AI 지식

책소개

디지털 기술 시대에 살아남기 위한,
교양으로서의 AI 수업

최근 모나리자의 실제 얼굴이 화제에 올랐다. 옅은 눈썹에 묘한 미소를 지은 얼굴은 수많은 관람객의 상상에만 존재하던 모나리자의 모습이었다. 모나리자의 사진을 찾아내기라도 한 걸까? 실은 이 이미지를 만든 건 인공지능이다. 한 콘텐츠 크리에이터가 인공지능 프로그램 아트브리더와 딥페이크 기술을 활용하는 페이스앱을 이용해 구현한 것이다. 이제 AI 기술은 누구나 놀라운 결과물을 낼 수 있게 하는 도구가 되었다. AI가 처음 세상에 알려지기 시작했을 때는 인공지능이 인간을 일자리에서 모조리 내몰 거라는 두려움도 있었다. 하지만 실제로 AI 의사나 기자가 등장하고 이들을 현장에서 경험해본바, 이제는 기대의 목소리가 커지고 있는 것이 사실이다. 실제로는 인공지능이 인간을 대체하기보다는 인간이 인공지능 기술을 도구 삼아 업무의 효율을 높이고 고도화하는 방향으로 가리라는 것이다.

이 책, 《비전공자도 이해할 수 있는 AI 지식》은 이처럼 인공지능이란 도구가 주어진 시대에, 다양한 사람이 인공지능을 이해하고 자신의 분야에서 활용할 수 있게 돕기 위해 쓰였다. 관련 공부를 해본 적 없는 사람들, 과학?수학이 낯선 문과생까지도 인공지능 기술의 역사와 원리를 이해할 수 있게 교양 수준으로 쉽게 풀어냈다. 저자는 인공지능 기술을 곧 우리 삶 전반에서 일상적으로 활용하게 될 것이라고 말한다. 처음에 특정 집단만 사용했던 스마트폰이 채 10년도 되지 않아 우리나라 성인 95%가 사용하게 된 것처럼 말이다. 이제는 마냥 인공지능을 두려워하거나 어려워할 게 아니라, 농업부터 사무직까지 어떤 분야에서든 인공지능을 접목하고 활용해 줄 아는 사람만이 시대의 요구에 따라갈 수 있다고 말한다.

저자는 카카오에서 챗봇을, 다음에서 검색엔진을 만들었고 지금은 현대자동차 AI팀 리더를 맡고 있는 AI 기술 현장의 전문가다. 이러한 경험을 바탕으로 저자는 인공지능을 둘러싼 추상적인 이야기가 아닌 실제로 현실을 바꾸고 있는, 가장 쓸모 있는 AI 이야기를 우리에게 들려준다. 아울러 어려운 수식 대신 300컷이 넘는 그림이 이해를 돕는다. 개발자로 일하다 IT 전문 일러스트레이터가 된 정진호 저자는 인공지능의 원리를 간단한 그림으로 누구나 쉽게 이해할 수 있게 풀어냈다.

지금도 일상에서 보이지 않는 곳에서는 인공지능 기술이 활약하고 있다. 그리고 이러한 쓰임은 점점 더 커질 것이다. 따라서 지금 우리에게 필요한 건 인공지능을 향한 두려움이 아니라 그것의 유용함을 깨닫고 이해하는 것이다. 이 책을 읽고 자신이 공부하고 일하는 분야에서 인공지능을 어떻게 접목할지 고민할 때, 그것은 그 자체로 새로운 기회가 될 것이다.

 

목차

추천사
들어가며

1 인공지능: 위대한 인공지능, 깨어나다
인간을 이긴 최초의 체스 기계
진정한 인공지능이 등장하다
규칙 기반, 인공지능을 구현하다
머신러닝, 스스로 규칙을 찾아내다
인공지능의 핵심기술, 딥러닝의 등장
데이터, 인공지능의 원유
시스템, GPU가 인공지능을 완성하다
오픈소스, 모두가 참여하는 혁신
일상을 움직이는 AI

2 알파고: 인간을 능가하는 기계의 등장
딥 블루는 어떻게 체스 챔피언이 되었을까?
인공지능, 바둑을 넘보다
도박의 확률을 이용하는 몬테카를로 방법
정책망, 어디에 돌을 내려놓을까?
가치망, 형세를 판단하다
알파고가 수를 두는 방법
신의 한 수
인간은 필요 없다

