The Cutting Edge - Artificial Intelligence

1. The Cutting Edge- Artificial Intelligence Computers: Tools for an Information Age Chapter 16

2. 학습 목표 • 인공 지능 분야의 기본 개념과 용어들을 이해 한다. • 전문가 시스템, 로보틱스 그리고 가상현실의 기본 개념에 대해 숙지한다. • 인공 지능 분야의 발달 과정을 이해한다. • 인공 지능 분야가 사업과 일상 생활에 끼친 영향에 대해 이해한다.

3. 인공 지능(Artificial Intelligence:AI) • 인공 지능이란? • 인간의 지능, 상상, 직관 등이 요구되는 작업을 컴퓨터가 수행할 수 있게 하려는 여러 연구 분야 • 인공 지능의 연구 현황 • 과거: 실험실 연구 수준 • 현재: 실용적인 응용 제품 생산 단계

4. 인공 지능의 여러 분야 • 문제 해결 (Problem-solving) • 체스 게임, 군사 전략 등의 문제 해결 • 자연 언어 처리 (Natural language processing) • 자연 언어를 이용한 인간과 기계의 인터페이스 • 전문가 시스템 (Expert system) • 컴퓨터를 특정 분야의 전문가로 이용 • 로보틱스 (Robotics) • 시각, 촉각, 발화 능력을 기계에 부여

5. 연구 초기의 실패 • 인간 지능을 흉내내는 일은 단순 사실을 처리하는 것 보다 훨씬 복잡 • 대표적인 실패 사례 • 1950, 60년대의 기계 번역(machine translation) 시도 • 이후 80년대 전까지 인공 지능 연구가 위축됨 • 몇몇 연구가들에 의해 지속적으로 컴퓨터의 학습법에 대한 연구가 행해져 옴

6. 컴퓨터의 학습 • 인공 지능의 특징 • 새로운 것을 학습하는 능력 • 과거에 범했던 오류를 바탕으로 향상된 결과 제시 • 지식 베이스 (Knowledge base) • 사실과 규칙의 집합 • 추론 기관 (Inference engine) • 주어진 사실과 규칙들을 근거로 새로운 사실 도출

7. 학습의 예 • Knowledge base • Fact: Amy is Ken’s wife. • Rule: If X is Y’s wife then Y is X’s husband. • Inference • Ken is Amy’s husband

8. 인공 지능 논쟁 • 컴퓨터에게 생각하는 능력이 있는가? • 현재까지는 인간의 문제 해결 방식과 차이가 많음 • 인간: 뉴런의 동시 활동 ==> 즉각적, 병렬적 • 컴퓨터: 논리적, 단계적 문제 해결 경향

9. 튜링 테스트 (Turing Test) • 지능을 판단하기 위한 기준으로 제안 • 영국의 수학자 Alan Turing이 제안 • 피 실험자로 사람과 컴퓨터가 있고 질문과 응답만을 통해 사람인지 컴퓨터 인지 판별하는 테스트 • 만약 차이점을 발견할 수 없으면 그 기계는 지능이 있다고 간주

10. 튜링 테스트의 예 • Eliza • 1960년대 정신과 의사를 흉내 내는 프로그램 • 예 • Patient: I am desperate. • Eliza: I know you are desperate. • Patient: My mother never liked me. • Eliza: Tell me more about your family.

