그림으로 이해하는 인지과학

인간의 마음과 뇌를 알면, 인간을 닮은 컴퓨터의 동작원리와 프로세스도 알 수 있다!

컴퓨터 프로그래밍, 인공지능, 딥러닝은 물론 자연과학, 인문학에도 필수!

저자는 정보행동과학을 전공하며 인지심리학, 행동과학실험, 수리언어학, 컴퓨터과학 등을 배우고, 인간 행동을 마르코프 과정을 통해 모델화하거나 인지 과정을 컴퓨터로 모의하는 연구를 했다. 그리고 전자 제품 제조업체에 입사하여 음성 인식, 음성 합성, 언어 처리, 사용자 인터페이스 등을 연구하며, 인간 연구와 공학적 응용 연구를 담당해 오고 있다.

이러한 배경을 토대로 이 책에서 인간의 특성과 정보를 처리하는 과정에 관한 지식을 폭넓고 체계적으로 정리했다. 인지과학의 범위를 감각, 지각·인지, 기억, 주의, 지식, 문제 해결, 의사 결정, 창조, 언어 이해, 정동, 사회적 인지, 커뮤니케이션으로 설정하고, 그림을 풍부하게 사용하여 쉽게 접근하고, 가능한 명확하고 상세하게 설명하고자 했다. 즐겁게 읽어나가다 보면 인지과학이 무엇인지, 인지과학이 왜 필요한지, 다른 분야에서 인지과학을 어떻게 활용할 수 있는지 이해할 수 있을 것이다.

읽는 것만으로 충분하다! 쉽고 빠르게 이해하는 인지과학!

계산기는 사실 스위치 덩어리에 불과하다. 가로세로로 둘러진 전선의 각 격자점에 페라이트 코어가 있고 이 안의 전류 방향이 바뀌는 것뿐이다. 인간의 판단이나 기억도 이와 마찬가지가 아닐까? 사고란 무엇일까? 사고에는 자신의 ‘감정’이 포함되는 것일까? 이때 ‘자신’이란 무엇인가? ‘감정’이란 또 무엇인가?

이 책은 인지과학 전체를 체계적으로 폭넓게 설명했다. 인지과학의 범위를 감각, 지각과 인지, 기억, 주의, 지식, 문제 해결, 의사 결정, 창조, 언어 이해, 감정, 사회적 인지, 커뮤니케이션으로 설정하고, 추가로 뇌에 대해서도 다뤘다. 또한, 인지과학의 컴퓨터 과학적인 측면, 실험심리학적 측면, 신경과학적인 측면, 언어학적 측면을 다루고, 인지 프로세스 모델도 가능한 많이 소개했다.

인지과학을 넓고 깊게 설명하기 위해 각 항목의 내용을 최대한 상세하게 설명하려고 노력했으며, 쉽고 즐겁게 인지과학을 받아들일 수 있도록 그림을 풍부하게 사용했다. 이 책을 통해 인지과학 전체를 체계적으로 파악하고, 인지과학의 메커니즘과 프로세스를 재미있게 즐기기 바란다.

[베타리더 추천평]

책 초반부에는 인지과학의 기본 개념들이 나옵니다. 인지, 감각, 뉴런, 청각, 지각, 게슈탈트 등 내용이 어려울 수 있지만, 중고등학교 교과서나 대학 교양 수업 정도 수준이라 차근차근 읽어 보면 거부감 없이 내용이 잘 들어옵니다. 책의 중후반부에서는 실용 상식이 많이 나와서 좋았습니다. 여타 마케팅이나 홍보 책들에서 나오는 합리적 의사 결정 모델, 게임 이론, 죄수의 딜레마, 착시 현상, 얼굴 인지, 삼단 논법, 연역/귀납 등을 다시 한 번 기억하고 인지과학을 접근할 수 있게 해 주어 재미있게 읽을 수 있었습니다. 베이즈 추론이나 딥러닝, 뇌과학을 다루는 부분은 가까운 미래에 적용되는 기술에 대한 기본 개념을 이해할 수 있는 좋은 기회였습니다.

제가 사회생활을 처음 시작할 때는 마케팅과 광고를 위해 심리학, 언어학을 반드시 공부하라고 들었는데, 지금은 인지과학을 통하지 않으면 미래 산업과 기술에 대한 이해를 할 수 없을 것 같습니다.

