인공지능 교과서 1(중ㆍ고등학생을 위한)

[도서의 개요]



어렸을 때 공상과학 소설에서 읽었고 얼마전까지 영화 및 TV SF물에서나 보와 왔던 여러 가지 것들이 언젠가 부터 우리의 일상적인 생활용어로 자연스럽게 사용되고 다양한 매체를 통해서도 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다. 인공지능의 분야는 알파고가 세상에 알려지기 전과 후가 너무나도 많은 변화가 되는 것을 알 수 있습니다.

일반적으로 사람과 기계를 구분하는 것은 사람은 깊이 생각을 할수 있는 것이고 기계는 단순한 계산과 저장이 뛰어나다고 하던것에서 컴퓨터도 스스로 생각하고 사람과 같은 두뇌역활을 한다는 점이 정말 놀라울 정도로 발전되어 간다고 하겠습니다.



인공지능은 제4차 산업혁명의 핵심 기술로 우리의 생활과 패턴에 많은 변화를 가져오고 국가의 미래 전략에서도 매우 중요한 글로벌 경쟁을 하는 현실에서 전 세계 수많은 국가와 기업이 뛰어들어 국가의 생존을 거는 경쟁을 한다고 봐도 과언은 아닐 것입니다.

가까운 중국이 내세운 목표 중 2030년까지 인공지능(AI) 분야에서 세계 1위로 도약하기 위한 목표를 삼아 중국의 정부 차원에서 인공지능 교재를 개발하고, 각 시범학교로 보급하여 인공지능의 교육에 힘을 쓰고 있고, 마침내 인공지능이 초·중·고 필수과목이 되어 가고 있는 것이 우리나라의 미래 교육으로는 정말 부러운 일이라 하겠습니다.



이 책은 중국 최고의 인공지능 플랫폼 기업 센스타임과 교육 전문가 및 중등학교의 우수한 교사들이 공동으로 개발하였습니다. 집필진은 교재를 개발한 목적을 "학생들이 과학자들처럼 사고할 수 있도록 인도하는 것"이라고 밝히고 있듯이, 인공지능은 가까운 미래에 우리나라 청소년들에게 반드시 필요한 교육임이 분명하다고 생각됩니다.

이 책은 인공지능을 배우고자 하는 학생들이면 한 번쯤은 인공지능에 대한 과학적 이론을 이해하도록 하고 처음부터 차근차근 인공지능 이론과 기본적인 능력을 활용할 수 있도록 총 9장으로 구성되어 있습니다.

그 중 인공지능 개요, 간단한 프로그래밍, 머신 비전 소개, 이미지 처리와 분류, 음성인식, 자연어 처리를 포함한 전체 내용이 풍부한 사진 자료와 함께 잘 설명되어 있습니다. 각 장은 다양한 관련된 그림 또는 생활 장면을 가지고 문제에 대한 사고를 통해 단계적으로 지식을 전달하고 있습니다.



현재의 인공지능은 우리의 생활에 깊숙이 파고들어 있으며, 이미 인공지능를 할 수 있는 인프라 구축이 매우 잘되어 있습니다. 인공지능 기술은 컴퓨터비전, 자연어 처리, 소리 및 음성 처리, 게임 이론과 윤리, 로봇공학 등의 분야에서 응용되고 있습니다. 자연어 처리 기술의 발전에 따라 언젠가는 우리가 외국인들과 소통할 때 인공지능이 우리의 말과 감정을 정확하게 전달하여 소통에 장애가 없는 날이 도래할 것입니다.



우리나라의 미래에 주역이 되는 청소년들에게 인공지능은 학생들이 가지려는 다양한 직업과 생활에 없어서는 안 될 필수적인 도구이기에 이 책이 인공지능을 학습하는 초석이 되는 마치 길잡이와 같은 책이 되리라 믿고 이 책을 추천합니다.

제1장 인공지능 개요



　인간지능에서 인공지능으로

　인공지능으로 무엇을 할 수 있는가?

　인공지능에 관한 사고와 토론

　인공지능과 제4차 산업혁명

　우리가 인공지능이 빠르게 발전하는 미래에 살고 있다면?



제2장 파이썬 프로그래밍 기초 _프로그램으로 자동차와 대화하기



　2.1 파이썬 프로그래밍의 기초

　　파이썬 변수

　　파이썬에서 자주 나타나는 기호

　　파이썬 주석



　2.2 가상 자동차의 기본 운동

　　명령을 통한 상호작용

　　후진 구현

　　가상 자동차의 방향 바꾸기

　가상 자동차의 방향을 직각으로 바꾸기



　2.3 새로운 함수 정의

　　함수 인식

　　함수의 사용

　　프로그램 흐름도



　2.4 센서의 기본 응용

　　터치 센서

　　초음파 센서

　　컬러 센서

　　센서를 사용하여 장애물 피하기



　2.5 if문과 조건문

　　if문

　　if/else문 - 이중 분기 구조

　　if/elif.../else문 - 다중 분기 구조



　2.6 순환 구조

　　for문

　　while문



　2.7 가상 자동차의 궤도 주행 원리

　　선을 따라가는 가상 자동차의 원리

　　프로그램 구현의 원리

　　순환 구조의 응용

　　이 장의 요약



　제3장 머신 비전 개요



　3.1 로봇의 위치와 좌표의 표시

　　속도와 거리

　　평균 속도

　　위치 예측

　　평면 직각 좌표계



　3.2 오차는 어떻게 생긴 것일까

　　오차의 예측

　　오차의 표시

　　오차를 줄이는 방법



　3.3 직선의 표시 및 속도

　　직선의 표시

　　평균 속도의 정확한 측정 방법

　　대수 계산법

　　기하 계산법



　3.4 단일 센서 거리 측정



　3.5 다중 센서 거리 측정

　　평균화

　　최적의 선택



　3.6 로빈 후드의 이야기

　　로빈 후드의 전설

　　실험 개요

　　실험 조작

　　실험 평가

　　이 장의 요약



　제4장 이미지 처리 기초



　4.1 이미지의 원리와 구조

　　핀홀 이미지

　　카메라의 원리



　4.2 이미지의 표시

　　화소(pixel)와 2차원 배열

　　해상도



　4.3 이미지를 읽고 수정하기

　　컴퓨터로 이미지를 읽기

　　컴퓨터로 이미지 수정하기



　4.4 컬러 이미지의 표시

　　RGB

　　3차원 배열로 컬러 이미지 표시하기



　4.5 이미지 처리 알고리즘

　　이미지 처리

　　얼굴 키포인트 추출

　　이미지 변환



　4.6 움직이는 이모티콘 만들기

　　이모티콘을 만드는 과정

　　이 장의 요약



제5장 기계학습(머신러닝) 기초



　5.1 예측이란 무엇인가

　　디지털화:기계와 현실 세계 연결

　　예측 함수:관찰에서 결론으로 매핑

　　일차함수



　5.2 예측 함수 평가(Test)



　5.3 데이터 기반으로 학습하기

　　지도학습 개요

　　평가와 수정:간단한 학습 전략



　5.4 데이터가 성능에 미치는 영향



　5.5 회귀에서 분류까지



　5.6 분류 예측 함수의 평가



　5.7 분류 함수의 훈련



　5.8 분류기의 패키지 및 호출

　　이 장의 요약