인공지능을 위한 텐서플로우 입문

인공지능을 위한 텐서플로우 입문
김유두.장문수.이종서 지음 / 광문각 / 2019년 1월

보통 4차 산업혁명이라 이야기할때 가장 먼저 떠오르는 기술로 "인공지능(AI; Artifical Intelligence)"을 말합니다. 그러나 인공지능 기술은 기대와는 달리 오랜 기간 기술적 한계에 부딪히며 수차례 암흑기를 겪고 난 후 오늘날에 이르게 되었습니다.

실제 머신러닝과 딥러닝 알고리즘의 발전과 빅데이터의 증가 그리고 컴퓨팅 파워의 획기적인 개선 및 점점 빨라지고 고도화된 네트워킹 인프라에 힘입어 2000년대 들어 기술 수준이 급성장하고, 점차 사용화되기 시작하면서 "4차 산업혁명을 견인하는 Brain"으로 주목받고 있습니다.

더우기 인공지능은 기반기술(GPT)로서의 성격이 강하며, 기존의 제조업 뿐 아니라 의료, 법률 등의 전문 서비스 영역에 까지 응용되어 긍정적인 파급 효과를 일으킬 것으로 예상됩니다. 실제로 인공지능 기술은 이미 각종 산업 영역에 본격적으로 적용되기 시작하며 생산성과 효율성, 편리성 등을 향상시키고 있답니다.

오늘 소개해 드릴 <인공지능을 위한 텐서플로우(Tensor Flow) 입문>은 인공지능의 개념을 전혀 모르는 일반인들도 쉽게 인공지능 기술을 이해하고, 인공지능을 구현하는 도구로서 구글의 오픈소스인 '텐서플로우'를 통해 간단한 기능을 수행해 볼 수 있도록 구성된 말그대로 "인공지능 입문서"의 성격을 띱니다.

본서는 총 4개의 장으로 구성되어 있으며, 내용은 아래와 같습니다.

1장에서는 인공지능의 기본 개요와 생활 속에서 활용되는 사례와 기술을 쉽게 설명합니다. 실제 예로서 비디오나 DVD대여점의 시스템의 발전과정과 자율주행차 그리고 아마존의 인공지능 슈퍼마켓인 '아마존고' 를 제시하고 있는데요, 기존 수기로 대여 과정을 정리하던 것이 전산화 시스템을 도입 후 좀 더 빠르고 효율적인 일처리가 가능했다면 인공지능을 적용하게 된다면 주인의 판단없이도 인공지능 스스로 판단하여 스마트한 관리가 가능하고, 고객의 기존 데이터를 분석하여 예측과 맞춤을 통한 타깃 마케팅이 가능해지는 일련의 과정을 설명합니다.

2장에서는 실제 인공지능이 동작하는 알고리즘을 설명합니다. 컴퓨터에게지속적인 학습을 통해 사람과 같이 스스로 결정과 예측을 할 수 있도록 하는 머신러닝(Machine Learing)의 3가지 알고리즘인 지도학습, 비지도 학습 그리고 강화학습이 그것 입니다. KNN, SVM, 나이브 베이즈 분류, 은닉 마르코프 모델, Perceptron 알고리즘, 인공신경망 등의 다양한 머신러닝 모형들이 소개되고 있습니다.

3장에서는 실제 인공지능 시스템을 구현하고 동작시키기 위한 다양한 프레임워크와 라이브러리에 대해 설명하고 있습니다. 현재 유행하고 있는 인공지능의 다양한 프레임워크들이 소개되고 있는데요, 최초의 인공지능 프레임워크인 Theano로 부터 Caffe, Keras, CNTK 그리고 가장 인기있는 Tensor Flow에 대한 자세한 설명과 함께 각 프레임워크의 이용분석 그래프를 통해 비교하고 있습니다.

마지막 4장에서는 머신러닝을 동작하기 위한 프레임워크 중 가장 인기있는 텐서플로우란 무엇이며, 어떻게 설치하고 활용하는지 기본 예제를 통해 동작시켜 볼 수 있는 내용으로 구성되어 있습니다. 즉, 텐서플로우 구동을 위한 환경 구성으로서 Python과 IDE도구를 설치한 후, 텐서플로우까지 설치하게 되면 기본적으로 컴퓨팅 파워를 통해 사진인식을 트레이닝 시켜, 제시된 꽃이나 개의 종류를 맞춰나가는 실습을 하게 됩니다.