- 고성민_회사원

인지과학은 인공지능 기술의 기초가 됩니다. 인공지능을 공부하고 있다면, 인공지능의 기술이 어떠한 원리를 통해 만들어졌는지 이 책을 통해 쉽게 이해할 수 있을 것입니다. 만약 인공지능을 잘 알고 있다면 인지과학을 이해하는 것으로 사고의 폭이 넓어짐을 느낄 수 있을 것입니다.

- 전은영_안랩

데이터 분석을 하다 보면 가장 많이 생각하는 것은 “어떻게 하면 핵심을 강하게, 왜곡 없이 전달할 수 있을까?”입니다. 데이터 업무는 분석을 마치는 것으로 끝나는 것이 아니라 결정권자의 의사 결정에 영향을 미쳐 실질적인 액션으로 구현되어야 하기 때문입니다. 그러다 보니 전달력에 관심을 기울이게 되고, 데이터 시각화를 더 잘 하기 위한 시각 인지, 듣고 싶은 말로 정리하기 위한 언어적, 비언어적 스토리텔링, 기억에 오래 남기기 위한 방법 등을 꾸준히 공부하게 되었습니다. 그러한 차에 이 책을 통해 인지과학 전반을 쉽고 빠르게 훑을 수 있어 큰 도움이 되었습니다.

- 이제현_한국에너지기술연구원

인지과학을 통해 인공지능의 원리를 알아가는 흐름이 신선하고 좋았습니다. AI 개발을 하면서 근원적인 의문이 생길 때가 종종 있었는데, 이에 실마리를 얻고 이해도를 높일 수 있는 내용들이었습니다. 국내에 이런 내용의 책이 많지 않기 때문에 이 책이 더 반가웠습니다.

AI를 공부하는 이들에게 꼭 추천하고 싶은 책입니다. 이 책에는 인지과학의 원리를 이해하면서 비정형 데이터에서 피처를 추출하는 원리 등 AI를 공부하는 이들에게 도움이 되는 내용이 굉장히 많습니다.

- 장대혁_휴넷, 인공지능교육연구소

무릇 인공지능이라 함은 컴퓨터가 인간과 같이 복합 추론이나 의사 결정을 할 수 있는 모델에 대한 기술, 즉 인지컴퓨팅과 같은 강한 인공지능 분야로의 발전을 지향하게 될 것입니다. 이 책은 인지과학의 정의와 역사에서 출발해, 감각기관과 이를 통한 지각과 인지 과정으로 정보를 해석하고 추론하고 소통하는 과정, 그리고 이를 현재의 인공지능 핵심 기술과 자연스럽게 연결하여 소개하고 있습니다.

효과적인 설명을 위해 그림을 풍부하게 활용한 것은 다양한 학문의 경계를 넘어서는 인지과학에 대한 입문서로 충분히 효과적이었습니다. 인공지능의 미래와 발전 과정에 대한 인지과학적 접근을 원하는 분께 좋은 길잡이가 될 것입니다.

- 김용회_(주)씨에스피아이

이 책은 감각, 기억, 사고, 창의력, 언어, 정서 등 사람의 인식 메커니즘인 인지과학을 다룬 책입니다. 책의 수준은 결코 얕지 않습니다. 다소 어렵지만, 가볍게 스쳐 지나가는 교양 도서 수준을 뛰어넘어 깊이 있는 밑바닥 원리를 담고 있습니다. 그래서 어려운 내용을 최대한 일상 수준의 언어로 전달하려는 저자의 노력이 인상적입니다.

- 허민_한국외국어대학교 정보지원처

지은이 : 기타하라 요시노리 

1955년 시즈오카현 출생. 1979년 히로시마대학 종합과학부 정보행동과학 과정 졸업, 1981년 동대학원 석사 과정 수료, 1996년 도쿄대학 대학원 공학계 연구과에서 공학박사 학위 취득. 1981년 (주)히타치 제작소 입사 후 히타치 제작소 중앙 연구소 및 (주)ATR 시청각기구 연구소에서 음성 언어 정보 처리, 감성 정보 처리, 휴먼 인터페이스 연구에 종사. 현재 도쿄농공대학 대학원 공학부 산업 기술 전공 교수. 호세이대학 정보 과학 디자인 공학부 및 타쿠쇼쿠 대학 공학부 비상근 강사를 겸임. 저서로 『미스터리 풀이/인간행동의 미스터리』, 『왜 말하는 사람이 상대의 마음을 움직이는가?』, 『처음 시작하는 기술자 윤리』, 『일러스트로 배우는 휴먼 인터페이스 개정2판』 (이상 고단샤 출판사)가 있다.

