인공지능의 이해와 실습

인공지능 사고를 키워주는 누구나 읽어야 할 AI 교양 교육 필독서

한선관 , 류미영 , 김태령 , 고병철 , 서정원 지음

성안당 2021년 01월 05일 출간 국내도서 : 2021년 01월 11일 출간

작품소개

책소개

이론과 실전을 겸비한 AI 교육 마스터액션플랜!
놀랍게 쉬운 인공지능의 이해와 실습

미래 교육은 인공지능 인재 양성에 성패가 달려 있다 해도 과언이 아니다. 교과부의 최근 발표에 따르면 유치원은 놀이를 통한 AI 관련 교육을, 초·중학생은 수준에 맞는 AI 수업을, 고등학생에게는 2021년 2학기부터 〈AI 기초〉와 〈AI 수학〉이라는 진로선택 과목이 신설된다. 온 세상이 인공지능으로 무엇을 어떻게 가르칠 것인지 앞을 다투어 연구가 진행 중이고 교육자들은 관련 커리큘럼 개발과 방향을 고민 중이다. 이런 가운데 AI 교육에 대한 이론과 실습을 병행할 수 있는 한국인공지능교육학회 한선관 학회장 팀의 교재가 출간되어 이런 고민을 해결해 줄 것으로 보인다.

이 책은 인공지능을 제대로 이해하고 이론과 실습 어느 한쪽에 치우치지 않고 균형 있게 교육함으로써 인공지능에 대한 활용도와 인공지능 사고를 높일 수 있도록 길잡이 역할을 해준다. 인공지능을 제대로 이해할 수 있도록 이론적인 부분은 인공지능의 이론적인 각 분야를 제대로 설명하며 1부 매 장 말미의 [시뮬레이션]에서는 알고리즘이나 실습을, [코딩으로 체험하기]에서는 프로그래밍을, [AI 토픽]에서는 최신 인공지능 관련 이슈가 소개되어 읽는 재미가 있다. 특히 내용 이해를 확인하는 평가 문제도 마련되어 있다. 2부는 실습으로 ML4Kids, 스크래치3, 엠블록(mBlock)을 활용한 블록 프로그래밍 프로젝트로 인공지능을 해볼 수 있다.

인공지능 교육에 대한 마스터 플랜(기본 계획)과 액션 플랜(실행 계획)을 이 책 한 권으로 해결 가능하며 특히 1부 15장, 2부 17장 구성으로 1학기 강의 과정 교재로도 좋다.

목차

Part 1 인공지능의 이해
Chapter 1. 인공지능의 개요
1 지능과 인공지능
1 지능의 정의
2 인공지능과 컴퓨팅 기기
3 인공지능의 기초와 응용

2 컴퓨팅 사고
1 사고력과 기계적 사고
2 컴퓨팅 사고의 개념
3 컴퓨팅 사고의 하위 요소

3 사고력 실습
1 컴퓨팅 사고력 실습
2 인공지능 실습
3 특이점 이후의 인공지능

Chapter 2. 인공지능의 역사
1 인공지능의 시작
1 용어의 기원
2 초기 발전과 긍정적 전망(1956-1974년)
3 인공지능의 첫 번째 암흑기(1974 -1980년)
4 꾸준한 연구(1980-1987년)
5 인공지능의 두 번째 겨울(1987-1993년)
6 신경망의 개발과 인공지능의 붐
7 인공지능은 어디까지 왔고 미래는 어떨까?

2 인공지능의 발전
1 인공지능의 역사적인 개념의 변천사
2 약인공지능과 강인공지능, 인공 일반지능(AGI)

Chapter 3. 문제와 탐색
1 문제와 문제 해결
2 인간적인 탐색, 휴리스틱
3 탐색의 구조적 표현, 컴퓨팅 사고
4 휴리스틱 알고리즘
[시뮬레이션] 다양한 휴리스틱 알고리즘
[코딩으로 체험하기] 길 찾기
[AI Topic] 내비게이션의 역사

Chapter 4. 지식과 추론
1 지식 54
2 지식표현과 추론
3 전문가시스템
4 지식기반 시스템의 한계
[코딩으로 체험하기 ] 직업 상담 전문가 시스템
[코딩으로 체험하기 ] AI 낱말학습 시스템
[AI Topic] 인간과 컴퓨터의 대결

Chapter 5. 불확실성
1 불확실한 세상
2 불확실성의 유형
3 불확실성의 표현: 확률
4 불확실성 처리: 베이지안 정리
5 불확실한 논리의 해결 방법
6 모호성(퍼지)
[코딩으로 체험하기] 몬티홀 문제
[AI Topic] 베이즈와 몬티홀 문제

Chapter 6. 기계학습
1 자료와 학습
2 기계학습
3 기계학습과 분류, 회귀, 군집
4 기계학습의 유형
5 기계학습과 통계
6 기계학습 알고리즘
[시뮬레이션] 손글씨 인식하기
[AI Topic] 뷰티 휴먼 로봇 심사위원

Chapter 7. 지도학습
1 지도학습
2 지도학습 알고리즘의 유형
3 의사결정 트리
4 k-최근접 이웃 알고리즘
[시뮬레이션] 손글씨 인식하기
[AI Topic] 인공지능의 편견

