웰컴투 인공지능

“인공지능 개념을 제대로 이해할 수 있는 ‘코딩 없는 AI 입문서!”
누구나 쉽게 이해할 수 있는 AI에 대한 교양적 지식, 메커니즘, 역사, 개념, 원리를 알려준다.

세계 대부분의 나라들이 인공지능 기술 개발에 뛰어들고 있다. 워낙 많은 개발자들이 매달리다 보니 인공지능 분야가 빠르게 영역을 확대해 나가고 있고, 기술 구현도 빨라지고 있다. 어디까지가 인공지능이고, 지금 어디에 와 있는지, 전체를 알기가 어렵게 되었다. 그런 면에서 이 책은 인공지능 입문서로서 꽤 괜찮은 책이다. 인공지능이라는 분야가 왜 생겨났는지, 어떻게 발전해왔는지, 그리고 어디로 발전해 나가고 있는지 개괄적으로 보여주고 있기 때문이다. 또한 대부분 인공지능 입문과정에서 마주치게 되는 파이썬, 자바, C/C++, 자바스크립트와 같은 컴퓨터 언어, 그리고 심층학습을 위한 텐서플로우, 파이토치, 케라스, 테아노와 같은 프레임워크라이브러리 모음에서 느끼는 좌절감과 혼돈으로부터, 왜 이러한 언어들이 생겨났는지, 무엇을 하기 위해 이러한 코딩을 배우고 있는지를 설명해준다.

지금도 전국의 인공지능 교육 현장에는 ‘왜 이런 코딩을 해야 하는지도 모르고’ 그저 안내서에 나와 있는 대로 따라서 하는 학생들이 많다. 이 책은 필자가 현장에서 학생들을 지도하면서 이들이 겪는 어려움을 덜어주기 위해 시작되었다. 그래서 인공지능 역사로부터 인간의 지능이란 무엇인지, 지능의 핵심이라고 하는 학습과 추론은 무엇인지, 그리고 시각, 청각, 자연어 처리로 이어지는 지각(recognition)과 인지(cognition)가 인공지능에서 어떤 위치인지를 잘 풀어주고 있다. 뿐만 아니라 일자리와 교육의 미래까지 함께 다루었다. 즉, AI와 관련된 거의 모든 지식을 총망라하였다. 이 책을 통해 인공지능에 대한 정확한 개념과 새로운 시각을 가질 수 있는 기회가 되길 바란다.

“무엇을 위해 코딩을 배우는가?”
인공지능은 무엇이고, 어디를 향해 가고 있는가?

B.C. 4000~B.C. 3000년경 큰 강 유역을 중심으로 발달한 인류 최초의 문명 발생지가 있습니다. 티그리스·유프라테스강 유역의 메소포타미아 문명, 나일강변의 이집트 문명, 인도 인더스강 유역의 인더스 문명, 중국 황하강 유역의 황하 문명 이를 세계 4대 문명이라 합니다. 이들 지역은 큰 강 유역에서 발달하였고, 교통이 편리하며, 농업에 유리한 물이 풍부하다는 공통점을 지니고 있습니다. 인공지능 기술은 클라우드 컴퓨팅이라는 큰 강 유역에서 발달하였습니다. 풍부한 물인 ‘빅데이터’를 기반으로, 인공지능이 스스로 학습하는 ‘딥러닝 알고리즘’ 덕분에 인간의 지능을 뛰어넘는 새로운 문명의 시대가 열렸습니다.

4차 산업혁명 시대에는 ‘융합’과 ‘연결’이 중요한 시대라고 합니다. 자신이 담당하는 분야에서 다른 산업과 기술에 융합하고 연결할 수 있는 능력이 필요합니다. 필자는 교직에 몸담고 있기에 학생들에게 인공지능 시대를 살아갈 힘을 길러주고 싶었습니다. 이런 생각으로 프로그래밍을 가르치는 필자는 당연히 기술에 초점을 맞춘 채, 인공지능 기술을 공부했습니다. 그러나 인공지능 시대에 ‘기술’보다 ‘시대’를 이해하는 통찰력이 더 중요하다는 사실을 크게 깨달았습니다. 이 점을 미래 인공지능 시대를 준비하는 많은 분들에게 알려주고 싶었습니다.

