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AWSで始めるAI/ML開発入門 - 実践的な学習環境構築から実装まで

※ この記事はAIによって自動生成されています

目次

  1. はじめに
  2. AWS上でのAI/ML開発環境の構築
  3. Amazon SageMakerを使った実践的な機械学習
  4. MLOpsパイプラインの構築
  5. ベストプラクティスとコスト最適化
  6. まとめ

はじめに

AWSが新しいAI/ML奨学金プログラムを発表したことを受け、今回はAWS上でのAI/ML開発環境の構築から実装までを実践的に解説します。初学者から実務者まで活用できる内容を目指しています。

AWS上でのAI/ML開発環境の構築

基本的な環境設定

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# AWS CLIの設定
$ aws configure
AWS Access Key ID: [YOUR_ACCESS_KEY]
AWS Secret Access Key: [YOUR_SECRET_KEY]
Default region name: ap-northeast-1
Default output format: json

# 必要なPythonパッケージのインストール
$ pip install boto3 sagemaker pandas numpy scikit-learn

IAMロールの設定

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{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "sagemaker:*",
                "s3:*",
                "logs:*"
            ],
            "Resource": "*"
        }
    ]
}

Amazon SageMakerを使った実践的な機械学習

モデルトレーニングの基本実装

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import sagemaker
from sagemaker.sklearn import SKLearn

sklearn_estimator = SKLearn(
    entry_point='train.py',
    role='[YOUR_IAM_ROLE]',
    instance_type='ml.m5.xlarge',
    framework_version='0.23-1',
    instance_count=1
)

sklearn_estimator.fit({'training': 's3://[YOUR_BUCKET]/data/train'})

カスタムモデルのデプロイ

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predictor = sklearn_estimator.deploy(
    initial_instance_count=1,
    instance_type='ml.t2.medium'
)

# 推論
result = predictor.predict(data)

MLOpsパイプラインの構築

Step Functions を使用したパイプライン

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import stepfunctions
from stepfunctions.steps import TrainingStep, ModelStep

training_step = TrainingStep(
    'Train Model',
    estimator=sklearn_estimator,
    inputs={
        'training': training_input
    }
)

model_step = ModelStep(
    'Create Model',
    model=training_step.get_expected_model()
)

workflow_definition = Workflow(
    name='MLOpsWorkflow',
    definition=Chain([training_step, model_step])
)

ベストプラクティスとコスト最適化

インスタンス選択のガイドライン

  • 開発/テスト環境: ml.t2.medium
  • トレーニング: ml.m5.xlarge
  • 推論:
    • リアルタイム: ml.t2.medium
    • バッチ: ml.c5.xlarge

コスト最適化のためのコード例

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# Spot Instanceの活用
estimator = SKLearn(
    entry_point='train.py',
    role='[YOUR_IAM_ROLE]',
    instance_type='ml.m5.xlarge',
    instance_count=1,
    use_spot_instances=True,
    max_wait=7200
)

# Auto Scaling設定
from sagemaker.predictor import RealTimePredictor
predictor.update_endpoint(
    initial_instance_count=1,
    instance_type='ml.t2.medium',
    auto_scaling_enabled=True,
    min_capacity=1,
    max_capacity=4
)

まとめ

AWSのAI/ML環境は、適切な設定と実装により、効率的かつコスト効果の高い開発が可能です。今回紹介した実装例とベストプラクティスを参考に、実践的なAI/ML開発を始めることができます。

参考