인공지능과 미래 사회 공부
목차
1. 인공지능의 개요
2. 지능 정보 사회의 미래
3.지식의 표현과 추리
4. 데이터의 수집과 전처리
인공지능의 개요
튜링테스트란?
독립된 각각의 공간에 컴퓨터, 사람, 심사원이 들어가 메시지를 주고 받은 후,
컴퓨터와 사람 모두와 메시지를 주고받은 심사원이 어떤 상대가 컴퓨터인지 구별하는 테스트이다.
만약 심사원이 사람과 컴퓨터를 구별하지 못하면 컴퓨터는 튜링 테스트를 통과하게 된다.
왓슨이란?
2011년 제퍼디(Jeopardy)라는 퀴즈쇼에서 우승을 거머쥔 왓슨(Watson)은 IBM에서 개발한 인공지능 컴퓨터 시스템이다.
IBM 연구원들은 2억 페이지 분량의 내용을 왓슨에 입력하였다. 왓슨은 이 모든 내용을 3초 안에 다 살펴볼 수 있으며,
사람의 음성을 정확히 알아듣고 그에 따른 답을 찾아낼 수 있다.
인공지능의 활용된 예시
자율 주행 자동차: 운전자를 보조하거나 스스로 운전할 수 있는 기술
챗봇: 문자 또는 음성의 대화를 시뮬레이션 및 처리하는 프로그램으로서, 실제 사람과 대화를 나누는 것처럼
디지털 장치와 소통할 수 있게 해주는 기술
키오스크: ‘신문, 음료 등을 파는 매점’을 뜻하는 영어단어로, 정보통신에서는 정보서비스와 업무의 무인 · 자동화를 통해 대중들이 쉽게 이용할 수 있도록 공공장소에 설치한 무인단말기
머신러닝이란?
• 인간이 경험을 통해 학습하는 방식을 컴퓨터로 구현한 기술
• 데이터 기반의 학습 모델을 형성하거나 최적의 모델을 찾기 위한 알고리즘 기술을 의미
• 이전에는 설계자가 직접 모델링하여 학습시켰다면 머신러닝 기반의 인공지능은 스스로 데이터를 반복 학습할 수 있다.
예시) 딥러닝(Deep Learning), 강화 학습, 신경망, 베이지안 추론 등이 포함된다.
관계형 지능 지식 추론이란?
• 추론 영역은 오랫동안 인간의 고유 영역으로 여겨져 왔다.
• 컴퓨터는 단순히 정보를 조합해 검색 · 추천만 할 수 있다고 생각해 왔다.
• 오늘날 인공지능은 지식 추론 기술 분야에서 정보에 대한 가정과 전제로부터 결론(지식)을 이끌어 내거나 도출 가능.
기술 분야 종류
- 컴퓨터 비전
• 컴퓨터에 시각을 부여해 이미지를 분석함으로써 유용한 정보를 생성하는 기술을 의미
• 이미지나 영상 등 시각 정보로부터 객체(사람, 사물 등)를 인식하고 감정이나 상황 등을 이해하는 기술
• 딥러닝 기반의 영상 처리 및 컴퓨터 비전 기술은 산업용뿐만 아니라, 로봇, 의료, 보안 및 감시, 스포츠, 게임용 시장 등 그 적용 분야가 확대 되어가고 있다.
- 자연어 처리
• 인간의 언어를 컴퓨터가 알 수 있게 만드는 기술을 의미
• 음성 및 텍스트로 입력되는 자연어를 이해하고 지식화 하는 기술로 자동 통 · 번역이나 요약 등을 할 수 있는 기술
인공지능의 역사
1. 인공지능의 탄생기
• 존 매카시(John McCathy)에 의해서 인공지능이 하나의 학문 분야로 인정받게 되는 시기
• 인공지능의 전자적 구축에 대한 아이디어를 도출
2. 인공지능의 황금기
• 매카시와 스코틀랜드의 체스 기사인 레비 사이에 시작된 ‘레비 대결(Levy Challenge)이‘은 인공지능 분야의 발전을 단발적으로 보여준다.
• 컴퓨터 프로그램은 인간과 선전을 펼칠 수 있는 수준에 도달하였다.
• 이 기간에 만들어진 프로그램은 대수학 문제를 풀기 시작하였고, 기하학의 정리를 증명하였으며, 영어를 학습할 수 있게 되었다.
3. 인공지능의 암흑기
• 컴퓨터 능력의 한계 등으로 암흑기를 겪게 된다.