3 자율주행: 테슬라가 꿈꾸는 기계
자율주행의 시작, 다르파 그랜드 챌린지
자율주행차 스탠리가 우승한 비결은?
자율주행의 공식, 베이즈 정리
센서 전쟁: 레이더, 라이다 그리고 카메라
카메라, 동물의 눈으로 도로를 바라보다
주행 데이터와 모방학습
완전 자율주행은 가능할까?
자율주행의 딜레마, 누구를 희생해야 할까?
자율주행차가 바꿀 미래

4 검색엔진: 구글이 세상을 검색하는 법
검색엔진의 등장
엄청난 돈을 벌어들이다
엄청난 문서를 수집하다
검색엔진은 어떻게 검색할까?
랭킹, 수십 조 가치의 줄 세우기 기술
최신 문서를 찾아서
품질 좋은 문서를 찾아서
페이지 랭크, 구글의 시대를 열다
쿼리에 딱 맞는 문서 찾는 법
검색 결과의 개선을 어떻게 확인할까?
검색엔진 최적화와의 싸움
점점 더 똑똑하게, 구글 MUM

5 스마트 스피커: 시리는 쓸모 있는 비서가 될 수 있을까
인공지능 비서의 탄생
애플 시리, 음성인식 비서의 시대를 열다
아마존 알렉사, 스마트 스피커의 시대를 열다
스마트 스피커는 어떻게 말을 알아들을까?
음성인식, 목소리를 알아듣다
자연어 이해, 의도를 이해하다
다이얼로그 매니저, 명령을 실행하다
딥러닝, 인간보다 더 자연스러운

6 기계번역: 외국어를 몰라도 파파고만 있다면
하루키 번역을 앞선 구글 번역
기계번역의 시작
규칙 기반, 모든 규칙을 정의하다
예시 기반과 통계 기반, 가능성을 보이다
신경망 기반, 자연스러운 번역의 시작
문장을 통째로 압축하기
번역 규칙을 스스로 학습하다
인간을 뛰어넘은 기계번역

7 챗봇: 카카오 챗봇에게 고민 털어놓기
챗봇 이루다는 왜 2주 만에 서비스를 멈췄을까?
컴파일러, 컴퓨터가 인간의 언어를 이해하다
좌표, 기하학을 숫자로 바꾸다
워드투벡, 언어를 숫자로 바꾸다
코사인 거리로 비슷한 단어를 찾다
기계와 자유롭게 대화할 수 있을까?
GPT, 인간을 능가하는 언어 생성 모델
기계가 언어를 이해할 수 있을까?
튜링 테스트와 중국어 방
인공지능이 진정한 이해를 묻다

8 내비게이션: 티맵은 어떻게 가장 빠른 길을 알까
내비게이션, 당신의 스마트한 운전 비서
오컴의 면도날 원칙
예측을 좌우하는 데이터
의사결정나무, 단순한 모델의 힘
랜덤 포레스트, 대중의 지혜를 발휘하다
그레이디언트 부스팅, 정답과 거리를 줄여나가다
데이크스트라 알고리즘, 최단 거리 탐색의 비밀
모든 내비게이션이 채택한 A* 알고리즘
내비게이션, 경로 안내 그 이상의 것

9 추천 알고리즘: 알 수 없는 유튜브 알고리즘이 여기로 이끌다
추천 서비스의 역사, 넷플릭스부터 유튜브까지
맥주와 기저귀는 함께 팔린다
10대 소녀의 임신을 예측한 알고리즘
추천 시스템의 시작
협업 필터링, 비슷한 고객을 추천하다
행렬 인수분해, 잠재요인을 찾아내다
딥러닝을 도입한 유튜브 추천 알고리즘

마치며
용어집
미주

 

저자 소개

저 : 박상길

 

인공지능 엔지니어. 현대자동차의 인공지능 연구조직인 AIRS에서 기술 리더를 맡고 있다. 이전에는 카카오에서 챗봇을, 다음커뮤니케이션에서 검색엔진을 만들며 검색에서 빅데이터, 인공지능으로 이어지는 디지털 기술을 두루 경험했다. 카카오 코딩 테스트 출제 위원이었고 현대자동차 연구개발 채용의 기술 면접관으로 활동하며 오랫동안 IT 직군의 인재를 발굴하는 일도 진행했다. 2020년에 출간한 『파이썬 알고리즘 인터뷰』는...

