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국영수보다 이제는 AI가 더 중요하다!
A부터 Z가지 우리가 몰랐던 인공지능의 모든 것

AI에 대한 책은 많다. 하지만 현상에 대한 책들이 대부분이다. 요즘 어떤 놀라운 일들이 벌어지고, 앞으로 더욱 놀랄 어떤 일들이 벌어질 것이라는 현실 진단과 예측만 담아내고 있다. 『청소년을 위한 AI 최강의 수업』은 한 발 더 나아간다. 대한민국 대표 과학자가 막연하게 설명하던 인공지능의 명확한 실체를 알려주고 다가올 미래의 변화를 생생하게 이야기해준다. 이 책을 통해 인공지능이 무엇인지 정확히 배우고 앞으로 그것과 어떻게 공존해나갈지 넓은 시각으로 생각해볼 수 있다. 인공지능 시대에 적합한 자신의 강점을 발견하고 키워나갈 수 있을 것이다. 또한 청소년들이 궁금해하는 ‘인공지능 시대의 일자리’에 대한 이야기와, AI 수업 중 가장 궁금해하는 질문을 모아 부록으로 함께 담았다. 인공지능 관련 진로 선택으로 고민이 많은 청소년에게 큰 도움이 될 것이다.

기계 학습, 딥러닝, GPT-3, 유망직종, 인공 신경망, 챗봇 …
당신이 꼭 알아야 하는 AI의 모든 것을 짚어보다!

인공지능, 로봇, 딥러닝, 기계 학습, 인공 신경망 등 인공지능 시대에 꼭 알아야 할 핵심 키워드를 이해하기 쉽게 설명한다. 다양한 그림과 사진을 통해 내용을 쉽게 이해하고 오래 기억되도록 구성함으로써 혼자서도 공부할 수 있도록 했다. 책의 내용을 믿고 끝까지 따라가다 보면 인공지능을 처음 접하는 청소년부터 인공지능 전문가가 되고 싶은 청소년까지 알찬 지식을 얻을 수 있을 것이다.

기계 학습 & 딥러닝
수많은 작품을 학습함으로써 작품의 패턴을 배우고, 여기에 약간의 변화를 줘서 새로운 예술 작품을 만들어낸다. 고흐의 화풍을 배운 AI에 풍경 사진을 주면 고흐풍의 그림으로 순식간에 바꿔놓는다. 작곡, 연주, 시, 소설, 안무 등도 가능하다.

인공 신경망
인공 신경망 기법은 인간 두뇌와 신경세포의 작동 메커니즘에서 영감을 받아 만들어진 학습 및 의사결정을 하는 방법론이다. 특히 기계 학습의 범용 알고리즘으로 주목받고 있다. 지도 학습은 물론, 비지도 학습과 강화 학습에도 사용된다. 현재 인공지능에서 사용되는 여러 학습기법 중에서 가장 일반적이고 이해하기도 쉽다.

GPT-3
주제를 주면 그와 연관된 에세이를 직접 작성한다. 창의성을 넘어 모방하기도 가능하다. 셰익스피어의 시구절을 주면 이를 학습해서 그의 시풍으로 시를 짓기도 한다. 딥페이크 동영상의 출연자를 원하는 얼굴로 바꾼다. 이 기술로 오바마 미국 대통령이 엉뚱한 발언을 하고, 펠로시 미국 연방하원의장이 음주 후 횡설수설하는 가짜 동영상까지 만들어져 SNS에 떠돌았다.

챗봇
사용자가 질문을 하면 인터넷을 검색해 대답하는 것은 기본이고 심심풀이 말동무도 된다. 일정표와 연결해 계획된 업무를 원하는 시간에 수행시키고, 개인 비서처럼 사용자가 해야 할 일을 기억했다가 알려준다.

유망 직종
전통적 공장 자동화 시스템은 주로 공정이 표준화된 제조 대기업에서 도입했다. 요즘에는 고도의 지적 능력이 필요한 변호사, 의사, 기자 등의 전문적 업무도 차츰 자동화되고 있다. 이런 상황에서 현재 일자리의 상당수가 소멸하리라 예상된다. 앞으로의 일자리는 과학기술 분야에서 많이 생길 것으로 여러 연구소에서 예측하고 있다. 과학기술 분야에서도 특히 컴퓨터, 인공지능 분야에서 많은 일거리가 생길 것이다.

