AI 사고를 위한 인공지능 랩

한선관 , 홍수빈 , 김영준 , 김병철 , 정기민 지음

성안당 2020년 09월 09일 출간 종이책 : 2020년 09월 04일 출간

작품소개

책소개

‘생각을 생각하게 하는’ 인공지능 사고(思考)의 힘!
AI 사고를 위한 인공지능 랩

코로나19 팬데믹으로 비대면 서비스에 관심이 높아지면서 인공지능이 대안으로 떠오르고 있다. 그동안은 인공지능으로 사라질 직업이나 싱귤래리티가 오면서 기계가 인간을 지배하게 될 시대가 바로 올 것 같은 다소 비약이 센 전망서들이 넘쳐났다면 이 책은 인공지능이 무엇인지 이해하고 인공지능 사고를 키워 활용할 수 있는 단계로까지 안내하는 인공지능 종합 입문서이다. 인공지능 교육의 리더, 경인교대 한선관 교수팀이 집필한 이 책은 중국, 일본 모두 인공지능 교과서를 출간하고 인공지능 인재 양성을 수치화하는 등 양적 질적 정책으로 경쟁하고 있는 요즘, 국내 학생 일반 모두에 인공지능 교재로 큰 역할을 할 것으로 보인다.

1부 모듈 편에서는 인공지능이 과연 인간의 삶을 어떻게 바꿔놓을 것인지 이 책은 다양한 각도에서 조명한다. 이미지 인식 기술로 사람의 얼굴이나 텍스트 또는 문서 스캔, 제품 정보 인식, 시각장애인의 일상을 돕는 ‘Seeing AI’ 솔루션, 손 인식 기술로 수화 인식 솔루션을 통해 청각장애인을 돕거나 게임에도 적용되는 모션 인식 기술, 노령 인구의 가족이 될 인공지능 반려견, 인공지능 상담사, 간호나 말동무가 될 인공지능 로봇, 자율주행차, 자율비행 드론 등 선한 영향력과 함께 그 반대의 경우, 즉 미국의 일부 주에서 적용한 폭력 사범인 피고인의 재범 가능성을 분석해준 양형 정보 시스템인 AI 알고리즘 ‘콤파스(COMPAS)’에도 인종에 대한 편견으로 잘못된 판단을 한 사례도 소개한다.
이와 함께 인공지능 학습 도구도 소개한다. 자바 머신러닝 학습 솔루션 ‘웨카(WEKA)’, 데이터 전처리를 하는 ‘MS 애저 머신러닝 스튜디오’, 사용자가 그린 이미지를 인식하는 ‘오토드로’, 비서 챗봇을 만드는 ‘다이얼로그 플로’, ‘픽스투픽스 GAN’, ‘텐서플로 GAN’, 어린이용 머신러닝 교육 솔루션 ‘머신러닝 포 키즈(ML4Kids)’ 등. 이렇게 다양한 인공지능 학습 도구들이 있었나 놀라게 된다.

2부 프로젝트 편의 인공지능 프로젝트들은 하나같이 흥미롭다. 다양한 개의 이미지를 인공지능에 학습시켜 개의 이미지로 품종을 알아내는 ‘댕댕이를 구분하는 AI’, 사용자의 동작을 학습시켜 만드는 ‘청기백기 게임’, 여러 가지 손동작을 학습시켜서 암호를 만들고 ‘손동작으로 암호를 해제하는 잠금장치 만들기’, 야구 기록을 통해 ‘야구선수의 연봉 및 팀의 우승 가능성을 확인하는 프로그램’, ‘제리를 쫓아가는 스마트한 톰 코딩’, 사용자의 목소리를 인식하는 인공지능 모델을 훈련시켜 ‘나만의 애완동물 만들기’ 등 스크래치3를 활용하여 누구나 쉽게 따라해 보면서 인공지능 프로젝트에 참여할 수 있다.

이 책 한 권이면 부쩍 가까워진 인공지능 시대에 대한 적응력을 높이고 인재들을 교육하여 인공지능 시대로 성큼 나아갈 수 있을 것이다.

목차

■ 저자 서문
■ 이 책을 보는 법
■ 차례

PART
1
Module
인공지능
알아보기

Module 1 인공지능의 세계로! - AI의 역사와 발전
● 인공지능으로 가득 찬 세상
Intro ● 인공지능의 발전
● 인공지능의 개념
Using AI ● 4차 산업혁명
About AI ● 인공지능의 연구 분야
● 인공지능의 윤리적 이슈
Applying AI ● 인공지능 = 융합 학문
생각 갈무리 확인해 보자!

