[인공지능] 1주차 - 오리엔테이션

파이썬 언어를 기반으로 하는 수업

-Python(Anaconda)

-Jupyter Notebook

 

과목 개요

- 사람의 지능과 인지기능을 흉내 낼 수 있는 인공지능 모델 및 알고리즘 이해

- 어떤것을 해야 사람의 지능과 인지기능을 흉내낼 수 있는가?

 

학습 목표

- 무정보 탐색, 경험적 탐색 등 기초 인공지능 이론 학습

- 지능 시스템에 필요한 지식표현, 추론 등 기초 개념 파악

- 베이지안 네트어크, 은닉마르코프 모델 등 확률적 그래픽 모델 학습

- 학습과 관련된 머신러닝 알고리즘 파악

 

주 교재

- Artificial Intelligence: AModern Approach 3rd/ 4th Edition

참고 서적

- 인공지능 (튜링테스트에서 딥러닝까지)

 

인공지능 개요

인공지능이란 무엇인가?

• 인공지능 ( AI : Artificial Intelligence)
  • 사람처럼 생각하고 사람처럼 행동하는 기계를 만드는 연구 (왜? → 인공지능의 주요 목표)
  • 사람처럼 보고 듣고 말하고 행동하는 기계를 만드는 연구
• 사람이 하면 지능을 필요로 하는 일을 기계가 할 수 있도록 하는 연구
• 현재로서는 사람이 기계보다 잘 하는 일을 기계가 할 수 있게 하는 연구

인공지능의 주요 목표

• 주요 목표는 인간의 지능 활동을 컴퓨터에 접목하는 것
  • 인간이 하는 일을 기계가 대신할 수 있도록 지능을 접목 (자동화, 노동력 대체)
    • 일상적인 생활에 편리함을 제공
    • 인간의 판단과 결정에 도움을 줄 수 있음
    • 인간의 실수를 피하게 하고 위험을 줄일 수 있음
    • ex) 체르노빌 원전 사고

인공지능 연구 분야

• 기능적 분류 (Function)
  • 지각, 인지, 행동
    • 지각 : 외부자극(정보)이 뇌 안으로 들어오는 것 (e.g. 공간 내 위치감각, 운동 지각 능력 (움직임))
    • 인지(Cognition) : 집중력, 기억력, 사고력, 추리력 등
• 과정적 분류 (Prossess)
  • 지식표현, 문제해결, 탐색, 추론, 학습
• 양상적 분류 (Modality)
  • 시각, 언어, 동작(로봇)
• 활용분야 (Applications)
  • 자연어처리(음성인식, 챗봇), 컴퓨터비전(물체인식/ 추적)
  • 전문가시스템, 데이터 마이닝
  • 로봇틱스, 추천시스템, 진단시스템, 의사결정 등

학제적 연구로서의 인공지능

• 철학 - 뇌에서 마음이 어떻게 생성되는가?
• 수학 - 불확실한 정보 하에서 어떻게 추리하는가?
• 경제학 - 효용을 최대화하도록 어떻게 의사결정을 할 것인가?
• 제어공학 - 인공물이 어떻게 스스로를 제어하는가?
• 심리학 - 사람과 동물이 어떻게 사고하고 행동하는가?
• 언어학 - 언어가 어떻게 사고와 관련되는가?
• 신경과학 - 뇌에서 정보처리가 어떻게 일어나는가?
• 컴퓨터 공학 - 효율적인 컴퓨터를 어떻게 만들 것인가?
  • 효율과 정확도를 기준으로 공부함(정확하고 빠른것을 추구)

인공지능 주요 응용 분야

• 전문가 시스템
  • 특정문제 영역에 대해 전문가 수준의 해법을 제공
  • 간단한 제어부터 복잡한 계산과 추론을 요구하는 의료 진단, 고장 진단, 추천시스템에 활용
  • 작업의 중요도 높은 분요의 경우 추천 정보로 활용
    • 최종 결정은 현장 작업자가 담당
    • 원자력 발전소, 항공우주분야 등
  • 이전에는 규칙기반 시스템으로 접근, 현재는 머신러닝/ 딥러닝 활용
• 데이터 마이닝
  • 실제 대규모 데이터에서 암묵적인, 이전에 알려지지 않은, 잠재적으로 유용할 것 같은 정보를 추출하는 과정
  • 기계학습, 통계학 기법
  • 연관 규칙, 분류 패턴, 군집화 패턴, 텍스트마이닝....
• 자연어 처리
  • 사람이 사용하는 자연어로 작성된 문서를 처리하고 이해 및 생성
  • 언어모델, 주제어 추출, 개체명 인식
  • 문서요약
  • 기계번역
  • 질의응답
• 컴퓨터 비전
  • 컴퓨터를 이용하여 시각 기능을 갖는 기계장치를 만드는 분야
  • 이미지 분류, 얼굴인식, 객체탐지....

인공지능 활용 사례

• 일상생활 속의 인공지능
  • AI스피커(시리, 빅스비),번역기, 로봇청소기
  • 광고
    • 인터넷으로 신문 기사를 읽는 중에 나타난 광고
    • 여러번 검색하며 관심을 가졌던 주제와 관련된 광고
    • 그 외 도서 검색 경험을 바탕으로 한 추천 광고
  • SNS에서의 인공지능 활용
    • 인공지능을 통해 컨텐츠, 동영상 추천
    • 인공지능이 사용자가 자주 찾는 프로그램 경향 분석
    • 머신러닝, 딥러닝 활용 추천
  • 사물인식을 활용한 인공지능
    • 얼굴인식과 사물인식은 실용화 단계
    • 인공지능 도어락, 코로나 발열체크, 얼굴인식 결제 시스템
  • 스포츠에서의 인공지능
    • 야구 
      • 어떤 스포츠 경기에서나 심판의 공정성 시비가 있음
      • 미국에서 인공지능 로봇심판이 스트라이크나 볼 판정
    • 축구
      • Bepro
  • 인공지능 서비스 로봇
    • 서비스업에도 활용
    • 서빙로봇, 바텐더로봇
  • 농업과 인공지능 (서부 경남 지역)
    • 최근 농업 분야에서 인공지능 활용이 늘어남
    • 인공지능 로봇은 물이나 영양제를 뿌리는 등에도 활용
    • 포도 등 과일을 수확하는 일에도 활용
    • 축산에 있어 사료를 공급하는 역할 가능

산업현장에서 AI 활용 사례 (롯데 정보 통신 정보기술 연구소 활용사례)

• AI 연구분야
  • 영상-이미지 인식 : 매장 방문 고객 행동/트래픽 분석, 상품인식/택배 상자 분류, 엣지/모바일 얼굴인식 솔루션
  • AI분석/예측모델 : 수요예측, 매상예측, 배송 최적 경로등 최적화
  • AI음성 인식 및 자연어 처리 기술 확보 : 콜센터 운영 자동화
  • HR 프로세스 자동화 : 신입 채용, 자소서 분류 시간 축소
  • 드론 비행 기술 내재화, 비행관제 플랫폼 확보 : 물류창고 내 재고 확인