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Introduction 
Q1. 인공지능은 왜 배워야 하나?

우리나라 정부에서는 2019년부터 인공지능 분야 전문 기술자를 양성할 목적으로 여러 대학교에 인공지능 대학원 설립을 지원하고 있다. 2021년에는 인공지능 사관학교가 개교하였으며 일부 고등학교에서는 인공지능학과를 신설한 것으로 언론에 보도되고 있다.


또한, 2021년에는 인공지능분야 전문 교원을 양성하기 위하여 대학들에 해당학과 설립을 지원한다는 보도도 있었다. 인공지능이 우리 경제 사회에 미칠 영향이 매우 클 것으로 예측되기 때문에 정부에서 이 같은 조치를 취하고 있는 것이다.

과거에는 중고등학교 교육 과정에 없었던 인공지능을 왜 갑자기 배워야 하며 어떻게 가능해 졌는가? 정보통신 기술의 발전과 코딩 방법의 변화 때문이다. 컴퓨터는 계속해서 작아지고 빨라져 왔으며 통신 기술은 발전하여 비닐하우스 안에 있는 식물에까지 인터넷 연결이 가능한 상황이다.


이제는 제조업이나 일손이 필요한 비닐하우스 안 뿐 아니라 우리 생활 모든 분야 인력이 필요한 곳에서 사람이 해야할 일을 인공지능이 대신 해줄 것으로 예상되기 때문이다. 사우디아라비아의 국적을 가진 Sophia는 세계 최초의 인공지능 로봇 인간이다.

Q2. 누구를 대상으로 작성한 책인가?

이 책은 인공지능을 처음 접하는 독자를 대상으로 인공신경망을 어떻게 구성하고 학습시키는지 체험해 볼 수 있도록 편집한 것이다. 고급한 수학 지식을 필요로 하는 알고리즘에 관한 설명을 피함으로써 중학교 또는 고등학교 학생들이 쉽게 따라할 수 있도록 편집하였다.


중학교 학생들은 별책으로 제공된‘인공신경망학습 실험절차서’에 기술된 절차에 따라 각장 별로 주어진 실행파일 프로그램을 실행하면서 인공신경망들의 구조와 기능들을 배울 수 있을 것이다. 제2장부터 제12장까지 모든 실습 문제의 실험을 마친 학생들이라면 응용문제의 해법에 대한 아이디어도 생각해 낼 수 있을 것이다.

실생활 응용문제에 대한 인공신경망을 직접 만들어 보고자 할 경우 이 책과 함께 별도로 제공된 파이썬 프로그램들을 사용하여 가능할 것이다. 간단한 파이썬 코딩 과정을 마친 고등학교 학생들이라면 이 같은 능력을 갖추는데 어려움이 없을 것으로 믿는다.


위에서 기술한 인공신경망 학습에 필요한 프로그램들은 파이썬 코드 형태로 주어진 Website에서 모두 제공하고 있다. 독자들은 이들을 다운로드하여 실행해 볼 수 있을 것이다. 여러 가지 형태의 인공신경망에 대한 응용 예제를 12개 장으로 나누어 기술하고 있다.


이 책은 이론이나 알고리즘 습득이 아닌 체험을 희망하는 학생을 대상으로 집필하였으며 이를 위하여 각 장마다 마우스 클릭만으로 실험해볼 수 있는 프로그램들을 제공하고 있다. 이들 인공신경망 학습 과정을 체험하는데 필요한 절차는 별책 실습용 절차서에 기술되어 있다.

Q3. 어떻게 학습해야 하나?

예제 프로그램을 실행한 다음에는 문제를 부분적으로 수정하여 자신이 풀어보고자 하는 문제로 바꿔 나갈 수 있을 것이다. 이때 필요한 Source 코드들을 모두 같은 Website에 제공하고 있다. 파이썬 프로그램을 익힌 독자들이라면 프로그램의 기능을 추가하거나 일부 수정하여 다른 응용문제 풀이에 쉽게 응용할 수 있을 것이다.

Q4. 어떤 내용들이 포함되어 있나?

제1장에는 인공신경망의 여러 가지 형태를 기술하였으며 제2장과 제3장에서는 사물의 이름을 기억하는 인공신경망, 제4장에는 영어 알파벳 문자 인식을 위한 인공신경망 학습법, 제5장에는 그림 전체를 기억하는 Hopfield 메모리 등에 대한 인공신경망 예제 들이 포함되어 있다.


제6장에는 사진의 색상을 보고 사계절 중 어느 계절 사진인지를 판별하는 인공신경망, 제7장에는 국문 단어를 영문 번역하는 인공신경망과 두 정수의 최소공배수와 최대 공약수를 산출하는 인공신경망이 포함되어 있다.

제8장에는 간단한 게임을 자동 수행하는 인공신경망을 만드는 절차를 기술하였으며, 제9장은 덧셈과 뺄셈을 취학 전 어린이들이 사용하는 계산 방법에 따라 수행하는 인공신경망이 포함되어 있다. 제10장에는 운전 경로를 기억하는 인공신경망 학습 절차를 포함하였다.


제11장은 다수의 영상을 학습시키고자 할 때 전처리를 거쳐 수행하는 Convolutional Neural Network에 대하여 기술하였고 제12장에는 영문 필기체 문자 쓰는 과정을 기억하는 인공신경망에 대한 내용을 포함하였으며 제13장에는 그림을 축소 표현하는 Autoencoder 인공신경망에 대하여 기술하였다.

프로그램 다운로드 및 연락처

이 책에 기술된 모든 프로그램들은 부수적으로 필요한 파일들과 함께 아래 Website에서 다운로드 할 수 있도록 준비되어 있다. 

교재 내용에 관한 문의 또는 교정 건의 등은 아래 저자의 이메일로 연락 바란다.

프로그램 다운로드: http://www.machinelearningbasic.com/

저자 연락: byung.s.moon@gmail.com(문병수)

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