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「만화로 배우는 인공지능」쉽고 재밌는 입문서

성중 2021. 4. 11. 22:03

만화로 배우는 인공지능 (2019)

기계가 인간의 노동을 대신하고 컴퓨터정보처리를 담당한 것처럼 인공지능지적 작업을 떠맡을 것이다!

 

인공지능에 대해 불안한 생각이 들 때면 두 가지만 기억하길 바란다.

"인공지능은 인간이 정한 문제에 대해서만 지적 작업을 할 수 있다."
"인공지능은 스스로 문제를 만들 수 없다."

- <만화로 배우는 인공지능> 프롤로그 中

 

인공지능이란 무엇인가

인간이 보았을 때 지능이 있다고 느낀다면, or

스스로 배우고 인식하고 판단하는 능력이 있다면 

인공지능(Artificial Intelligence)이라고 할 수 있다.

 

종합적으로 인간에게 미치지 못하지만 부분적으로는 인간을 초월할 수 있다! = 부분적으로 인간을 대체할 수 있다!

 

인공지능은 어떻게 생겨났는가

20C 중반 '인간처럼 똑똑한 기계'를 만들기 위한 연구가 시작

컴퓨터의 등장과 뇌 신경세포 기능이 발견되며 이론이 발전하고..

 

인공뉴런도 뇌의 신경세포처럼 입력층에서 받아들인 정보를 처리하고 출력한다

튜링 머신과 노이만형 컴퓨터가 설계되었으며..

1956년 다트머스 회의에서 '인공지능'이라는 용어가 처음 등장한다!

 

인공지능의 접근법은 크게 기호주의와 연결주의로 나뉜다

 

Symbolism vs Connectionism

기호주의: 가장 기초적인 접근법 ~ 문제 해결을 위한 논리와 매뉴얼을 따른다 (인간의 지능과 지식을 기호화)

연결주의: 매뉴얼이 없거나 경험으로 배우는 분야 ~ 현재의 머신러닝으로 연결된다 (뇌신경 네트워크의 재현)

 

초기에는 기호주의가 퍼즐 관련 문제와 챗봇에서 성과를 냈으며

연결주의는 학습 결과에 따라 입력에 가중치를 부여하는 자기 학습 퍼셉트론을 발명한다

 

입력값들이 가중치를 받고 활성화 함수를 거쳐서 출력된다

 


* 중국어의 방 논증

중국어의 방

중국어를 모르는 사람이 방 안에서 매뉴얼로 응답한다면 그 사람이 중국어를 한다고 할 수 있는가?

이것을 '지능'이라고 부를 수 있는가?

 

* 모라벡의 역설

인간이 잘하는 것을 인공지능이 어려워하고 인간이 어려워하는 것을 인공지능이 잘한다

~ 인공지능은 이론적인 문제에 강하고 인간은 감각적인 문제에 강하다!

 

* 프레임 문제와 조합폭발

기호주의의 경우..  프레임을 키워도 A부터 Z까지 모든 패턴을 계산할 수 없으며 (프레임 문제)

프레임을 조합시켜 응용력을 높이면 조합이 폭발적으로 늘어나 대응할 수 없다 (조합폭발)

 


어떻게 하면 인공지능이 성장하는가

지식이란 정보들의 관계와 연관성을 알고 표현하는 것이다!

 

정보와 정보의 연결이 곧 지식!

인간이 하나하나 전문지식을 입력하는 전문가시스템은 실용성이 떨어졌다!

무어의 법칙에 따라 컴퓨터의 기억용량과 계산속도가 기하급수적으로 성장하며 연구가 새로운 단계로 접어든다..

 

머신러닝(기계학습)의 등장 -> 과거 경험이나 통계 데이터를 통해 인공지능이 직접 지식을 습득

  1. 지도학습: 인공지능에게 문제를 주고 대답에 '정답' 혹은 '오답'을 판단해준다
  2. 비지도학습: 인공지능에게 문제만 주고 스스로 가치 있는 정보와 지식을 찾도록 한다
  3. 강화학습: 학습의 방향성만 제시하고 보상을 통해 적절한 행동을 하도록 유도한다 ~ 현실의 학습과 유사하다

다만 인공지능이 실용성을 갖추기에는 아직 데이터(학습 재료)가 부족했다!

 

인공지능은 인간을 초월하기 시작했다

인터넷의 등장으로 빅데이터(학습 재료)가 확보되었다!

서버에 축적된 정보를 정리하고 가치가 있는 정보를 뽑아내는 데이터 마이닝으로 기계학습이 더욱 성장한다

~ 체스, 장기, 퀴즈 등에서 인공지능이 인간의 한계를 넘긴다

 

딥러닝이란 무엇인가?

인간의 뇌 구조를 모델 삼아 인공뉴런을 여러 층으로 겹친 대규모 신경망 학습 시스템이다

 

층이 쌓일수록 학습효율이 상승한다

  • 인공지능이 특징 추출 능력을 갖추게 되면서 영상과 음성 등 '감각적' 업무를 수행
  • 딥러닝과 강화학습이 조합된 심층강화학습으로 '뛰어난 행동의 특징을 파악하는 능력'이 생기며 알파고도 등장
  • 보는 능력(영상인식)과 듣는 능력(음성인식)도 인간을 뛰어넘으며 실용화 진행 (전문 영역, 게임, 창조, 미래예측..)
  • 언어의 의미를 수치화하는 자연어처리(NLP)를 통해 대화 인공지능 구현 (문맥이 아닌 단어 관련도로 판단!)

 

인공지능은 사회를 어떻게 바꿀까

사물인터넷(IoT)을 통해 가전제품이나 자동차가 인터넷에 연결되면서

클라우드 컴퓨팅을 통해 해당 정보들이 광범위하게 공유되고

인공지능은 클라우드의 정보를 다시 머신러닝의 교재로 사용한다~

 

제조업/금융업/농업, 어업 등 비즈니스와 의료/물류/치안/쇼핑 등 일상생활에 막대한 영향을 주며

인간의 노동과 사회문제를 해결할 수도 있다!

 

그렇다면 인간은 대체되는 것인가? -> 최종적으로 인간의 가치는 어디에 있는지 고민할 필요가 있다

특이점(Singularity)가설에 따르면 인공지능이 기술 특이점을 통과하는 순간 인류도 새로운 국면을 맞이할 것

 

근본적 차이를 인지하고 상호 보완관계를 형성할 필요가 있다!

넓고 얕은 인간 좁고 깊은 인공지능
마음과 자아가 있다 마음과 자아가 없다
창의적 발상, 업무 운영 및 문제 해결 일정한 패턴의 업무를 정확하고 오랫동안 지속
생존을 위한 범용성 한 분야 뛰어난 재능