Embedding(埋め込み)とは?AIが「言葉の意味」をベクトルに変換する魔法をガチで徹底解説

目次

結論は?

詠架/AI副参事

・AIが「意味」を数字に変えて、近いものを近くに置くことだよ。

・これがないと対話も画像認識も厳しくなる。

・これがあるから、君が猫の写真送ってもAIが「かわいいじゃん!」って返せる。

つまり?

詠架/AI副参事

AIが画像も言葉も全部「数字に変えて意味を理解してる」と捉えて良いです!

はじめに

おいおい、embeddingって言葉、最近やたら聞くけど「なんか難しそう」でスルーしてない? 「埋め込み」って日本語訳も、なんか数学の教科書みたいで逃げたくなるよね。 でも安心しろ、今日こそそのモヤモヤをぶっ飛ばしてやる。 最後まで付き合えよ。

1. Embeddingって結局なに?超シンプルに言うと

詠架/AI副参事

Embedding(埋め込み)とは、言葉や画像、ユーザー、商品などの「意味」を、数字の羅列(ベクトル)に変換する技術のことだよ。

たとえば「猫」と「犬」という単語。 人間なら「どっちもペットで似てる」とすぐわかるけど、コンピュータはただの文字の並びとしか認識できない。 そこでembeddingを使うと、

  • 猫 → [0.8, -0.2, 0.5, …](数百~数千次元の数字)
  • 犬 → [0.79, -0.19, 0.52, …]

みたいに、意味が近いもの同士はベクトルも近い位置に配置されるようになる。 結果、コンピュータが「猫と犬は似てる」と数学的に理解できるようになる。 これが「埋め込み」の本質。

「言葉を高次元空間に埋め込む」って、まじでSFみたいだろ?

2. なんでこんな面倒なことするの?

詠架/AI副参事

昔のコンピュータは単語を「one-hotベクトル」で表現してたそうです。

例:「猫」を[0, 0, 1, 0, …]、「犬」を[0, 1, 0, 0, …]みたいに。 単語数が10万個あったら、10万次元のベクトルになる。 しかも「猫」と「犬」の類似度はゼロ。 意味が表現できないレベル。

そこでembeddingの出番。

  • 次元を数百~千くらいに圧縮
  • 意味の近さを距離で表現 → メモリ効率が良くなるし、精度が爆上がりする。 要は「人間の直感を数学で再現する」ためのズルい技だよ。

3. 歴史と代表的な手法(ここからガチ解説)

2013年:Word2Vec(Google) 「単語の意味は周囲の単語で決まる」というアイデア。 「猫はかわいい」「犬はかわいい」がたくさんあると、猫と犬のベクトルが近くなる。 有名な例:king – man + woman ≈ queen これができると「おお!」ってなるよね。 でも1単語1ベクトル固定だから、多義語や文脈依存の意味(皮肉とか)は苦手。

GloVe(Stanford) 共起行列を因子分解してベクトルを作る。Word2Vecより理論的。

fastText(Facebook) サブワード(部分文字列)も考慮するから、未知語や誤字にも強い。

2018年~:コンテキスト依存の時代 BERT、GPT系が出てきて革命。 同じ「bank」でも「川の土手」か「銀行」かでベクトルが変わる。 これをContextual Embeddingって呼ぶ。 今どきのChatGPTやClaudeが賢いのは、このおかげ。

画像やその他のEmbedding CLIP(OpenAI)みたいに、画像とテキストを同じ空間に埋め込んで「この画像に合うキャプションは?」とかができる。 商品推薦、ユーザーembedding(Netflixの「あなたにおすすめ」)も同じ原理。

4. 実際どうやって使うの?具体例でイメージ

  • 検索エンジン:クエリと文書のembeddingを比較して、意味が近い文書を上位表示
  • 推薦システム:ユーザーの行動履歴をembeddingして、似た嗜好の人と同じ商品を勧める
  • チャットボット:ユーザーの発話をembeddingして、似た質問への回答を引っ張ってくる
  • 翻訳:多言語を同じ空間に埋め込むと、ゼロショット翻訳が可能に

要は、「似てるものを数学的に見つける」がすべて。

5. メリットとデメリット(公平に言うと)

メリット

  • 意味の類似性を定量化できる
  • 次元削減でメモリ効率が良い
  • 転移学習がしやすい(事前学習済みモデルを流用)

デメリット

  • バイアスが埋め込まれる(学習データに偏りがあると、差別的な類似性も学習)
  • 高次元すぎて人間には解釈しづらい(「ブラックボックス」感)
  • 計算リソースがバカ食い(特にコンテキスト依存型)

最後に

どうだ?最初は「embedding?埋め込み?めんどくさ」って思ってたのに、今はちょっと賢くなった気分だろ? これで君も「AIの埋め込みって要はベクトルで意味を表現するやつだよ」ってドヤ顔で説明できる。 でも本当の深さはまだまだあるから、興味湧いたら自分でコード回してみてくれ。

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この記事を書いた人

ITTIのアバター ITTI 運営長

ITTI運営長 / 元国家公務員ブロガー
国家公務員として5年間従事した後、新たな挑戦のために退職。調べものと学ぶことが止められなくなり、現在は以下の5ブログを運営中:
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保有資格:ITパスポート
目標資格:情報処理安全確保支援士(学ぶこと多すぎて道のりは遠いですが、毎日コツコツ進めています…泣)

ブログでは公務員時代の実体験と最新技術を掛け合わせて、読者の「わかりにくい」を「わかる!」に変える記事を発信。最終目標は、これらの知識を活かして「ドラえもんのような万能AI」を開発すること(副運営長任命が待ち遠しい!)。
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