれるのか？
この質問に答えるために、データサイエンスライフサイクルのステップをたどります：
データ取得- 分析のための関連データセットを収集します。選択肢には、API（例: Poetry DB API）の使用や、Project Gutenbergのようなウェブページのスクレイピング（例: Scrapy）が含まれます。データクリーニング- テキストをフォーマット、整理、簡素化する方法を、Visual Studio CodeやMicrosoft Excelのような基本的なツールを使用して説明します。データ分析- データセットを「ノートブック」にインポートし、Pythonパッケージ（pandas、numpy、matplotlibなど）を使用してデータを整理し、可視化する方法を説明します。感情分析- Text Analyticsのようなクラウドサービスを統合し、Power Automateのようなローコードツールを使用してデータ処理ワークフローを自動化する方法を説明します。
このワークフローを使用して、詩の感情に季節が与える影響を探り、著者に関する独自の視点を形成することができます。ぜひ試してみてください - その後、ノートブックを拡張して他の質問を投げかけたり、新しい方法でデータを可視化してみてください！
Digital Humanities Toolkitのツールを使用して、これらの探求を進めることができます。
データサイエンス + 持続可能性
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| データサイエンスと持続可能性 - スケッチノート: @nitya |
2030年持続可能な開発アジェンダ - 2015年にすべての国連加盟国によって採択されたこのアジェンダは、気候変動の影響や地球の劣化から地球を守ることに焦点を当てた17の目標を掲げています。Microsoft Sustainabilityの取り組みは、これらの目標をサポートし、より持続可能な未来を構築するために技術ソリューションを探求しています。特に、4つの目標 - 2030年までにカーボンネガティブ、水ポジティブ、ゼロ廃棄物、生物多様性を目指しています。
これらの課題にスケーラブルかつタイムリーに取り組むには、クラウド規模の思考と大規模なデータが必要です。Planetary Computerの取り組みは、データサイエンティストや開発者を支援するために以下の4つのコンポーネントを提供しています：
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データカタログ - 地球システムデータのペタバイト規模のデータセット（無料＆Azureホスト）。
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Planetary API - ユーザーが空間と時間を超えて関連データを検索できるようにする。
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ハブ - 科学者が大規模な地理空間データセットを処理するための管理環境。
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アプリケーション - 持続可能性に関する洞察を得るため Planetary Computerプロジェクトは現在プレビュー中です（2021年9月時点） - データサイエンスを活用して持続可能性の解決策に貢献する方法を始めましょう。
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探索を開始し、仲間とつながるためにアクセスをリクエストしてください。
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サポートされているデータセットやAPIを理解するためにドキュメントを探索してください。
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Ecosystem Monitoringのようなアプリケーションを参考に、アプリケーションのアイデアを探ってみましょう。
データビジュアライゼーションを活用して、気候変動や森林破壊といった分野で関連する洞察を明らかにしたり強調したりする方法を考えてみてください。また、洞察を活用して、より持続可能な生活を促す行動変容を引き起こす新しいユーザー体験を創出する方法についても考えてみましょう。
データサイエンス + 学生
私たちはこれまで、産業界や研究における実世界の応用について話し、デジタル人文学や持続可能性におけるデータサイエンスの応用例を探ってきました。それでは、データサイエンス初心者としてスキルを磨き、専門知識を共有するにはどうすればよいでしょうか？
以下は、学生向けのデータサイエンスプロジェクトの例です。ぜひ参考にしてください。
- MSR Data Science Summer Schoolでは、以下のようなトピックを探求するGitHub プロジェクトがあります：
- 物質文化のデジタル化：Sirkapにおける社会経済的分布の探求 - Ornella AltunyanとClaremontのチームによるプロジェクトで、ArcGIS StoryMapsを使用。
🚀 チャレンジ
初心者向けのデータサイエンスプロジェクトを推奨する記事を探してみましょう。例えば、これらの50のトピックエリアやこれらの21のプロジェクトアイデア、またはソースコード付きの16のプロジェクトなどがあります。これらを分解して再構築してみてください。そして、学習の過程をブログに記録し、洞察を私たちと共有することを忘れないでください。
講義後のクイズ
復習と自主学習
さらにユースケースを探求したいですか？以下の関連する記事をご覧ください：
- 17のデータサイエンスの応用例 - 2021年7月
- 実世界における11の驚くべきデータサイエンスの応用 - 2021年5月
- 実世界におけるデータサイエンス - 記事コレクション
- データサイエンスの応用： 教育、農業、金融、映画など。
課題
免責事項:
この文書は、AI翻訳サービス Co-op Translator を使用して翻訳されています。正確性を追求しておりますが、自動翻訳には誤りや不正確な部分が含まれる可能性があることをご承知ください。元の言語で記載された文書が正式な情報源とみなされるべきです。重要な情報については、専門の人間による翻訳を推奨します。この翻訳の使用に起因する誤解や誤解釈について、当社は責任を負いません。