AI와 데이터 기초 - 1

AI와 데이터 기초1 - 1일차

인공지능의 과거, 현재, 미래

인공지능의 과거

앨런 튜링(Alan Mathsion Turing)

• 잉글랜드 수학자, 암호학자, 논리학자, 컴퓨터 과학의 아버지
• 컴퓨터의 초기모델 전자식 암호 해독기 개발
  • (2차 세계 대전 승리 요인)

튜링머신(Turing Machine)

• 인공지능의 시발점
• 앨렌 튜링이 설계한 추상적인 기계로 오늘날 컴퓨터의 이론적 모델

튜링테스트(이미테이션 게임)

• 1950년 <계산기계와 지성 - Computing Machinery Intelligence> 논문에서 소개
• "기계가 생각할 수 있다"는 견해를 제시하기 위해 한 테스트
• 인공지능의 개념적 기반을 제공
• 인공지능의 수준을 판별하는 기준이 됨

인공지능의 현재

1. 실체 없음

인공지능 챗봇(chatbot)

1. 유진 구스트만(Eugene Goostman)
   • 최초의 튜링테스트를 통과한 인공지능
     • (2014년 6월 영국왕립학회가 실시한 튜링 테스트)
   • 영국의 레딩대학교가 개발
2. 어밀리아
   • 2014
   • 월급 220만원
   • 12가지 업무 가능
   • 265일 24시간 근무 가능
   • 20개국 언어 가능
3. chatGPT
   • 대화형 인공지능 챗봇
   • 주고 받는 대화와 대화의 문맥 기억

인간을 생대한 인공지능

1. 딥블루(IBM) : 체스
2. 왓슨(IBM) : 퀴즈
3. 알파고(구글) : 바둑
4. 리브라투스(카네기멜론) : 포커
5. 알파스타(구글) : 게임

2. 실체 있음

1. 휴머노이드 로봇소피아(Sophia)
   • 2016년 핸슨 로보틱스(Hanson Robotics)가 개발
   • 2017년 UN 무대에 섰음
2. 로봇 아틀라스(Atlas)
   • 보스톤 다이내믹스(Boston Dynamics) 개발

알파폴드(AlphaFold-다운)

AI 복원기술

뉴럴링크

• 인간의 뇌와 인공지능을 연결시켜 인간 지능을 증강시키기 위한 기술

자율주행 자동차

• 예 : 청와대 자율주행버스

인공지능의 미래

인공지능 관련 영화들

• A.I (2001)
• 아이로봇 (2004)
• 엑스 마키나 (2014)
• 아이언맨 AI 비스 '자비스' (2008~)
• her (2014)
• 트랜센던스 (2014)

기술적 특이점 (Technological Singularity)

• 인공지능(AI)의 발전이 가속화되어 모든 인류의 지성을 합친 것보다 더 뛰어난 초인공지능이 출현하는 시점
• 레이커즈와일은 2045년 쯤이면 특이점에 도달할 것으로 예측함

"2030년에는 인간의 뇌를 인공지능(AI)과 연결하는 인터페이스 기술이 나올 것입니다. 인간의 뇌는 AI와 만나 더욱 뛰어난 지능을 갖추게 될 것입니다."
- 미래학자 레이커스와일, 2020.9 매일경제 주체, 세계 지식포럼 대담에서-

인공지능을 두려워해야 하는가?

• 특이점의 신화 : 인공지능을 두려워해야 하는가 - 장 가브리엘 가나시아(Jean-Gabriel Ganasicia) : 파리대학 교수, 인공지능 전문가, 인지과학자, 철학자

"AI가 인간과 같은 사고방식을 갖는 것은 불가능하다."
무어의 법칙은 경험을 공식화한 것에 불과하고 블랙홀과 같은 특이점에 가까워질수록 통상적인 법칙은 적용되지 않는다."
기술적 전말을 과장하지 않고 그 한계를 정확히 파악하면서 정치적, 윤리적 관점을 세워나가는 것이 중요하다."

인공지능과 데이터 과학

4차 산업 혁명

• 1차 :

  • 1780년대
  • 증기기관의 발명
  • 기계적인 장치에서 제품을 생산

• 2차 :

  • 1870년대
  • 전기기관의 발명
  • 대량생산이 가능해지고 노동력 절약

• 3차 :

  • 1970년대
  • 정보통신 기술의 발달
  • 생산라인이 자동화되고 사람은 생산라인의 점검 및 컨트롤을 수행

• 4차 :

  • 2010년대
  • AI, 빅데이터, 로봇 등을 통한 기술의 융합으로 사람, 사물, 공간이 초연결화 및 초지능화

• 초연결 : 인간과 인간, 인간과 사물, 사물과 사물간의 연결(IoT, 5G)

• 초지능 : 모든 영역에서 인간의 인지 능력을 능가/사물을 더 스마트하게 만드는 사물의 지능화

• 초융합 : 초연결성 + 초지능화로 인해 모든 산업 및 기술이 결합되는 새로운 융합 산업

인공지능의 정의

인공지능(AI : Artificial Intelligence)

• 1950년 다트머스 학회에서 존 매커시(John McCarty) 교수가 처음 인공지능이라는 용어를 창안
• 사람과 유사한 지능을 가지도록 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력, 자연어 이해능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 실현하는 기술
• 문제 해결을 위해 상황을 인지하고 파악하고 추론하여 답을 얻어내는 인간의 지능을 컴퓨터가 가질 수 있또록 실현한 기술