Module 2 제대로 가르치기 - 티처블 머신
Intro ● 인간의 편견을 함께 학습하는 인공지능
Using AI ● ‘티처블 머신(Teachable Machine)’으로 인공지능 모델 만들기
About AI ● 기계학습(Machine Learning)
● 지도학습(Supervised Learning)
● 비지도학습(Unsupervised Learning)
Applying AI ● 우리는 지금도 기계를 가르치고 있다
생각 갈무리 확인해 보자!


Module 3 데이터 전처리 - MS 애저 머신러닝 스튜디오
Intro ● 캐글(Kaggle)
● 캐글에서 데이터 가져오기
● 데이터 분석 및 전처리
Using AI ● ‘애저 머신러닝 스튜디오’로 타이타닉 탑승자의 생존율 예측하기
Applying AI 로지스틱 회귀
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Module 4 웨카(WEKA)와 의사결정 트리
Intro ● 상황 예시
Using AI ● 데이터 마이닝 소프트웨어 - 웨카(WEKA)
About AI ● 의사결정 트리 불순도와 불확실성
Applying AI ● 군집분석(Clustering Analysis)
생각 갈무리 확인해 보자!

Module 5 인공지능과 그림 그리기 - 이미지 인식
Intro ● Seeing AI
Using AI ● ‘퀵, 드로(QUICK, DRAW)’로 낙서 학습시키기
● ‘오토드로(Auto Draw)’로 그림 완성하기
About AI ● 디지털 영상 처리
● 합성곱 신경망(CNN: Convolutional Neural Network)
Applying AI ● 합성곱 신경망(CNN) 활용하기
생각 갈무리 확인해 보자!

Module 6 인공지능과 대화하기 - 챗봇 만들기
Intro ● 일라이자 효과(ELIZA Effect)
Using AI ● ‘다이얼로그플로(Dialogflow)’로 비서 챗봇 만들기
About AI ● 지식 기반 시스템
● 유사도 기반 분석을 통한 추론
● 순환 신경망(RNN)을 이용한 자연어 처리
● 자연어 처리 기술(NLP; Natural Language Processing)
Applying AI ● 자연어 처리 기술의 용도
생각 갈무리 확인해 보자!


Module 7 생성적 적대 신경망, GAN(Generative Adversarial Network)
Intro ● 생성 알고리즘과 감별 알고리즘: 두 알고리즘의 대결
Using AI ● Image-to-Image Demo(Pix2Pix GAN)
● 텐서플로 GAN 따라하기
About AI ● 적대적 학습
Applying AI ● cycleGAN
● 심층 합성곱 생성적 적대 신경망(DCGAN)
● 리얼아이오프너(Real-eye-opener(ExGAN))
생각 갈무리 확인해 보자!

PART
2
Project
인공지능
만들기

Project 0 IBM 왓슨 인공지능 사용 준비하기
● 머신러닝 포 키즈 사이트 둘러보기
● 머신러닝 포 키즈로 프로그램 만들기
● 프로그램 사용해 보기

Project 1 색을 나타내는 표현 만들기
Intro ● 무지개와 색
● 한국어와 색채어
인공지능 모델 만들기 ● 데이터 마이닝
● 데이터 세트 만들기
● 데이터 학습과 평가
인공지능 프로그래밍 ● 프로그램 Preview
● 프로그래밍 준비하기
● 프로그래밍하기
● 프로그램 사용해 보기
생각 갈무리 생각 확인하기

Project 2 인기 드라마의 제목 만들기
Intro ● 드라마 제목과 드라마
● 드라마의 성패
인공지능 모델 만들기 ● 데이터 마이닝
● 데이터 세트 만들기
● 데이터 학습과 평가
인공지능 프로그래밍 ● 프로그램 Preview
● 프로그래밍 준비하기
● 프로그래밍하기
● 프로그램 사용해 보기
아이디어 확장하기
생각 갈무리 생각 확인하기
Intro
Using AI
Project 3 댕댕이를 구분하는 AIAbout AI
Intro ● AI의 이미지 인식
인공지능 모델 만들기 ● 데이터 마이닝
● 데이터 세트 만들기
● 데이터 학습과 평가
인공지능 프로그래밍 ● 프로그램 Preview
● 프로그래밍 준비하기
● 프로그래밍하기
● 프로그램 사용해 보기
아이디어 확장하기
생각 갈무리 생각 확인하기