아무래도 머신러닝 트레이닝시 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요하기 때문에 CPU 보다는 GPU 환경에서 테스트하는 것이 바람직합니다. 특히 텐서플로우 설치시 GPU버전의 경우, NVIDIA의 그래픽카드를 사용할 경우 설치하여 사용할 수 있다는 점을 유념해야 합니다.

사실 인공지능의 기본원리를 이해하기 위해서는 앞서 2장의 다양한 인공지능 알고리즘 모형들과 각종 공학함수들을 익혀야 하지만, 실제 시스템 구현을 위한 프레임워크와 라이브러리 안에 모두 구현이 되어 있기 때문에, 초심자들이나 개발자들은 이러한 프레임워크와 라이브러리의 활용법을 익히게 된다면 구현하는데 큰 문제는 없으리라 봅니다. 물론 좀 더 정교하고, 독창적인 인공지능 기술 구현을 위해서는 모든 부분을 섭렵할 필요가 있겠지만 말입니다.

본서의 타깃층은 너무나 명백하게 인공지능 초심자들입니다. 좀 더 고급의 인공지능 기술을 익히고자 하시는 분들에게는 맞지 않습니다. 그러나 기본적인 개념과 작동원리 특히 텐서플로우에 대한 전반적인 이해를 필요로 하시는 분들에게 적합한 책으로 추천합니다.

세계 경제패권전쟁과 한반도의 미래

세계 경제패권전쟁과 한반도의 미래 - 신냉전 시대, 우리는 어떻게 부강한 나라가 될 수 있을까
김택환 지음 / 김영사 / 2019년 2월

지난 2월 27일~28일 제2차 북미정상회담이 베트남의 하노이에서 개최되었습니다. 결과는 아시다시피 별 소득없이 두 정상이 헤어졌습니다. 합의 결렬에 대한 여러 설왕설래들이 있습니다만, 어쨋든 많은 분들이 아쉬워하고, 실망을 했습니다.

한반도는 내일이라도 당장 통일이 찾아올 것 같은 설렘과 흥분으로 전 국민이 시시각각 변화하는 정상들의 일거수 일투족을 따라다녔습니다. 그러나 결과적으로 북한의 비핵화와 한반도의 영구적인 평화체제 구축과 통일이라는 목표는 아직도 요원한 가시밭길이 아닐까 걱정이 앞서는 것도 사실입니다.

특히 올해는 세계와 동북아의 미래를 결정지을 사건들이 본격적으로 진행될 전망입니다. 국내외로 커다란 2개의 전쟁을 치르고 있는 미국과 G1을 꿈꾸는 중국, 잃어버린 20년을 새로운 번영의 시대로 나가려 하는 일본 그리고 과거 패권국가의 지위를 다시 되찾으려는 러시아는 이땅 한반도를 중심으로 각축을 벌일 준비를 마친 듯 보입니다.

오늘 소개해드리는 <세계 경제패권전쟁과 한반도의 미래>의 저자 김택환 경기대 특임교수는 다음과 같이 이야기합니다.

"한반도를 둘러싼 4대 열강의 정치, 경제 현황과 한반도에 대한 본심을 분석하는 것이 우리의 미래를 결정짓는다. 국제 질서의 대전환, 미중 신경제 냉전의 본질과 전망을 정확히 하여, 한반도의 지정학적 가치를 활용하여 기회를 잡고, 4차 산업혁명을 선도하는 것이야말로 우리민족이 나아가야할 "한반도 신경제공동체" 건설의 올바른 방향이다."

신냉전 시대를 준비하는 4강은 왜 다시 한반도를 중심으로 그들의 세력을 떨치려하고 있을까요? 그리고 우리는 그 열강의 틈에서 어떻게 번영과 평화를 이룩할 수 있을까요?

지난 100년간의 한반도는 말그대로 강대국 패권 전쟁의 틈바구니에 놓여왔습니다. 지정학적으로 열강에 둘러싸일 수 밖에 없는 한반도는 서양과 동양, 종교와 종교, 자유민주주의와 사회주의 그리고 대륙세력과 해양세력이 대립하는 문명충돌의 한 가운데에 놓여있었습니다.

다시금 한반도는 미중무역전쟁이라는 미명하에 미국과 중국이 대립하고 있고, 일본과 러시아는 그들의 이익에 따라 이합집산을 통한 전략적 협력관계를 유지하고 있는 형상입니다. 한반도를 중심으로 그들의 팽팽한 줄다리기가 본격적으로 진행되는 형국입니다.