Chapter 8. 비지도학습
1 비지도학습
2 k-평균 알고리즘
3 협업 필터링
4 생성적 적대 신경망, GAN
[시뮬레이션] k-평균 알고리즘
[코딩으로 체험하기] k-평균 알고리즘
[AI Topic] 딥페이크

Chapter 9. 강화학습
1 강화학습
2 지도학습, 비지도학습 및 강화학습의 차이점
3 강화학습의 사례
1 웹페이지에 광고 배치하는 문제
2 개인화(적응형, 지능형) 학습 시스템 만들기
3 워킹 로봇 제어하기
4 게임에서 적용하기
4 간단한 강화학습 에이전트 만들기
5 Q-Learning 알고리즘
[코딩으로 체험하기 ?] Q-Learning으로 길 찾기
[코딩으로 체험하기 ?] Q-Learning 게임
[AI Topic] 스키너의 강화 이론

Chapter 10. 신경망과 딥러닝
1 인공신경망
2 단층 퍼셉트론
3 다층 퍼셉트론
4 딥러닝
[시뮬레이션] 신경망 체험하기
[시뮬레이션] 얼굴과 신체 인식하기
[AI Topic] 민스키 vs 로젠블랫

Chapter 11. CNN과 이미지 인식
1 딥러닝과 이미지 인식
2 합성곱 신경망, CNN
[시뮬레이션] CNN 체험하기
[시뮬레이션] 이미지 인식 체험하기 ? Autodraw 활용
[시뮬레이션] 이미지 인식 체험하기 ? Quick, Draw! 활용
[AI Topic] CNN을 활용한 이미지 인식의 적용 사례

Chapter 12. 자연어 처리
1 자연어 처리
2 자연어 처리의 분야
3 자연어 처리의 과정
1 자연어 전처리
2 형태소 분석
3 구문 분석
4 의미 분석
5 담화 분석
4 딥러닝을 이용한 자연어 처리
[시뮬레이션] 챗봇(Dialog Flow) 만들기
[AI Topic] 인공지능 분야의 튜링상 수상자

Chapter 13. 로보틱스
1 지능을 갖춘 로봇
1 산업용 로봇과 이동 로봇, 자율 로봇으로 진화
2 로봇의 다양한 기술 분야
3 로봇의 물리적인 구성 요소
4 인지 기술
[시뮬레이션] AWS Robot Maker

출판사 서평

■ 이 책의 특징
● 이 책의 목표 중·고등학생, 일반인, 대학 인공지능 교양 강좌에 적합한 내용과 수준으로 인공지능 사고(AI Thinking)을 신장시키는데 목표를 두고 기획되었습니다.

● 인공지능의 이론과 지식 15주, 인공지능 개발 실습 15주 한 학기 스케줄에 맞춰 이론과 실습을 함께 교육할 수 있어 인공지능 소양과 사고를 길러줍니다. 실습은 ML4Kids, 스크래치, 엠블록을 다양하게 적용합니다.

● 인공지능을 균형 있게 이해하고 효과적으로 활용할 수 있는 능력 신장 인공지능을 제대로 알고 초지능 사회의 일원으로 올바른 소양을 길러나갈 수 있는 길잡이가 되어 드릴 것입니다.

작가정보

저자(글) 한선관

저자 : 한선관
ㆍ경인교육대학교 컴퓨터교육과 교수
ㆍ한국인공지능교육학회 학회장
ㆍ인공지능교육연구소 소장
ㆍ 『중학교 정보』 교과서, 『스크래치 마법 레시피』 , 『스크래치 창의컴퓨팅』 , 『스크래치 주니어 워크북』 , 『AI 사고를 위한 인공지능 랩』, 『AI 플레이그라운드』 , 『AI 사고를 위한 인공지능 교육』(이상 성안당), 『컴퓨팅 사고를 위한 파이썬』 , 『컴퓨팅 사고를 위한 스크래치 3.0』 , 『소프트웨어 교육』 , 『소프 트웨어 교육 방법』(이상 생능출판사) 저자

저자 : 류미영
ㆍ 경인교육대학교 컴퓨터교육 박사
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인공지능교육연구소 연구원
ㆍ 경인교육대학교 강사
ㆍ 『중학교 정보』 교과서, 『AI 플레이그라운드』 , 『AI 사고를 위한 인공지능 교육』(이상 성안당), 『소프트웨어교육』, 『소프트웨어 교육 방법』(이상 생능출판사) 저자

저자 : 김태령
ㆍ 경인교육대학교 컴퓨터교육 박사 과정
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인공지능교육연구소 연구원
ㆍ 경인교육대학교 강사
ㆍ 『인공지능 교육론』(성안당), 『컴퓨팅 사고를 위한 파이썬』, 『컴퓨팅 사고를 위한 스크래치 3.0』(이상 생능출판사) 저자

저자 : 고병철
ㆍ 경인교육대학교 컴퓨터교육과 석사 과정
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인공지능교육연구소 연구원

저자 : 서정원
ㆍ 경인교육대학교 융합교육 석사
ㆍ 한국인공지능교육학회 회원
ㆍ 인공지능교육연구소 연구원
ㆍ 『중학교 정보』 교과서(성안당),『컴퓨팅 사고를 위한 스크 래치 3.0』(생능출판사) 저자

저자(글) 류미영

저자(글) 김태령

저자(글) 고병철

저자(글) 서정원