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인간과 인공지능

  • 지능 에이전트의 개념과 특성을 이해하고, 인간과 인공지능의 관계를 분석한다.

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제조 공장이나 물류 센터는 물론 일반 음식점에 이르기까지 다양한 곳에서 로봇의 활약상이 눈길을 끌고 있다. 특히 최근에는 단순히 기계적으로 음식을 조리하는 것뿐만 아니라 음식의 간을 보면서 풍미를 끌어올리거나 개개인의 입맛에 맞춰 더 맛있는 음식을 만드는 등 셰프 로봇의 기능과 역할이 점점 더 다양화되고 정교해지고 있다.

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“로봇 셰프야, 요리를 부탁해도 될까?”

인간과 인공지능의 관계를 규정하는 기준에는 어떠한 것이 있을까?

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사람처럼 씹고 맛보고…‘음식의 간’ 맞추는 로봇 셰프 개발

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지능 에이전트의 이해

지능 에이전트의 개념

      • 에이전트(agent)는 주어진 환경과 상호 작용하며 특정한 역할을 수행하는 개체
      • 에이전트는 센서(sensor)로 환경을 지각하고, 액추에이터(actuator)로 행동을 수행
      • 인간의 인식, 학습, 추론 능력을 모방하여 컴퓨팅 시스템으로 구현한 것이 지능 에이전트
      • 지능 에이전트는 외부 환경을 지각하고, 인식, 학습, 추론을 통해 자율적으로 작동

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지능 에이전트의 개념과 특성에

대한 이해를 바탕으로 종류를 설

명할 수 있다.

처리된 정보를 빛, 소리, 움직임 등의 물리적인 요소로 바꾸어 출력하는 장치

주변 환경을 탐지하여 자율적으로 동작하는 장치 또는 프로그램으로, 컴퓨터 하드웨어를 포함한 컴퓨팅 시스템이나 로봇을 가리키기도 함

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지능 에이전트의 특성

      • 자율성(Autonomy): 인간의 개입 없이 스스로 의사 결정을 내리는 능력
      • 반응성(Reactivity): 외부 환경의 변화를 감지하고 반응하는 능력
      • 능동성(Proactivity): 목적을 달성하기 위해 필요한 조치를 계획하고 수행하는 능력
      • 사회성(Social Ability): 다른 에이전트와 협력할 수 있는 능력

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01. 지능 에이전트의 이해

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지능 에이전트의 종류

① 단순 반사 에이전트

      • 현재 상태를 감지하고, 해당 상태와 일치하는 규칙에 따라 행동
      • 이전 상태나 미래 상태를 고려하지 않음
      • 조금이라도 지각할 수 없는 상황이 발생한다면 심각한 오류를 범할 수 있음

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01. 지능 에이전트의 이해

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② 모형 기반 반사 에이전트

      • 현재 상태와 과거 상태를 함께 고려하여 행동
      • 과거의 상태를 바탕으로 동작 방식을 정의한 모형 사용

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01. 지능 에이전트의 이해

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③ 목표 기반 에이전트

      • 특정 목표를 달성하기 위해 작동
      • 목표를 기반으로 행동을 결정

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01. 지능 에이전트의 이해

④ 효용 기반 에이전트

      • 주어진 상황에서 효용이나 가치를 최대화하거나 최소화하기 위해 행동 선택
      • 선택 상황의 효용을 고려하여 최적의 행동 결정

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⑤ 학습 에이전트

      • 데이터와 경험을 통해 스스로 학습하고 지능적인 결정을 내리는 에이전트
      • 기계학습 및 인공지능 기술을 사용하여 문제를 해결

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01. 지능 에이전트의 이해

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지능 에이전트 활용 직업 분야 조사하기

내가 조사한 지능 에이전트 활용 직업 분야를 적고, 조사한 직업 분야의 지능 에이전트에 대해 구체적으로 설명해 보자.

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산불 감시 및 초기 진압 AI드론 개발자

산불을 감시하는 지능 에이전트로서 AI드론은 산불 상황을 스스로 인지하여 산불 관제소에 연락하고, 산불이 발생한 곳으로 날아가 물풍선을 터트리는 임무를 수행할 수 있다.

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조사한 직업 분야의 지능 에이전트가 어떤 특성을 가지는지 설명해 보자.

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AI드론이 산불을 감시하는 과정에서 산불이라고 스스로 판단할 수 있다.

산불 상황(연기, 불꽃 등)을 인지하고, 산불이 난 곳의 위치를 파악할 수 있다.

산불이 난 곳으로 날아가 초기 진압용 물풍선을 터트릴 수 있다.

산속에 설치한 AI 카메라 등과 같은 각종 센서와 AI 드론이 서로 정보를 공유하여 산불 위치와 상황을 정확하게 파악할 수 있다.

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한눈에 보는 인공지능의 역사

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인간과 인공지능의 관계

인공지능의 발전사

      • 인공지능이라는 용어는 1956년 미국 다트머스 대학교에서 열린 학회에서 처음 사용됨
      • 인공지능 연구의 선구자들이 자신들이 개발한 지능 프로그램을 발표하며 사용한 용어
      • 1940년대 ~ 1950년대
        • 1950년: 앨런 튜링, ‘생각하는 기계’ 개념 제시
        • 1956년: ‘인공지능’ 용어 첫 사용(존 매카시)
        • 1958년: 퍼셉트론 개발로 신경망 연구 시작(프랭크 로젠블랫)
        • 1959년: ‘머신러닝’ 용어 대중화 및 자기 학습 프로그램 개발(아서 새뮤얼)
      • 1960년대
        • 황금기: 제한적 인공지능 프로그램 개발, 컴퓨터의 가능성 확장
        • 체스 인공지능: 레비 대결로 인공지능 연구 활성화

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• 인공지능의 발전 과정과 주요

기술을 설명할 수 있다.