이러한 상황 속에서 그들의 희생양이 아닌 주체적인 주도권을 행사하기 위해서는 한반도의 지정학적 딜레마에 대한 솔루션이 필요합니다. 그리고 주변국가들과의 분열이 아닌 전략적 협력을 이루는 것 또한 중요합니다. 궁극적으로 남과 북이 저자의 주장처럼 '신경제 공동체'를 단계적으로 이뤄나가는 것이 무엇보다 중요하다 할 것입니다.

고대 그리스로 부터 현재의 미국까지의 문명 발전사를 회고할 때 '동아시아에서 신문명을 꽃 피울 수 있는 가능성을 갖춘 나라는 바로 대한민국'이라는 저자의 주장의 핵심은 20세기에 가장 눈부신 성장과 함께 시장경제와 민주주의를 둘 다 이룬 유일한 국가로서의 자부심과 '경쟁의 최전선'에서 다양한 문화와 시스템을 특유의 정신적 가치와 특성과 결합하여 고유한 문화를 창출해내는 우리민족의 저력에 있다고 생각합니다.

패권전쟁의 한가운데 마주한 한반도를 둘러싼 동서양 열강의 이해관계와 이러한 지정학적 위기를 기회로 만드는 혜안을 담은 책입니다. 많은 분들의 일독을 권합니다.

알기쉬운 블록체인 & 암호화폐 105문답

블록체인 ＆ 암호화폐 105문답
김상규 지음 / 북스타(Bookstar) / 2019년 2월

세계 최초의 스마트폰인 '사이먼'은 놀랍게도 1993년에 IBM에 의해 개발, 출시된 사실을 아는 사람은 그다지 많지 않습니다. 대략 500g 이상의 무게에 길이와 두께 또한 현재의 최신 스마트폰과는 비교할 수 없이 무겁고 컸습니다. 최신 폰인 갤럭시 S9+와 비교해 보면 성능차이는 상상을 초월합니다.

단순 수치상으로 프로세서는 170배, 해상도는 90배, RAM은 6,000배 그리고 저장공간은 26만배의 성능차이가 납니다. 그러나 지금으로선 아무것도 아니지만 당시로서는 상상도 할 수 없던 혁신이 숨어 있던 제품이었습니다. 통화, 이메일, 주소록, 계산기, 카메라, 지도 등의 통합과 터치스크린 구현 등이 이미 그 당시에 개발되어 있었습니다.

그러나 당시 대부분의 사람들은 이런 스마트폰은 필요없는 제품으로 생각했습니다. 비싼 가격과 무선 데이터 네트워크의 한계, 그 외 환경적 한계 등이 발목을 잡게 되고 결국 실패로 끝나고 맙니다. 기술의 초기 단계 만을 보고 그 기술을 판단하려 했던 것이지요.

4차 산업혁명의 GPT(일반목적기술, General Purpose Technology) 중 하나인 블록체인 또한 비슷한 운명에 처해 있습니다. 그러나 "블록체인 기술은 과장된 것이며, 실 생활에 필요없다"고 생각하는 이들은 IBM의 스마트폰과 똑같은 오류를 범할 가능성이 높다 할 것입니다.

오늘 소개해 드리는 <알기쉬운 블록체인 & 암호화폐 105문답>에서는 블록체인 기술의 잠재력을 비트코인과 같은 암호화폐만을 가지고 판단해서는 안된다고 주장합니다. 즉, 우리가 생각할 수 있는 모든 비즈니스 (물류, 유통, 제조, 의료, 서비스, 금융 등)에 블록체인이 적용가능하며, 그 잠재력을 이해하고, 미래사회에서 블록체인이 가져올 변화와 충격을 예측하는 것이 중요하다는 이야기입니다.

본서의 구성은 대략 총 384페이지 분량에 블록체인 기술과 암호화폐에 대한 궁금증을 풀기 위한 문답형식의 질문과 답변으로 정리되어 11개의 파트로 구분 정리되어 있는 것이 특징입니다.

11개 파트는 대략 암호화폐의 기초, 블록체인 기술, 블록체인의 다양한 활용, 국내외 동향, 암호화폐를 거래, 채굴, 투자하는 방법 그리고 암호화폐 ICO 등에 대해 자세히 소개하고 있습니다. 파트를 찾기 쉽게 잘 나누어 놓았기 때문에 필요할 때 필요한 내용을 찾기가 수월합니다.

블록체인 기술의 탄생과 진화 그리고 그 과정에서 생겨난 각종 암호화폐들의 특징들 그리고 블록체인의 활용가능성과 미래비전에 대해 질문과 답이라는 직관적인 방식으로 접근해가는 책입니다. 블록체인 기술에 관심있는 분들의 일독을 권합니다.