그림 : 정진호

글로벌 인터넷 기업 야후에서 외부 개발자를 지원하는 엔지니어로 활동했고, SK커뮤니케이션즈에서는 기업문화팀에서 일했다. 총 16년 동안 직장 생활을 하면서 PHP 개발자 커뮤니티를 운영하고, 이그나이트 서울을 기획하는 등 여러 사람들과 생각을 나누고 공유하는 일을 즐겨 했다. 직장 생활 이후 취미처럼 그리던 그림을 가지고서 1인 기업을 설립, 현재는 J비주얼스쿨의 대표로 활동하고 있다. 대기업, 학교, 공공 기관...

 

책 속으로

이 책에는 고심해서 고른 인공지능의 8가지 쓸모를 자세히 소개합니다. 단순한 소개에 그치지 않고, 각 서비스가 어떻게 작동하는지 구체적인 원리를 살펴보면서 여러분이 인공지능 서비스에 매력을 느낄 수 있도록 했습니다. 특히 원리를 이해하는 것이 얼마나 우아하고 아름다운 일인지를 깨닫게 하고 이를 통해 기술과 과학에 대한 이해를 높이고, 나아가 여러분이 다른 분야에도 작동 원리를 응용하여 도움이 될 수 있도록 했습니다.
--- 「들어가며」중에서

미 대선 결과를 정확하게 예측하여 일약 스타로 떠오른 통계학자 네이트 실버는 《신호와 소음》에서 인간을 능가하는 기계를 두고 “기술을 있는 그대로 바라보라”고 주문했습니다. “지나치게 기술에 의존해서도 안 되며 그렇다고 기술에 공포를 느껴서도 안 된다”면서 말이죠. 인간을 능가하는 인공지능의 등장은 여전히 먼 이야기입니다. 전혀 두려워할 필요가 없습니다.
--- 「알파고: 인간을 능가하는 기계의 등장」중에서

딥러닝 알고리즘은 계속해서 발전하고 있습니다. 이제 단순히 스크립트를 읽는 것을 넘어 어린 나이에 세상을 먼저 떠난 딸의 목소리를 재현한다거나, 성우가 맡았던 목소리 연기를 대신하기에 이르고, 오디오북 콘텐츠는 물론 영어회화 서비스에도 쓰입니다. 알파고가 인간을 능가한 것처럼 조만간 딥러닝이 사람보다 더 자연스러운 소리를 내게 될지도 모를 일입니다.

--- 「스마트 스피커: 시리는 쓸모 있는 비서가 될 수 있을까」중에서

 

출판사 리뷰

구글 검색부터 네이버 파파고, 내비게이션과 유튜브 알고리즘까지
일상을 바꾼 모든 AI 기술의 원리를 쉽게 풀어낸다

아침에 일어나 스마트 스피커에 날씨를 물어본다. 궁금한 일이 생기면 곧바로 포털에서 검색한다. 어디론가 이동할 때는 내비게이션에 목적지를 입력한다. 유튜브나 넷플릭스가 내게 추천해준 영상들을 차례로 훑어본다. 이는 지금 우리 일상의 한 장면들이다. 그리고 이 장면에는 모두 인공지능 기술이 녹아 있다. 자율주행, 검색엔진, 스마트 스피커, 기계번역, 챗봇, 내비게이션, 추천 알고리즘이 일상에 쓰이면서 우리는 삶이 편리해졌다고 느낄 뿐이지만 그 안에서는 혁신적인 인공지능 기술이 작동하고 있는 것이다. 이 책은 이러한 인공지능 기술을 우리가 이해할 수 있는 언어로 풀어낸다. 구글이 어떻게 순식간에 필요한 정보를 찾아내는지, 챗봇은 어떻게 정답을 들려주는지, 추천 알고리즘은 내 취향을 어떻게 알아내는지 등, 우리 일상과 밀접한 인공지능 기술의 원리를 친절하게 설명한다.

