サブカル科学研究会のブログ

はじめに

サークルやチームでイベントの写真・動画を管理していると、「どこに何の写真があったっけ？」「同じ写真が複数の場所にアップされている」といった問題に直面することはありませんか？本記事では、音楽セッショングループ「Luke Avenue」のメディア管理課題を解決するために開発した「drive-gallery」における分散・重複問題の技術的解決アプローチについて詳しく解説します。

はじめに

LINEボットを開発したけれど、ユーザーがなかなか定着しない──そんな悩みを抱えている開発者は多いのではないでしょうか。本記事では、筆者が開発したLINEボット「turtle-buttler」におけるユーザー獲得苦戦問題と、MCP（Modular Component Protocol）連携による解決アプローチについて詳しく解説します。

Audio Volume Issues in Audio File Processing

When producing and distributing audio content, do you face these problems?

1. Volume Inconsistency Issues

• Volume levels are not unified across multiple audio files
• Volume differences occur due to different recording environments and equipment
• Listeners need to frequently adjust volume levels

2. Quality Inconsistency Issues

• Noise and unwanted frequencies are mixed in
• Silent sections are too long and difficult to listen to
• Unable to achieve professional-quality audio

3. Manual Processing Limitations

• Processing large numbers of audio files individually is inefficient
• Automation is difficult with GUI audio editing software
• Applying consistent processing standards is challenging

Real-world Audio Quality Challenge Cases

Failure Case: Limitations of Manual Adjustment

# Traditional approach
# 1. Open each file in audio editing software
# 2. Visually and auditorily adjust levels
# 3. Manually apply noise reduction
# 4. Manually cut silent sections

# Problems:
# - Time-consuming for processing large numbers of files
# - Processing standards are subjective and inconsistent
# - Quality variations due to human errors

The solution to this problem is automated volume normalization with ffmpeg.

Challenges in Japanese Text Generation

When working on Japanese text summarization, title generation, and document classification tasks, do you face these problems?

1. Accuracy Issues

• Traditional rule-based methods cannot generate natural Japanese text
• English-oriented models cannot handle Japanese grammar and expressions
• Need to build separate models for multiple tasks

2. Development Cost Issues

• Time and resources required for task-specific model development
• Different approaches needed for document classification, summarization, and title generation
• Enormous effort required for preparing training data and building models

3. Operational Complexity

• Need to manage and operate multiple models
• Different APIs and interfaces for each task
• Complex model updates and maintenance

Real-world Text Generation Challenge Cases

Failure Case: Limitations of Task-specific Individual Development

# Traditional approach
classification_model = load_bert_classifier()      # For document classification
summarization_model = load_summarization_model()   # For summarization
title_generation_model = load_title_model()        # For title generation

# Problems:
# - Managing 3 separate models
# - 3x memory usage
# - High development and maintenance costs

The solution to this problem is Japanese T5 (Text-To-Text Transfer Transformer).

文書類似度計算で直面する課題

日本語の文書検索や推薦システムを構築する際、以下のような問題に直面していませんか？

1. 精度の問題

• 単語レベルの一致だけでは文書の意味的類似度を正確に測れない
• 同じ意味でも表現が異なる文書を関連文書として発見できない
• 従来のTF-IDFやBM25では意味的な類似度が取得できない

2. 計算速度の問題

• BERTモデルで毎回文書をエンコードすると時間がかかりすぎる
• 大量の文書との類似度計算がリアルタイムで実行できない
• 文書検索のレスポンス時間が数秒〜数十秒かかる

3. 日本語対応の問題

• 英語向けのモデルでは日本語の意味的類似度が正確に取得できない
• 日本語特有の表現や文法構造に対応していない
• カスタムモデルの構築が困難

実際に遭遇した文書類似度の課題事例

失敗事例：従来手法での限界

# TF-IDFによる類似度計算の例
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity

# 以下のような文書では類似度が正しく計算されない
doc1 = "機械学習の精度を向上させる方法"
doc2 = "AIモデルの性能を改善する手法"
# 結果: 低い類似度（単語が異なるため）

# BERTの直接利用も計算コストが高い
# 毎回エンコードが必要で、大量データに不向き

この問題を解決するのがSentence BERTです。

文書分類で直面する三重苦

文書分類プロジェクトに取り組む際、以下のような問題に直面していませんか？

1. 精度の問題

• 既存の手法では十分な精度が出ない
• 複雑なディープラーニングモデルでも期待した結果が得られない
• データセットによって性能が大きく左右される

2. 速度の問題

• 学習時間が長すぎてイテレーションが回せない
• GPUリソースが必要で開発コストが高い
• 本格的なモデル訓練に数時間〜数日かかる

3. 導入コストの問題

• 複雑なモデルの構築・運用が困難
• 環境構築が複雑で他のメンバーに共有できない
• プロトタイプ作成に時間がかかりすぎる

実際に遭遇した文書分類の課題事例

失敗事例：複雑なモデルでの挫折

# NeuralClassifierを使った事例
# 複雑な設定ファイルが必要
# GPU環境の準備が必要  
# 結果：精度が期待値以下、学習時間が長い

このような状況で、Facebook Research が公開するFasttextライブラリが解決策として注目されています。

機械学習実験で直面する再現性の課題

機械学習の実験を繰り返していると、以下のような問題に直面することがありませんか？

• 良い結果が出たモデルのパラメータを忘れてしまう
• 過去の実験結果を比較できず、改善が進まない
• チームメンバーと実験結果を共有できない
• 同じ実験を再実行しても結果が再現できない

これらの問題は、機械学習の実践が「ある種の黒魔術」となってしまう原因でもあります。

問題：なぜキーワード検索では欲しい文書が見つからないのか

社内の膨大な文書データベースから「機械学習の性能向上に関する文書」を探しているとします。キーワード検索で「機械学習」「性能向上」と入力しても、本当に必要な文書が見つからない経験はありませんか？