쉽게 쓴 인공지능 도서이면서 깊이 있는 내용을 다루었습니다.
청소년을 위한 4차 산업혁명이나 인공지능 시대와 관련된 책들이 많이 출판되어 있습니다. 청소년들이 읽고 쉽게 이해할 수 있는 책들입니다. 그렇다 보니 깊이 있는 내용이라는 측면에서 아쉬움이 남습니다. 하지만 이 책은 학생 및 일반인이 읽기에 쉬우면서도 해당 이슈에 대한 내용을 충분히 다루려고 노력하였습니다. 하나의 주제에 대해 충분한 자료와 의견을 제시하여 깊이 있는 내용을 담았습니다.

코딩보다 인공지능 기술의 개념과 방향 설정이 우선입니다.
인공지능을 공부하고 싶다면 가장 먼저 눈에 들어오는 책이 코딩 책입니다. 하지만 아무리 쉬운 파이썬 언어로 작성된 프로그래밍이라고 해도 코딩을 접해보지 않은 사람들에게는 만만치 않습니다. 더욱이 인공지능 기술에 대한 이해 없이 프로그래밍을 하는 것은 의미를 발견하기 어렵습니다. 이 책은 인공지능 기술을 공부하고 싶어 하는 사람들이 먼저 읽어야 하는 책입니다. 그리하여 인공지능 기술을 어떻게 활용해야 하는지 이해해야 합니다. 그래야 코딩을 더 잘 이해할 수 있습니다. 인공지능 프로그래밍으로 내가 만들고자 하는 인공지능이 명확해질 것입니다. 기술에 대한 이해 없는 프로그래밍은 어디로 갈지 모르는 배와 같습니다. 우선 인공지능 시대를 살아가는 데 필요한 방향을 설정하는 데 도움이 될 것입니다.

인공지능과 관련한 A to Z 아젠다를 설명 중심으로 총망라하였습니다.
저는 인공지능 프로그래밍을 공부하고 싶었습니다. 그래서 인공지능 코딩 책을 보기 시작했습니다. 그런데 도저히 이해가 되지 않는 것입니다. 이 코드들을 가지고 뭘 어떻게 하라는 건지 도대체 모르겠습니다. 그래서 인공지능 책을 읽기 시작했습니다. 그러다 깨달은 것이 인공지능 기술에 대한 이해가 코드보다 먼저라는 사실입니다. 인공지능으로 바뀌게 될 세상과 마주하게 될 모든 사람들이 인공지능 아젠다를 이해해야 합니다. 시대를 읽고 기술을 활용하는 통찰력이 필요합니다.

누구나 인공지능 시대를 살아가야 합니다. 하지만 인공지능 시대를 기계가 인간을 지배하는 세상, 그로 인해 인간의 일자리가 사라지는 시대와 같은 단편적인 시각으로 접근하면 위험합니다. 게다가 인공지능 시대에 대한 부정적인 시각을 가져 변화를 거부하면 더더욱 위험합니다. 인공지능 시대는 새로운 문명입니다. 문명의 흐름은 거부할 수 없습니다. 문명은 반드시 다가오며 발전합니다. 왜냐하면 인간이 문명을 필요로 하기 때문입니다.

코로나19로 인한 팬데믹 시대에 교육의 자리를 지키며 느낀 점이 있습니다. 교육에서 중요한 것은 다양한 기술이 범람하는 온라인 콘텐츠, 플랫폼, 교수학습 시스템이 아니라 바로 ‘대면 교육’이라는 역설입니다. 온라인교육으로는 제대로 된 교육이 이루어지지 않습니다. 얼굴과 얼굴을 맞대고 눈빛을 마주하며 교사와 학생이 함께 하는 교육이어야 효과가 있습니다.

코로나19로 인해 세상은 순식간에 변화되었습니다. 변화된 세상에 태생부터 적응이 된 MZ세대들은 오히려 익숙하고 편안함을 느꼈습니다. 반면, 변화의 물결을 애써 부인하며 살아온 사람들은 혼돈의 시대를 맞이하였습니다. 인공지능 시대가 가져올 또 하나의 문명에 적응하고 살아남기 위해서는 인공지능 기술보다 시대에 대한 이해가 우선되어야 합니다. 자신이 하는 일에서 인공지능이 어떤 의미가 있을지 절실하게 고민해야 합니다. 그리고 인공지능과 함께 일하는 방법을 강구하고 거기에 맞는 능력을 계발해야 합니다.

