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한국체대 스포츠분석센터 출신의 교수와 박사들이 중심이 되어 집필한 책이다. 초보자도 파이썬 코드에 어려움을 느끼지 않도록 정제된 예제를 제공한다. 데이터 전처리의 이해를 도우려고 전처리 과정은 쉬운 내용으로 일부 포함했다. 예제는 개인용 PC에서도 실습할 수 있도록 용량을 최대한 줄였다.

1장 인공지능과 스포츠분석
1-1. 스포츠분석에 적용되는 인공지능 09
1-2. 인공지능 활용 스포츠분석 시장 11
1-3. 스포츠데이터의 수집과 활용에 있어서 윤리적 고려사항 17
1-4. 스포츠분석 딥러닝 공부를 위한 준비 18

2장 파이썬 환경 설정 및 기본 문법
2-1. 파이썬 설치 및 개발 환경 구성 25
2-2. 파이썬 기본 문법 31
2-3. 파이썬 제어문: 조건문, 반복문, 함수 38

3장 인공지능의 이해
3-1. 인공지능의 개념 46
3-2. 인공지능의 역사 49
3-3. 데이터와 인공지능 알고리즘 53
3-4. 스포츠에서 인공지능 활용 사례 57
3-5. 무작정 따라 해 보는 인공지능 61

4장 스포츠분석을 위한 기초통계
4-1. 스포츠데이터의 유형 66
4-2. 데이터 집합의 대푯값 69
4-3. 데이터의 퍼짐 정도: 변산도 74
4-4. 표준점수 77
4-5. 변수 간 상관관계 및 선형회귀 79

5장 인공지능 딥러닝 작동 원리
5-1. 자연계 뉴런의 기본 구조와 기능 86
5-2. 인공뉴런의 디지털 신호 전달 90
5-3. 인공신경망에서의 신호 연결 95
5-4. 인공신경망의 오차 교정 102

머릿말

온 세상이 인공지능 딥러닝의 열풍에 휩싸여 있습니다. 스포츠 분야에서 딥러닝의 바람에 올라타고 싶지만, 현실은 그렇게 녹록지 않습니다. 딥러닝 관련 콘텐츠 대부분은 과거에 접해보지 않았던 생소한 개념들을 어려운 공식으로만 설명하고 있기 때문입니다. 행렬과 미분을 대면하면서 사람들은 딥러닝에서 손을 놓게 됩니다. “행렬과 미분을 잘했다면, 내가 스포츠분야에서 공부하고 있겠느냐?”라고 자책하면서 말입니다.

저자들은 자신 있게 말씀드립니다. 이 책이 “여러분을 딥러닝의 매력적인 세계로 안내할것입니다”. “인공지능 딥러닝이 이렇게나 쉬웠어?”라고 의심하게 될 수도 있습니다. 그 정도로 쉽게 정리하였습니다. 미래 스포츠 세상의 중심은 인공지능입니다. 핵심기술은 딥러닝이고요. 인공지능 딥러닝에 첫발을 시작한 여러분들은 이미 절반은 전문가입니다. ‘시작이 반’이니 말입니다. 컴퓨터와 통계 지식이 없더라도, 포기만 안 한다면 하루 3시간씩 2주간의 시간 투자로 여러분은 딥러닝 모델개발이 가능하게 될 것입니다.

이 책은 열 개의 장으로 구성하였습니다. 인공지능 기본 개념, 기초 파이썬 문법, 딥러닝을 위한 기초통계 그리고 딥러닝의 작동원리 등을 담았습니다. 딥러닝을 경험해 볼 수 있는 예제도 포함했습니다. 파이썬 코드로 작성했고, 데이터와 소스파일은 깃허브(GitHub)에 공개했습니다. 딥러닝 코드를 실행하면서 익힐 수 있도록 설계했습니다. “Trial and Error” 전략입니다. 일단 딥러닝 코드를 돌려보고, 이해되지 않는 개념과 오류발생 코드를 바로잡으며 배우는 전략입니다.

스포츠데이터 사이언스에 관심을 둔 학부생이나 대학원생, 그리고 이 분야의 전문가를 꿈꾸는 분들께도 이 책을 추천합니다. 딥러닝은 스포츠데이터 사이언스의 핵심으로 자리 잡게 될 것이 확실하기 때문입니다. 전통적 방법은 성능 면에서 딥러닝에 견줄만한 비교 대상이 되지 않습니다. 스포츠과학 실험데이터 분석을 위해 딥러닝 적용, 소샘플을 이용한 딥러닝 학습, 딥러닝 성능 판단에 관한 평가지표 개발 등 도전해야 할 숙제도 적지는 않습니다.

이 책은 인공지능 공부에 미쳐있는 한국체대 스포츠분석센터 출신의 교수와 박사들이 중심이 되어 집필했습니다. 딥러닝 시작을 돕는 초보자용 교재가 부족하다는 아쉬움이 동기가 되었습니다. 독자들에게 쉽게 전달 가능한 콘텐츠 개발을 위해 저자 모두 노력했습니다. 특히, 한국체대 윤지운 교수는 한국연구재단 이공분야 지원 과제인 ‘3D 이미지 활용 딥러닝 체형평가’의 코드를 초보자가 쉽게 실습할 수 있도록 정리해 주었습니다. 단국대학교 전민수 교수는 전 세계 200개 이상 베팅 사이트의 데이터와 인공지능 개념을 쉽게 정리하기 위해 밤을 새웠습니다. 윤효준, 이지용 박사는 각자의 박사논문에 사용했던 자연어처리와 컴퓨터 비전 기반 영상처리 기술을 정리해 주었습니다. 이 책에 모두 담을 수가 없어, 다음 기회로 나누어 담기로 했습니다. 별로 한 일 없이 재촉만 하였던 대표 저자는 그저 감사의 마음만 전하였습니다.

딥러닝의 ‘ㄷ’자를 모르는 분도 파이썬 코드에 어려움을 느끼지 않도록 정제된 예제를 제공했습니다. 데이터 전처리의 이해를 도우려고 전처리 과정은 쉬운 내용으로 일부 포함했습니다. 예제는 개인용 PC에서도 실습할 수 있도록 용량을 최대한 줄였습니다. 예제 모델의 학술적 의미는 존재하지 않는다는 뜻입니다. 단지 딥러닝 실습 목적으로만 이용하시기 바랍니다. 이 책이 발판이 되어 스포츠데이터 사이언스 분야에서 딥러닝을 이용한 연구가 활발히 이루어지길 기대합니다. 끝으로 이 책의 출판을 흔쾌히 허락해 주신 레인보우북스 민선홍 대표님께 감사드립니다.
2023년 가을 올림픽공원에서
한국체육대학교 스포츠분석센터
책임교수 박 재 현