옮긴이 : 조태호

머신 러닝, 딥러닝을 이용해 알츠하이머병을 연구하며 틈틈이 책을 쓰고 번역한다. 일본 도쿄의과치과대학에서 단백질 구조 예측으로 박사학위를 받았고, 미국으로 이주해 단백질 구조 예측에 딥러닝을 도입하는 연구를 했다. 2018년부터 미국 인디애나대학교 의과대학에 재직하며 딥러닝을 이용한 알츠하이머 진단(2019), 딥러닝을 이용한 알츠하이머 원인 단백질 추적(2020), 딥러닝을 이용한 유전자 변이 예측(2021) 등을 연구하고 진행했다. 저서로는 『모두의 딥러닝』, 제7회 브런치북 대상 수상작 『당신의 이유는 무엇입니까』, 번역서로는 『쉽게 시작하는 캐글 데이터 분석』이 있다.

1장 인지과학 개론

__1.1 인지과학

__1.2 인지과학이 걸어온 길

__1.3 인지과학의 연구 방법

__1.4 모델

__1.5 인간의 정보 처리 모델과 인지과학의 범위

2장 감각

__2.1 감각의 종류와 특성

__2.2 감각 신호의 전달

__2.3 시각

__2.4 청각

__2.5 체성 감각

__2.6 감각의 상호작용

__2.7 컴퓨터에 의한 이미지·음성의 특징 추출

3장 지각·인지

__3.1 하향 처리

__3.2 게슈탈트 특성

__3.3 형상 지각·인지

__3.4 음성 지각·인지

__3.5 공간 지각

__3.6 인지 지도

__3.7 시간 지각

__3.8 컴퓨터에 의한 음성 인식

4장 기억

__4.1 기억의 구조

__4.2 단기 기억에서 작업 기억으로

__4.3 장기 기억

__4.4 서술적 기억과 절차적 기억

__4.5 망각

__4.6 컴퓨터의 기억 장치

5장 주의

__5.1 선택적 주의

__5.2 집중적 주의와 분할적 주의

__5.3 시각적 주의

__5.4 청각적 주의

__5.5 컴퓨터에 의한 음원 방향 추정

6장 지식

__6.1 지식의 표현과 구조

__6.2 의미

__6.3 개념 및 카테고리화

__6.4 프로덕션 룰을 이용한 지식 처리

7장 문제 해결

__7.1 문제 공간과 전략

__7.2 명료한 문제를 해결하는 과정

__7.3 추론

__7.4 웨이슨의 선택 과제

__7.5 컴퓨터에 의한 게임 전략

8장 의사 결정

__8.1 효용과 문맥

__8.2 전망 이론

__8.3 선호 모델

__8.4 갈등 상태에서의 의사 결정

9장 창조

__9.1 재생적 사고와 생산적 사고

__9.2 통찰

__9.3 유추를 이용한 발상

__9.4 발상 지원 방법

10장 언어 이해

__10.1 자연 언어와 인공 언어

__10.2 언어의 다층 구조와 심적 어휘

__10.3 단어 인지

__10.4 통사론적 언어 산출 및 이해 모델

__10.5 의미론적 언어 산출 및 이해 모델

__10.6 튜링 머신과 오토마톤

__10.7 형식 문법

__10.8 컴퓨터를 통한 자연어 처리

11장 정동

__11.1 정동과 인지

__11.2 정동에 의한 신체적 변화와 측정 지표

__11.3 정동 모델

__11.4 표정 인지

12장 사회적 인지

__12.1 대인 인지

__12.2 얼굴의 기억과 인지

__12.3 사회적 추론

__12.4 태도의 변화

__12.5 집단의 영향

13장 커뮤니케이션

__13.1 커뮤니케이션의 비언어적 채널

__13.2 설득적 커뮤니케이션

__13.3 커뮤니케이션의 변용

__13.4 인터넷 커뮤니케이션

14장 착각

__14.1 모양의 착시

__14.2 밝기·색상의 착시

__14.3 운동 착시

__14.4 착청

__14.5 체성 감각의 착각

15장 뇌

__15.1 뇌의 구조

__15.2 감각과 뇌

__15.3 기억과 뇌

__15.4 사고와 뇌

__15.5 정동과 뇌

__15.6 뇌의 신호 전달

__15.7 뇌신경 활동 측정

__15.8 딥러닝

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