들어가는 글

01 인공지능이 변화시키는 우리의 삶, 우리의 세상
강력한 파괴자, 인공지능
인공지능이란 무엇인가
인공지능은 감정과 의지를 가질 수 있을까
인공지능이 항상 윤리적일까
인간을 능가하는 인공지능이 가능할까

02 인공지능을 만드는 기본 기술
사람처럼 vs 합리성 추구
인공지능 도전의 역사
목표를 달성하는 문제 해결 기법
사람의 지식을 이용하는 인공지능
스스로 배우는 기계 학습

03 더욱 똑똑해지는 인공지능
인간 두뇌 작동 메커니즘, 인공 신경망
학습 잘하는 딥러닝의 등장
사람처럼 보고 이해하는 컴퓨터 비전
사람과 기계, 자연스럽게 대화하기
배운 것을 활용하는 전이 학습
딥러닝의 몇 가지 한계
최고의 인공지능은 아직 발명되지 않았다

04 인공지능을 지배하는 자, 미래를 지배한다
인공지능은 양면의 칼
사라지고, 생기고 일자리 대변혁
인공지능 시대의 시민교육

부록 속풀이 인공지능 Q&A

“소프트웨어 기술에는 인공지능 이외에도 많은 기술이 있다. 컴퓨터를 효율적으로 작동시키는 운영체계 기술, 프로그램 작성을 가능하게 하는 프로그램 언어 기술, 인터넷을 운영하는 네트워크 기술, 보안을 다루는 정보보호 기술, 아름다운 혹은 실감형 영상을 만드는 그래픽 및 AR·VR 기술, 많은 데이터를 저장 · 관리하는 데이터베이스 기술, 소프트웨어 생산성과 신뢰성을 다루는 소프트웨어 공학 등으로 나열할 수 있다. 인공지능 기술이라고 하지는 않는다. 그 경계는 모호하지만 지능적 행동을 흉내 내고 구축하는 기술만을 인공지능 기술이라고 한다.”

“사람의 감정을 인식하고 이에 적절히 대응하는 인공지능에 관한 연구 분야를 감성 컴퓨팅Affective Computing 이라고 한다. 사람의 표정이나 말소리를 듣고 감정 상태를 판단한다. 수업을 듣는 학생이 지루해 하는지 인공지능이 파악해서 선생님에게 알려주면 선생님이 휴식 시간을 갖도록 하거나, 수업 방식을 바꿀 수 있다. 또 댓글을 읽고 독자의 반응을 알아내는 것도, 긴 문장을 읽고 그 뉘앙스를 분석하는 것도 가능하다.”

“탐색해야 하는 공간이 매우 복잡해 계산적으로 최적을 찾기 어려운 문제일 경우, 가지고 있는 제한된 국지적 정보만을 가지고 문제 해결을 시도해야 한다. 국지적 탐색 알고리즘은 현 위치에서 가장 좋은 이웃, 즉 (목적)함수의 값이 가장 많이 증가하는 이웃으로 한 발자국 이동하는 것이다. 이를 반복한다. 이런 탐색법을 언덕 오르기Hill-Climbing 알고리즘이라고 한다. 이 알고리즘은 안개가 자욱해 앞을 내다볼 수 없는 산속에서 정상을 찾아가는 방법으로 생각할 수 있다. 앞이 보이지 않아 전체 지형을 볼 수 없기 때문에 정상에 도달하는 길을 알 수 없다. 이런 경우 시도해 볼 수 있는 유일한 방법은 경사가 가장 가파른 방향으로 한 발자국 올라가 보는 것이다. 이를 반복하다 보면 정상에 도달하게 된다.”

“일반적으로 학습이라는 단어가 갖는 의미는 경험을 쌓음으로써 행동이 변화하고 발전하는 것을 말한다. 그러나 인공지능에서 이야기하는 기계 학습Machine Learning은 ‘성능이 향상되는 컴퓨터 알고리즘에 관한 연구’를 총칭한다. 기계 학습 능력을 갖춘 컴퓨터는 개발자가 명시적으로 프로그래밍하지 않아도, 외부 환경의 관찰과 경험으로 스스로 능력을 향상시킨다.”

“CNN은 영상인식에 특화된 다층 신경망이다. 동물의 시각 시스템의 작동 원리에서 영감을 받았다. 2차원 영상의 물체 인식에서 공간적으로 가까운 화소들은 강한 상관관계를 갖는다. 멀리 있는 화소의 영향은 적거나 없을 수도 있다. CNN은 이런 특성을 이용해서 망 구조를 획기적으로 단순화했다. CNN은 필터를 이용하여 국지적 특징을 추출한다. 이 작업을 콘볼루션이라고 한다. 추출한 특성으로 특성지도를 만든다. 같은 영역에서 여러 가지 필터로 다른 특성을 추출하여 사용한다.”

“자연어 이해는 컴퓨터가 사람의 언어를 이해하도록 만드는 연구 영역이다. 자연스러운 문장이나 대화의 생성도 포함된다. 기계가 사람의 언어를 사용하게 하는 작업은 인공지능의 핵심분야로 연구되고 있다. 그러나 인공지능의 여러 연구 영역 중에서 자연어 이해는 아직도 갈 길이 먼 미지의 영역이다. 사람과 공생하는 기계를 만들기 위한 최후의 고비가 아닐까 한다.”