인간이 계발해야 할 능력은 기계가 대체하기 어려운 능력입니다. 오히려 이 점이 인간을 인간답게 만들 수 있습니다. 우리가 가진 인간다움을 잃어버리지 않으면서 인공지능 시대를 준비한다면 새 시대를 두려워할 필요가 없습니다. 인간은 단순 노동으로부터 해방되며 창의적이고 생산적인 일에 참여하는 고차원적인 일을 하게 될 것입니다.
이 책은 ‘AI란 무엇인가’라는 주제로 집필했습니다. 많은 사람들이, AI에 대한 교양적 지식, 메커니즘, 역사, 개념, 원리 등을 알 수 있도록 집필하였습니다. 뿐만 아니라, 일자리와 교육의 미래까지 함께 다루었습니다. 즉, AI와 관련된 거의 모든 지식을 총망라하였습니다. 왜냐하면 이미 성큼 다가온 AI 시대를 준비하는 데 있어 무엇부터 시작해야 할지 모르는 사람들을 위해서입니다. AI 시대의 이해와 더불어 기술에 대한 개념을 쉽게 접근할 수 있도록 설명하였습니다. 이 책을 읽는 독자마다 새로운 시각을 가질 수 있는 기회가 되길 바랍니다.

이경미
학교 현장에서 학생들과 함께 프로그래밍을 공부하는 교사이다. 상명대학교를 졸업하고 회사에서 프로그래머로 재직하였다. 하지만 꿈을 이루기 위해 인하대 교육대학원에 진학하여 정보·컴퓨터 교사가 되었다.
고등학교 시절 문과였으나 대학 진학 시 자연학과계열로 진학하였다. 그렇다보니 인문학적 소양을 바탕으로 공학적 사고력이 발전하였다. 수능 1기로 사회탐구와 과학탐구 총 8과목을 모두 시험 봐야 했기에, 고등학교 때 문·이과 상관없이 다양한 학문을 공부하게 된 것이 지금 돌이켜보면 감사한 일이다. 교사로 재직 시에도 중학교, 인문계 고등학교, 상업계 고등학교, 지금의 공업계 고등학교까지 다양한 학교에서 근무하고 있다. 앞선 다양한 경험들이 새로운 학문에 대한 호기심과 도전을 두려워하지 않는 밑거름이 되었다고 생각한다.
현재는 안양공업고등학교 XR융합응용학과에서 “Change the World with Innovative Software!”라는 비전을 가지고 가상·증강현실 인재 양성을 목표로 학생들과 함께 성장하고 있다.
4차 산업혁명 시대에는 융합과 연결이 중요한 시대이다. 프로그래밍을 가르치는 저자는 당연히 인공지능 기술에
관심이 있었다. 그리고 학생들에게 인공지능 시대를 살아갈 힘을 길러주고 싶었다. 인공지능 시대는 기술보다 시대를 이해하는 통찰력이 더 중요하다는 사실이다. 이 점을 미래 인공지능 시대를 준비하는 많은 분들에게 알려주고 싶어서 이 책을 썼다.

추천사: 인공지능의 개념을 이해할 수 있는 ‘코딩 없는 AI’ 입문서
프롤로그: 인공지능 시대는 새로운 문명입니다

PART 1. 인공지능이란 무엇인가
1. 인공지능이란 무엇인가?
인공지능의 역사
인간과 컴퓨터의 비교
인공지능의 장점과 단점
인공지능의 한계
인공지능의 활용

2. 지능이란 무엇인가?
지능의 본질
하워드 가드너의 다중지능 이론
인공지능 시대의 창의성
인간의 뇌 구조와 인공지능의 관계

3. 인공지능과 관련된 법칙
무어의 법칙
모라벡의 역설
기하급수의 법칙

4. 인공지능은 감정을 가지고 있으며, 스스로 학습할 수 있는가?
인공 감성
알고리즘 구조
휴머노이드 로봇 ‘소피아’
감성 컴퓨팅 기술
감성을 가진 인공지능 로봇

5. 인공지능은 창의성에도 도전하고 있다
음악
소설
미술

PART 2. 인공지능의 역사
1. 인공지능의 아버지는 앨런 튜링이다
영화 <이미테이션 게임>
컴퓨터 과학의 노벨상 ‘튜링 상’

2. 인공지능 성능 테스트는 튜링 테스트로 한다
튜링 테스트
캡챠
유진 구스트만
중국어 방 논증

3. 인공지능 기술, 다트머스 회의를 통해 부상하다
1956년 ‘다트머스 회의’
인공지능의 제1차 봄과 겨울

4. 인공지능에 대한 관심이 폭발하다
지식의 표현
규칙기반 전문가 시스템: 제2차 인공지능의 봄
심볼 그라운딩 문제: 제2차 인공지능의 겨울
알파고와 이세돌의 바둑대결: 제3차 인공지능의 봄