Project 4 ‘청기백기’ 게임Abo
Intro ● 동작 인식 게임기
● ‘청기백기’ 게임
인공지능 모델 만들기 ● 데이터 마이닝
● 데이터 세트 만들기
● 데이터 학습과 평가
인공지능 프로그래밍 ● 프로그램 Preview
● 프로그래밍 준비하기
● 프로그래밍하기
● 프로그램 사용해 보기
생각 갈무리 ● 생각 확인하기

Project 5 손동작 모션 잠금 해제 장치Abo잠금 Intro ● 아마존 AI 비서 ‘알렉사’ 수화 번역 인공지능
● 모션 인식 기술의 미래
인공지능 모델 만

출판사 서평

코로나 재유행으로 대면 접촉을 줄여야 하는 사회가 되었다. 은행도 가급적 인터넷이나 모바일로 처리해야 하고 은행 창구에서 일처리는 가급적 자동화 시스템을 이용해야 한다. 은행 ATM기로 간단한 창구업무가 가능해진 기계도 도입되면서 통장의 비밀번호 변경도 주말에 화상 통화를 통해 기계로 신분증을 넣고 할 수 있는 시대가 되었다. 이제 얼마 후면 화상 통화 건너편의 은행 여직원도 인공지능이 대신하는 때가 올 것이다.

그동안은 자율주행차가 일반화되면 운전기사 같은 직업이 일시에 사라질 것이라는 식으로 인공지능이 곧 직업의 상실인 것처럼 전망하는 책들이 많았다. 그러나 이 책은 부모님이 염려되어도 자주 찾아뵙지 못하는 경우 부모님을 대신 돌봐드릴 수 있는 인공지능 로봇이나 인공지능 반려견을 사드리거나 눈이나 귀가 어두워지는 부모님 세대를 도와드릴 수 있는 스마트폰도 사드릴 수 있는 사람을 돕는 인공지능의 시대를 연구하는 솔루션들을 소개한다.

편리하고 사람보다 더 실제로 사람을 돕는 인공지능의 시대는 어떤 개념을 이해하고 학습하고 공부하면서 연구하면서 오게 되는지 누구나 이해할 수 있도록 이 책은 퍼즐처럼 잘 맞춰져 있다. 또 개념과 이해, 활용과 실습이 하나가 되어 균형을 이루고 있다.

앞으로 필연적으로 다가올 인공지능 시대를 현명하게 대처하기 위한 필독서로 학생과 일반인, 교육자 누구에게나 추천 드린다.

작가정보

저자(글) 한선관

저자 : 한선관
ㆍ경인교육대학교 컴퓨터교육과 교수
ㆍ인공지능교육연구소 소장
ㆍ한국인공지능교육학회 회장
ㆍ『정보교육방법의 실제』, 『놀이로 풀어보는 암호 세상』, 『스크래치 마법 레시피』, 『소프트웨어교육』, 『소프트웨어교육방법』, 『창의컴퓨팅』, 『스크래치 3.0』, 『중학교 정보』 교과서(성안당), 『코딩 대탐험』, 『컴퓨터 과학으로 배우는 코딩 여행』 저자

저자 : 홍수빈
ㆍ 인천부평동초등학교 교사
ㆍ 한국인공지능교육학회 사무국장
ㆍ 경인교육대학교 강사
ㆍ『스크래치 창의컴퓨팅』, 『중학교 정보』 교과서(성안당) 저자

저자 : 김영준
ㆍ 인천병방초등학교 교사
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ『마이크로비트로 메이커 되기』저자
ㆍ SE4A 연구회 회원

저자 : 김병철
ㆍ 인천청람초등학교 교사
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인천광역시교육청 정보지원단(2019~)
ㆍ 경인교육대학교 인공지능교육연구소 연구원

저자 : 정기민
ㆍ 인천완정초등학교 교사
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인천SW교육지원센터 SW콘텐츠 제작위원
ㆍ 경인교육대학교 인공지능교육연구소 연구원

저자(글) 홍수빈

저자(글) 김영준

저자(글) 김병철

저자(글) 정기민