11. Data Mining • Data mining • 주어진 데이터들을 이용하여 알려지지 않은 정보를 추출 해 내는 과정 • 기존의 프로그램 • 주어진 수많은 데이터들을 요약, 정리, 상호 참조 등의 기능을 수행 • 숨겨진 새로운 정보들을 찾아내는 능력은 없음 • 인공 지능적인 접근 • 주어진 데이터들로부터 새로운 정보 획득 • 연관된 데이터 수집의 근거로 획득된 정보 사용

12. 자연 언어 처리 • 자연 언어처리의 어려움 • 다의성 (Polysemy) • I keep the money in the bank. • I walk along the bank of the river. • 중의성 (ambiguity) • Time flies like an arrow. • I saw a man with a telescope. • 다양성 (Diversity) • She sold him a book for five dollars. • He bought a book for five dollars from her. • 관련 지식 • 어휘적 지식, 문법적 지식, 상황, 문맥 지식

13. 전문가 시스템 • 전문가 시스템 • 특정 분야에 대한 전문가적인 지식을 가지고 문제를 해결하는 소프트웨어 • 예) 유전 탐색, 주식 구매, 의학적 진단, 광물 탐사 • 사용자의 질의에 대해 응답과 설명을 제공 • 전문가 시스템의 지식 • 사실과 규칙으로 구성 • 인간 전문가로부터 지식 획득

14. 전문가 시스템의 사례 • Aldo: Compbell Soup Company의 조리용 기계 수리를 위한 전문가 시스템. • 보잉사의 비행기 커넥터 연결용 전문가 시스템 • 20000페이지의 명세서가 필요한 작업 • 수작업으로 하면 42분 소요 • 전문가 시스템으로 5분내에 끝냄 • 시카고의 O’Hare 공항 • UA사의 400 비행기 편이 50 게이트에 분산되어 운행 • 날씨, 비행기 편수, 게이트 배치 등의 운행 계획

15. 전문가 시스템의 예

16. 전문가 시스템의 구축과 전망 • 먼저 해당 분야 전문가의 지식을 규명 • 전문가 쉘 (Expert shell) • 전문 지식을 쉽게 구축할 수 있도록 도와 주는 소프트웨어 • 지식 공학자 (Knowledge engineer) • 전문가의 지식을 규칙으로 시스템에 입력하는 사람 • 전문가 시스템의 전망 • 인공지능의 부분적 실현 • 여러 분야별로 확산 • PC 수준에서 실행 가능

17. 로보틱스 • 로보트 • 인간을 대체하는 자동화된 기계 • 주변을 물리적으로 조작하는 컴퓨터에 의해 제어되는 장치 • 산업 현장의 로보트 • 사람이 하기 힘들거나 위험한 일에 배치 • 조립, 페인팅, 용접 등

18. 로보트 시각 • 과거의 식별 방법 • 물체의 윤곽에 의해 식별 • 주요 색상에만 의존한 식별 • 현재: 여러 가지 색으로 구성된 물체 식별 가능

19. 현장용 로보트 • 핵 발전소, 폭발물 매립지, 해저, 화산구, 오염지대 등에서 작업

20. 가상 현실 • 컴퓨터가 창조한 공간에 사용자가 존재 • 그 환경과 물리적으로 상호 작용 가능 • 3차원 영상에 의한 정교한 작업 • 대규모의 데이터 베이스 사용 • 상호 작용 과정 • 사용자의 움직임 • 센서에 의해 파악 • 컴퓨터에 신호 전달 • 현재의 장면 변화

21. 가상 현실의 예

22. 가상 현실의 전망 • 실용 예 • 가상 전시장 • 원격 순찰 • 항공 관제 • 가상 환자에 대한 실험 • 전망 • 무한한 응용 가능성이 기대됨 • 막대한 비용문제가 해결되어야 함

23. Data Retrieval Mining Information Robots Electronic Software Commerce 컴퓨터공학과 AI Lab 연구 분야AI Lab (SCAI) http://scai.snu.ac.kr Content-based Text & Speech Retrieval Machine Learning SCAI Evolutionary Algorithms Neural Networks Artificial Life Agents Web-based Intelligent Systems

24. 용어 및 연습 문제 • Artificial Intelligence • Data mining • Expert shell • Expert system • Field robot • Immersion • Inference Engine • Knowledge base • Knowledge engineer • Natural language • Robot • Virtual reality • Vision robot • 연습 문제: pp.436-437