5. CPU, GPU, NPU로 인공지능 컴퓨터 반도체가 발전하고 있다
중앙 처리 장치: CPU
그래픽 처리 장치: GPU
인공지능 반도체: NPU

6. 4차 산업혁명의 핵심은 인공지능이다

PART 3. 인공지능에서 데이터란 무엇인가
1. 정보보다 데이터가 중요한 시대
인공지능 시대의 원유
데이터의 종류와 다양성
빅데이터의 특징: 5V

2. 인공지능을 발전시키는 빅데이터 활용 방법이 있다.
데이터로 코로나바이러스 대유행 예측
빅데이터를 활용하는 3단계 방법

3. 데이터 마이닝, 데이터의 가치를 더해주고 흐름을 연결하며 콘텐츠를 창조한다

4. 초연결, 초융합, 초지능시대, 모든 데이터는 연결된다.
초연결 시대
초융합 시대
초지능 시대

5. 빅 브라더, 데이터는 나의 모든 것을 알고 있다

PART 4. 인공지능은 어떻게 학습하는가
1. 인공지능에는 강한 인공지능과 약한 인공지능이 있다

2. 인공지능이 잘 하는 일은 규칙을 통한 분류, 분석, 예측이다
나이브 베이즈 분류기
의사결정 트리
서포트 벡터 머신 SVM
최근접 이웃 분류 K-NN
회귀분석
K-means 클러스터링

3. 규칙 기반 전문가 시스템을 통해 인공지능이 발전하다
논리 연산
귀납적 추론과 연역적 추론 방법
깊이 우선 탐색과 너비 우선 탐색
규칙 기반 전문가 시스템
전문가 시스템

4. 머신러닝, 기계가 스스로 학습한다
지도학습
비지도 학습
강화학습

5. 최초의 인공 신경망
단층 퍼셉트론
다층 퍼셉트론

6. 딥러닝의 탄생과 딥러닝 알고리즘
딥러닝의 탄생
합성곱 신경망 CNN
순환 신경망 RNN
생성적 적대 신경망 GAN

7. 설명 가능한 인공지능이 부상한다
인공지능의 편향성
설명 가능한 인공지능의 필요성

PART 5. 인공지능은 인간의 한계를 넘어서고 있다
1. 규칙 기반 전문가 시스템: 이미 인간의 일자리를 빼앗아가고 있다

2. 산업용 로봇: 인간이 하기에 위험한 일을 ‘아톰’이 대신한다

3. 컴퓨터 비전: 인간의 시력을 넘어서다

4. 자연어 처리기술: 동시통역으로 외국어를 배울 필요가 없는 시대가 된다

5. 챗봇과 음성인식: 인공지능이 하나로 연결되다
챗봇 서비스
음성인식 인공지능 서비스

6. 자율주행 자동차: 이제는 소프트웨어로 자동차가 움직인다

7. 드론: 지능을 가진 무인 자율주행 항공기가 된다

PART 6. 인공지능의 미래는 어떻게 될 것인가
1. 인공지능 시대는 검은 코끼리인가 블랙스완인가?

2. 싱귤래리티, 2045년 특이점이 온다

3. 기본소득제도와 로봇세로 삶을 살아간다
기본소득이란
기본소득은 왜 필요한가
핀란드와 알래스카의 예
로봇세와 데이터세
기본소득 미래

4. 인공지능 시대의 일자리는 바뀌고 일하는 모습도 변한다
인공지능의 위협
인공지능과 공생하기
두려워하지 말고 준비하자

5. 인공지능 시대의 핵심은 여러 가지 일을 잘 할 수 있는 ‘연결’과 ‘융합’이다
하드웨어의 연결과 융합
소프트웨어의 연결과 융합
교육의 연결과 융합

6. UN의 지속가능발전 목표에 인공지능은 어떻게 기여할 수 있을까?

PART 7. 인공지능 시대 무엇을 해야 할까?
1. 인공지능 교육
미국의 교육 혁신
중국의 교육 혁신
일본의 교육 혁신
대한민국의 교육 혁신

2. 인공지능 시대, 리터러시가 중요하다
인공지능 리터러시
인공지능 디바이드
리터러시 함양

3. 인공지능 시대, 윤리가 중요하다

4. 코딩! 초등학생도 문과생도 배워야 한다

5. 창조할 줄 아는 능력이 인공지능을 이긴다
인공지능의 창의성
인간의 창의성
창의성과 정체성
창의성 계발하는 법
피터 틸의 <<제로 투 원>>

6. 인문학에 강한 사람이 필요하다
카이스트 혁신 미래교육
스티브 잡스
레오나르도 다빈치
실리콘 밸리의 교육
인문학의 본질

참고문헌

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