인공지능의 분류

좁은 인공지능 (Narrow AI)

• 스스로 사고해 문제를 해결할 수 있는 능력이 없는 컴퓨터 기반 AI
• 특정분야에 국한된 인공지능
• 특정 영역에서 인간보다 나은 성과

일반 인공지능 (General AI)

• 스스로 사고해 문제를 해결할 수 있는 능력을 가진 컴퓨터 기반 AI
• 인간 수준의 능력을 가진 인공지능
• 모든 분야에 적용될 수 있는 인공지능
• 자각력과 독립성을 갖춤

수퍼 인공지능 (Super AI)

• 인간보다 100~1000배 (IQ 1만 ~ 10만) 뛰어난 지능을 가진 AI
• 효율, 자기보존, 자원획득, 창의성같은 원초적 욕구를 기반으로 끊임없이 자기 발전

인공지능 용어간 관계

구조

• Artificial Intelligence : Simulates human intelligence
  • Now
    • Narrow AI : Specific tasks
      • Machine Learning : Learns on past data
        • Deep Learning : A particular learning structure - deep neural networks
  • Future(?)
    • General AI : ~ Human
    • Super AI : >> Human
• 인공지능(Artificial Intelligence)
  • 인간과 비슷하게 사고하는 컴퓨터의 지능을 구현하는 포괄적 개념
• 머신 러닝(Machine Learning)
  • 데이터를 입력해 컴퓨터를 학습시키거나 스스로 배우게 해 인공지능 성능을 향상시키는 방법
• 딥러닝(Deep Learning)
  • 머신러닝의 한 분야로 신경망(Neural Network)을 통해서 학습하는 방법

데이터의 정의

• 이론을 세우는 데 기초가 되는 사실 또는 바탕이 되는 자료
• 관찰이나 실험, 조사로 얻은 사실이나 자료
• 컴퓨터가 처리할 수 있는 문자, 숫자, 소리, 그림 따위의 형태로 된 자료

데이터 과학이란

데이터 과학 : 데이터(data) + 과학(science)

데이터(data)

• 이론을 세우기 위해 연구나 조사들의 바탕이 되는 문자, 숫자, 소리, 그림, 영상, 단어와 같은 자료
• 예 : CCTV 설치 지역, 지역별 범죄율

과학(Science)

• 보편적인 진리나 법칙을 발견하기 위한 지식의 체계
• 예 : CCTV와 범죄율이 관계가 있을까?

데이터과학

• 과학적인 방법으로 목적에 따라 다양한 데이터로부터 패턴을 발견하거나 분석하여 문제를 해결
• 데이터를 통해 실제 현상을 이해하고 분석하며 통계학, 데이터분석, 기계학습 등의 기술들을 반영
• 예 : CCTV가 많이 설치된 곳은 범죄율이 적을까?

데이터 과학

• 데이터의 구체적인 내용이 아닌 서로 다른 성질의 내용이나 형식의 데이터에 공통으로 존재하는 성질, 또는 그것들을 다루기 위한 기술의 개발에 착안점을 둠
• 사용되는 기술
  • 수학
  • 컴퓨터 과학, 정보공학, 패턴인식, 기계학습
  • 데이터마이닝, 데이터베이스 등

인공지능 체험하기

네이버 DataLab : 빅데이터 분석

• 네이버의 데이터들을 분석하여 트렌드 및 통계 결과를 시각화하여 보여주는 사이트
• 검색어 트랜드, 쇼핑인사이트, 지역통계, 댓글 통계를 제공
• DataLab 바로가기

Chat GPT : 인공지능 챗봇

• OpenAI에서 개발한 인공지능 챗봇
• Chat GPT4까지 업데이트가 되어 있고 무료로는 3.5까지 가능
• 회원가입 후 try on 버전으로 테스트 가능
• ChatGPT 바로가기

AutoDraw : 인공지능 예술 도구

• 인공지능이 어떤 그림을 그리려고 하는지 사용자의 생각을 인지하고 추측하여 해당하는 그림을 자동으로 추천해 주는 사이트
• 이미지 빅데이터를 딥러닝 기술 중 하나인 합성곱 신경망(CNN)으로 학습하여 분류
• AutoDraw 바로가기

QuickDraw : 인공지능 예술 도구

• 구글이 낙서 데이터 세트를 오픈소스로 공유한 드로잉 게임 사이트
• 20초 내에 제시어를 그리면 인공지능이 맞추는 게임
• 인공지능이 이해할 수 있도록 사물의 특징(패턴)을 생각해 보는 게임
• QuickDraw 바로가기

Teachable Machine(티처블 머신) : 지도학습

• 구글에서 만든 웹기반 인공지능 학습 도구
• 코드 작성 없이 머신러닝 중 지도학습의 이해하는데 도움을 줌
• 웹기반으로 기계학습 모델을 생성
• 이미지, 사운드, 제스처를 인식하여 검사
• Teachable Machine 바로가기

데이터 분석 도구

Colab(Colaboratory)

클라우드 기반의 무료 파이썬 개발 환경

• Colab 바로가기
• 웹 브라우저에서 파이썬 코드를 작성하고 실행 가능
• 인공지능과 데이터 분석에 필요한 패키지가 이미 설치되어 제공
• 코드 설명과 관련된 텍스트, 코드, 실행결과를 함계 저장할 수 있음
• 작성한 프로그램은 개인 구글 드라이브에 자동 저장됨
• Colab을 사용하기 위해서는 구글 계정이 있어야 함