먼저 우리가 인공지능 하면 가장 먼저 떠올리는 알파고의 원리를 소개한다. 알파고는 어떻게 최고의 바둑 고수들을 뛰어넘을 수 있었을까? AI 체스기계　딥 블루가　세계챔피언 카스파로프를 이겼을 때도 바둑은 인공지능이 넘볼 수 없는 영역으로 치부되었다. 체스와는 달리 바둑은 그 경우의 수가 너무나도 컸기 때문이다. 이러한 문제를 인공지능 학자들은 몬테카를로 방법으로 해결한다. 모든 경우의 수를 계산하는 것이 아닌 무작위로 샘플링하여 정답을 찾는 것이다. 참고로 몬테카를로는 카지노와 도박으로 유명한, 모나코 동북부에 있는 휴양 도시로 도박에서 확률을 계산하는 것에서 그 이름을 따왔다. 여기에 더해, 어디에 돌을 내려놓을지 판단하는 정책망 알고리즘, 승리할 확률이 얼마나 되는지 판단하는 가치망 알고리즘을 활용해 알파고는 결국 이세돌 9단에게 승리를 따낸다.

챗봇에 쓰이는 원리도 흥미롭다. 인간의 언어를 다루는 인공지능 기술에서는 인간의 언어를 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 바꾸는 것이 핵심인데 그 대표적인 방법이 ‘워드투벡’이다. 워드투벡은 말 그대로 단어를 벡터로 바꾼다는 의미다. 워드투벡은 어떤 단어와 특징을 관련성에 따라 0.99에서 0.01까지의 가중치로 표현한다. 예컨대 캐러멜이란 단어에서 단맛이란 특징의 가중치는 0.92, 크기는 0.06, 둥근 정도는 0.02의 숫자로 표현할 수 있다. 이렇게 하면 해당 단어를 각 특징을 차원으로 삼은 벡터 공간의 좌표에서 표현할 수 있는데, 이 좌표에서 특징이 유사한 단어들은 가까이 모이고, 이를 보고 컴퓨터는 단어의 유사도를 판단할 수 있는 것이다. 그리고 같은 방법으로 문장을 벡터로 표현하면, 우리의 질문에 가장 유사한 답변을 재빠르게 찾아주는 챗봇 기술이 된다.

“오늘도 알 수 없는 유튜브 알고리즘이 나를 이 영상으로 끌고 왔다”라는 밈으로 유명한 유튜브 알고리즘에 관한 설명도 재미있다. 여러 추천 알고리즘 중에 대표적인 것이 행렬 인수분해다. 행렬 인수분해를 이용하면 하나의 행렬을 2개의 행렬로 분해해서 계산하고 예측 정보를 얻어낼 수 있다. 예컨대, 고객이 어떤 영화에 남긴 평점을 하나의 행렬로 보고 여기에서 고객의 특징과 영화의 특징을 분해해 추출하는 것이다. 이러한 알고리즘에 딥러닝을 도입해 우리의 유튜브 화면에는 알 수 없는, 하지만 볼 수밖에 없는 영상들이 줄지어 올라온다. 참고로 행렬 인수분해는 사이먼 펑크라는 가명을 쓴 인물이 뉴질랜드 여행 중에 넷플릭스 프라이즈에 참가하여 고안한 알고리즘이다. 그는 이 알고리즘으로 대회에서 3위까지 올라가지만 대회에 관심이 없어진 그는 자신이 발명한 알고리즘을 블로그에 모두 공개하고 홀연히 자취를 감춘다.

인공지능 기술을 둘러싼 흥미로운 역사와 뒷이야기들

인공지능 기술의 발자취를 따라가다 보면 자연스레 등장하는, 흥미로운 사건들을 읽는 것도 이 책의 재미다. 먼저 인간을 이긴 최초의 체스 기계 이야기를 살펴보자. 이 기계는 놀랍게도 1770년 오스트리아에서 등장했다. 컴퓨터는 상상하지도 못했고 사칙연산을 겨우 해낼 수준의 기계를 구상하던 시절이었다. 태엽을 감으면 오스만제국의 의상을 입고 터번을 머리에 두른 인형의 나무 팔이 움직이면서 체스를 두었다. ‘메케니컬 터크’라는 이름의 이 기계는 당연히 세계적으로 유명해졌고 나폴레옹과 겨뤄 이기기도 한다. 미국의 추리소설가 에드거 앨런 포는 이 기계를 보고 체스를 두는 인형에 관한 에세이를 쓰기도 한다. 이 체스 기계의 정체는 무엇이었을까?