• 하나의 인공 신경 즉, 퍼셉트론으로는 선형 분리가 불가능해 XOR 연산에 대한 학습이 불가능해짐으로써 퍼셉트론의 인기가 떨어지고 퍼셉트론 분야로 투자를 적게 받게 되었다..
4. 인공지능의 부활기와 침체기 그리고 재조명기
• 침체기: 방대한 관리 방안과 투자 대비 효율성의 한계가 노출되면서 인공지능의 연구가 줄어들었다.
• 1993년에 미국을 시작으로 대부분의 나라에서 연구 방향을 슈퍼컴퓨터와 시뮬레이션 분야로 전환하게 되었다.
지능 정보사의 미래
4대 신기술
협력의 AI:
인간과 기계가 상대방에게 부족한 부분은 도와주고, 자신에게 부족한 기량은 상대방에게 의지하는 것
안전한 분산 원장 기술:
블록체인과 같이 모든 네트워크 참여자가 거래 데이터에 접근할 수 있어 데이터의 위조, 복제, 수정이 원칙적으로
불가한 4대 신기술
멀티모달 인터페이스:
시청각, 촉각, 후각, 동작 인식 등 다양한 커뮤니케이션 모드를 지원하는 사용자 인터페이스
확장 현실:
증강 현실, 가상 현실, 혼합 현실 등 컴퓨터, 웨어러블 기기에 의해 구현되는 모든 인간과 기계의 상호 작용
인공지능과 관련된 미래 직업
1) 인공지능 트레이너(AI Trainer): 인공지능만의 개성을 강화하고 사람에게 공감을 표시할 수 있도록 인공지능을 훈련 시키는 일을 담당한다.
2) 인공지능 해설가(AI Explainer): 알고리즘에 기반을 둔 의사 결정 과정을 명확하게 설명하는 일을 담당한다.
3) 인공지능 유지 · 보수 전문가(AI Sustainer): 인공지능이 외부 위협에 손상되는 것을 방지하는 일을 담당한다.
인공지능과 윤리
일자리 문제
인간을 대신하여 인터넷 쇼핑몰에서 고객과 상담하는 챗봇과 같이 인공지능으로 대체될 가능성이 있다.
개인 정보
인공지능은 우리에게 편리함을 줄 수 있지만, 개인의 사생활과 자율성이 침해당할 위험이 도사리고 있다.
자율 군사 무기의 딜레마
인공지능이 장착된 무기의 가장 큰 문제로 예상되는 것은 책임 소재가 어디에 있는지 밝히기가 어렵다는 점이다.
지식의 표현과 추론
인공지능을 구현하는 방법
1) 규칙 기반 시스템(Rule-Based System)
특징: 기계가 인간처럼 사고하도록 하기 위해서 룰(rule), 즉 규칙을 이용한다.
핵심: 핵심은 기계에서 규칙인 지식을 얼마나 잘 표현하는가 이다.
2) 학습 기반 시스템(Learning-Based System)
특징: 데이터를 주고 이 데이터에서의 정답을 알려 주면, 기계가 새로운 데이터가 입력되었을 때 정답을 예측하는 것.
핵심: 핵심은 얼마나 많은 양질의 자료를 확보하는가 이다.
지식의 종류
선언적 지식: 사실, 개념, 원리 등에 대한 지식이다.
절차적 지식: 특정한 조건하에서 과제를 수행할 때 지켜야 하는 조건과 행위의 규칙으로 표현한다.
조건적 지식: 선언적 지식과 절차적 지식을 언제, 어디서, 어떻게 사용할 것인지에 관한 지식으로,
자신이 알고 있는 지식을 잘 활용하기 위한 지식이다.
데이터 수집과 전처리
CSV
머신러닝 분야에서 가장 많이 사용되는 데이터 포맷 중 하나
데이터를 콤마(,)로 구분하며 OOO.csv와 같은 형태로 저장된다.
JSON
JSON은 데이터 공유를 목적으로 개발된 특수한 파일 형식으로 파이선의 딕셔너리와 비슷한 ‘key: value’ 구조를 가지며
OOO.json과 같은 형태로 저장된다.
XLSX
마이크로소프트사의 스프레드시트 프로그램인 엑셀(Excel)의 저장 포맷으로 일반적으로 가장 많이 사용되며,
파이선에서 사용하기 위해서는 별도의 라이브러리가 필요하다. OOO.xlsx과 같은 형태로 저장된다.