수학과 함께하는 AI 기초 - 파이선 프로그래밍 첫걸음

• 도서명: 수학과 함께하는 AI 기초 - 파이선 프로그래밍 첫걸음
• 저자 및 출판사: EBS 저 (한국교육방송공사)

이 책은 우리 일상 생활에서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위한 방법으로,

학교에서 배운 수학 지식을 바탕으로 파이선 인공지능 프로그래밍을 활용법을 소개한다.

 

3 개의 파트로 구성되어 있다.

 

PART I. 인공지능의 발전 과정과 활용 방법, 수학과 어떤 연관 관계가 있는지를 담았다.

PART II, 머신 러닝의 재료가 되는 다양한 생활 데이터, 이미지, 소리 데이터가 컴퓨터 과학에서 처리되는 과정과 이를 뒷받침하는 명제, 행렬, 수열, 삼각함수 등의 수학 개념을 소개한다.

PART III, 데이터를 기반으로 한 머신 러닝 알고리즘을 적용하는 일상 사례를 소개한다. 각 사례에서 머신 러닝 알고리즘에 필요한 데이터의 수집과 시각화 과정, 분류와 예측을 위한 군집화(Clustering), 회귀(Regression), 신경망의 구현과 이를 이해하기 위한 확률, 통계, 지수, 로그, 미분과 같은 수학 개념을 함께 학습한다.

 

인공지능이라는 말이 요즘처럼 흔히 쓰인 적이 있을까? 데이터가 생산의 원천이 되는 ‘4차 산업 혁명시대’이고, 인공지능은 데이터를 가장 잘 활용하는 혁신적인 기술이라고 하지만 아직 일상 생활에서 인공지능이 어떻게 활용되는지, 어떻게 활용할 수 있을 지 직접 느끼기는 쉽지 않다.

‘백 번 듣는 것보다 한 번 보는 것이 낫고, 백 번 보는 것보다 한 번 타이핑해보는 것이 낫다’는 말이 있다.  이 책은8개 작은 단원 별로, 그동안 학교에서 배운 수학이 어떻게 활용되는 지 먼저 복습한 후, 인공지능 분야에서는 기초 수준의 문제이고, 따라하기 수준의 코딩이겠지만, 예제를 하나하나 실습해보면서 인공지능 기술을 이용한 해결 방법을 이해하고, 체험해보는 데 큰 도움이 되었다.

 

책에 있는 실습을 마친 후 심화 학습을 위해, 책에서는 이름만 나오는 사이킷런(scikit-learn) 머신 러닝 라이브러리에서, KMeans Clustering(군집화) 기능을 이용하는 프로그래밍으로 전 세계 133개 국가를 인구, 경제, 의료, 백신 접종률과 1백만명 당 총 확진자/사망자 수를 기준으로 5개 그룹으로 자동 분류해보았다. 데이터 분석을 통해 한국은 인구 1백명 당 백신 접종 수만 중간 그룹에 속하며, 그 외 모든 면에서 가장 우수한 ‘방역 선진국’ 그룹에 속한 것을 확인했다. 또한 백신 접종률이 높은 국가도 신규 확진자 수가 뚜렷하게 음의 상관관계를 나타낼 만큼 특별히 줄어들지 않았기 때문에 백신 접종만 믿고 사회적 거리 두기와 마스크 쓰기 같은 생활 방역을 소홀히 해서는 안 된다는 사실을 재확인할 수 있었다.