한때 세계적인 서비스로 자리매김했던 야후!가 구글에 밀리게 된 사연도 있다. 인터넷이 막 등장했던 무렵에는 디렉토리 서비스가 인터넷의 첫 관문이었다. 디렉토리 서비스는 인터넷 사이트를 주제별로 일목요연하게 정리한 서비스로, 예컨대 운동 ] 수영 카테고리로 가면 수영에 관련한 사이트가 죽 나오는 식이었다. 이 디렉토리 사이트의 최강자는 야후!였고 당시에는 모든 사람이 야후!를 인터넷 시작 페이지로 삼았다. 하지만 디렉토리 사이트의 치명적인 단점이 있었는데, 디렉토리의 편집을 사람이 직접 한다는 것이었다. 기하급수적으로 성장하는 인터넷 환경에서 그 변화에 사람이 하나하나 대응한다는 것은 사실상 불가능한 일이었다. 그럼에도 야후!는 디렉토리 서비스에 경쟁력이 있다고 판단했고, 결국 건 두 스탠퍼드 대학원생이 검색엔진을 위주로 만든 구글에 밀려나게 된다.

시리를 둘러싼 뒷이야기도 흥미롭다. 시리는 원래 민간 연구소의 프로젝트로 시작했다가 그 가능성을 보고 일부 연구원이 세운 스타트업 회사의 이름이자 서비스명이었다. 시리는 처음에 챗봇에 가까운 서비스였으나 출시를 1년이나 미루면서 음성인식 기능을 도입하고 마침내 앱스토어에 올라가 순식간에 엄청난 인기를 끌게 된다. 그리고 2주 후 시리의 공동 창업자 대그 키틀러스는 전화를 한 통 받는다. “안녕하세요. 스티브 잡스입니다.” 키틀러스는 장난전화라는 생각에 통화 종료 버튼을 누르지만 곧이어 두 번째 전화가 걸려오고 시리 팀은 모두 스티브 잡스의 집으로 초대된다. 잡스와 대화형 인공지능 그리고 애플의 미래를 두고 3시간이 넘도록 얘기를 나눈 후 잡스는 말한다. 애플이 시리를 인수하고 싶다고 말이다. 그렇게 시리는 애플의 핵심 서비스가 되어 아이폰 안에서 우리의 목소리를 기다리고 있다.

 

추천평

“알파고, 자율주행차, 기계번역 등은 인공지능을 이용한 대표적인 기술인데, 이들 기술이 실제로 어떻게 작동하는지를 가장 많은 사람이 이해할 수 있는 수준으로 설명한다.”
- 권순선 (구글 글로벌 머신러닝 프로그램 리드)

“인공지능과 교양서, 어쩐지 잘 어울릴 것 같지 않은 소재라서 별다른 재미는 기대하지 않고 읽기 시작했음을 밝힌다. 하지만 막연하게 알고 있던 인공지능의 역사와 뒷이야기를 누구나 이해할 수 있도록 재미있게 풀어 쓴 저자의 능력에 감탄했다. 컴퓨터 공학을 전공하는 조카에게 꼭 한 권 사줘야겠다는 생각이 든다.”
- 신명철 (카카오 엔터프라이즈 자연어 처리 파트장)

“예전에 지인이 ‘구글은 어떻게 검색창에 검색어를 넣는 순간 1초도 안 걸려서 전 세계의 모든 서버를 뒤져 문서를 찾아주느냐?’라고 물어본 적이 있는데, 그때 이 책이 있었더라면 대답 대신 건네줬을 것이다.”
- 이상호 (SK텔레콤 CTO, 11번가 대표)

“인공지능을 제대로 알고 싶어 하는 모든 입문자에게 그리고 입문자에게 인공지능을 제대로 설명하고자 하는 모든 인공지능 전문가에게 이 책을 추천한다.”
- 장동선 (뇌과학 박사, 궁금한뇌연구소 대표)

“어려울 수 있는 인공지능을 분야별로 초기 역사부터 최신 기술까지 다루면서도, 친근한 그림과 친절한 설명으로 풀어 초보자도 쉽게 이해할 수 있는 책이다. 평소 인공지능에 관심이 있으나 어떤 책으로 시작해야 할지 고민한다면 이 책을 적극 추천한다.”
- 하정우 (네이버 AI랩 연구소장)