• 인간과 인공지능의 바람직한

관계를 정립할 수 있다.

튜링 머신 컴퓨터가 문제를 어떻게 풀 수 있는지 설명하는이론적 모델로, 모든 계산 가능한 문제를 해결할 수 있는 원리를 보여줌

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      • 1960년대 ~ 1970년대
        • 침체기: 컴퓨터 성능의 한계로 인공지능 연구 감소
        • 1969년: 퍼셉트론의 한계 증명(마빈 민스키, 세이무어 페퍼트)
        • 1973년: ‘라이트힐 보고서’로 연구 지원 감소
      • 1970년대 ~ 1980년대
        • 전문가 시스템 출현: 지식 기반 시스템의 발전으로 연구 활발
        • 퍼지 전문가 시스템: 주요 인공지능 기술로 자리잡음
      • 1990년대
        • 연구 감소: 전문가 시스템의 한계로 인해 연구 지원 감소
        • 산업 활용: 강화 학습과 통계적 기법 등으로 산업 적용
      • 2000년대 ~ 현재
        • 딥러닝 부흥: 제프리 힌튼의 연구로 딥러닝 발전
        • 기술 발전: 컴퓨터 성능 향상과 데이터 증가로 인공지능 재조명
        • 2016년: 알파고의 승리로 인공지능 대중화
        • 2018년 이후: Open AI 설립 및 생성형 인공지능 서비스 출시

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02. 인간과 인공지능의 관계

퍼셉트론 단층 신경망으로 구성된 인공지능 모델로, 간단한 패턴 인식과 이진 분류 문제 해결 가능

전문가 시스템 특정 분야의 전문가 지식을 기반으로 문제를 해결하는 시스템

퍼지 전문가 시스템 부분적 소속 개념을 활용해 현실 세계의 불확실성과 모호성을 다루는 논리 체계인 퍼지 논리를 기반으로, 모호한 데이터에서도 효과적인 결정을 내릴 수 있는 시스템

합성곱 신경망 이미지와 같은 데이터의 공간적 구조를 인식하고 분석하는 데 특화된 다층 신경망 모델

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인간을 돕는 인공지능 기술

① 컴퓨터 비전

      • 컴퓨터가 시각 데이터를 처리할 수 있는 능력을 부여하는 기술
      • 문자 인식, 얼굴 인식, 객체 탐지 및 분류 등 다양한 분야에서 활용

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02. 인간과 인공지능의 관계

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② 자연어 처리

      • 인간이 사용하는 언어의 의미를 분석하여 컴퓨터가 처리할 수 있도록 하는 기술
      • 음성 인식, 내용 요약, 번역, 감성 분석 등 다양한 응용 사례 존재

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02. 인간과 인공지능의 관계

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③ 생성형 인공지능

      • 데이터(이미지, 음성, 음악, 동영상, 자연어 등)를 생성하는 모델을 개발하는 인공지능
      • 활용 분야: 미디어 아트, 음성 합성, 자율주행, 의약품 개발 등
      • 대표 모델: GAN, Diffusion

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02. 인간과 인공지능의 관계

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이보다 쉬운 설명은 없다 '챗GPT'

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인공지능 체험하기

  • 컴퓨터 비전, 이미지 생성, 챗봇 등 다양한 인공지능 서비스를 체험하고 느낀 점을 작성해 보자.

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컴퓨터 비전 체험하기(웹캠 필요)

➊ https://ai.google.dev/edge/mediapipe/ 접속 후 로그인

➋ 왼쪽 사이드 바에서 Studio 클릭

➌ MediaPipe 스튜디오에서 [사용해 보기] 클릭

➍ VISION, TEXT, AUDIO로 구분된 서비스 중 VISION에서

하나를 선택하고 [See demo] 클릭

➎ ➍에서 선택한 서비스 체험

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컴퓨터 비전과 관련한 다양한 기술을 활용하여 실생활의 문제를 해결할 수 있을 것 같다. 예를 들어, Gesture recognition 기술을 활용하여 청각 장애인을 위한 수어 번역기를 개발할 수 있을 것이다.

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이미지 생성 체험하기

➊ https://stablediffusionweb.com 접속 후 로그인

➋ 화면 상단의 Prompt Database 클릭

➌ Prompt에 문장(혹은 단어) 입력

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이제는 그림을 그린다는 행위의 정의에 Prompt 문장 작성도 포함해야 한다고 생각된다.

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인공지능 챗봇 체험하기

➊ https://openai.com/blog/chatgpt 접속

➋ Sign up–사용자 계정 생성-Log in-ChatGPT

➌ 화면 하단의 입력창에 질문 입력

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최근 개발하고 싶은 프로그램이 있어서 이에 관한 조언을 구한 결과, 놀랍게도 자세하게 설명해 주었고, 심지어 예시로 작성해 준 소스 코드가 생각보다 잘 작성된 것 같다.

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인간과 인공지능의 관계 정립

      • 인공지능은 인간의 가치를 향상시키고, 생활의 품격을 높이며 조력자의 역할 수행
      • 인간의 자유와 권리를 침해하지 않고 상호 보완적으로 발전하기 위해 윤리적, 법적, 사회적 논의 필요

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02. 인간과 인공지능의 관계

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인간과 인공지능의 바람직한 관계 정립을 위한 규칙 만들기

  • 모둠을 구성하여 인간과 인공지능의 바람직한 관계 정립을 위하여 지켜야 할 행동 규칙을 만들어 보자.

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인공지능을 범죄에 활용하지 않기

인공지능을 생산적인 일에 활용하기

인공지능도 하나의 인격체로 존중하기

인공지능이 완벽하지 않더라도 그럴 수 있다고 이해하기