수학의 아름다움

수학의 아름다움 - AI, 빅데이터에 숨어 있는
우쥔 지음, 한수희 옮김, 권재명 감수 / 세종(세종서적) / 2019년 1월

최근 유학을 가는 분들 중에 미국 MBA 지원자의 수가 갈수록 감소하고 있다는 기사를 본 적이 있습니다. 반대급부로 이공계 특히 IT관련 전공자들의 수가 폭발적으로 증가하고 있다는 사실은 미래일자리 분야에서 4차 산업혁명시대를 견인하는 ICT 기술을 중심으로 점점 대세를 이루게 되리라는 것을 반증하는 것이 아닐까 합니다.

특히 'STEAM' 이라는 '융합인재교육'이 선풍적인 인기를 끌면서 이공계 진학을 위한 학생들의 융합적 사고력(STEAM literacy)과 실생활의 문제 해결력을 배양하는데 중점을 두고 진행되고 있습니다.

STEAM 이란 Science, Technology, Engineering, Arts 그리고 Mathematics 의 두문자로, 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 과목간의 융합적 사고를 통해 4차 산업혁명 시대를 이끌 창의융합적 인재를 배양하겠다는 기본 취지가 깔려 있답니다. 물론 숫자와 기호를 사용하여, 추상적인 혹은 구체적인 대상들의 관계를 공리적으로 탐구하는 학문인 수학이 다른 학문의 기초가 됩니다.

이 5가지 학문 중 오늘 소개해 드릴 <AI, 빅데이터에 숨어 있는 수학의 아름다움> 에서는 수학의 발전사와 살제 사례를 결합해 과거와 현재를 아우르며, 현재 과학기술 분야 특히 4차 산업혁명 시대의 ICT 기술들의 근간을 이루는 알고리즘의 핵심인 수학 이론의 기원과 발전 그리고 그 적용을 체계적으로 서술하고 있습니다.

구글에서 자연어처리 및 검색 알고리즘을 개발한 저자(루쥔)은 다음과 같이 이야기합니다.

"오늘날 우리가 알고 있는 매우 훌륭한 알고리즘은 단순한 수학 모델로 구현된다. 복잡한 문제일 수록 수학 규칙은 단순하다. 컴퓨터 공학과 정보통신기술 분야에서 그 규칙성을 발견하는 가장 좋은 도구 또한 수학이다."

그렇다면 책 제목에서 이야기하는 "수학이 아름다운 이유" 는 무엇일까요?

내용은 복잡하지만 형식이 간단하기 때문이 아닐까 합니다. 이런 수학의 단순한 아름다움으로 말미암아 과학과 공학 그리고 제품 설계와 개발에서 전혀 새로운 경이로운 피조물(?)이 탄생합니다. 우수한 수학모델은 서로 전혀 관련 없어 보이는 공학기술의 현실적인 문제들을 풀어주고 서로 연결시켜줍니다.

새로운 수학모델의 발견은 특히 디지털 공학과 컴퓨터 과학의 진보를 견인해왔으며, 이제 만개한 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능과 빅데이터 처리기술 그리고 다양한 적용과 활용을 통해 우리 생활을 혁신적으로 바꿔놓을 준비를 마쳤습니다.

사실 본서에서는 다양한 수학모델과 수식들이 등장합니다.

인공지능의 핵심기술인 자연어처리를 위한 통계언어모델, 형태소 분석과 결과검토법, 자연어처리와 통신을 연결하는 가교역할을 하고, 최근에는 인공지능의 머신러닝을 위한 중요한 툴인 은닉마르코프 모델, 불 대수와 검색엔진과의 관계, 그래프이론과 웹크롤러, 행렬 연산과 텍스트 처리의 두 가지 분류문제 등이 다양한 수식과 함께 자세히 설명되고 있습니다.

예를 들어, 우리가 쓰는 자연어를 컴퓨터가 이해하고 처리할 수 있게 하려면 자연어의 문맥특성에 상응하는 수학모델을 만들어야 합니다. 이 수학 모델의 일종이 통계언어모델(Statistical Language Model)이며 모든 자연어 처리의 기초가 됩니다. 컴퓨터 프로그램의 알고리즘 또한 기초적인 수학에 의거하며, 기계번역, 문헌조회 그리고 음성인식 등 여러분야에 활용되고 있답니다. 이렇듯 다양한 수학모델들의 진화는 곧 자연어 처리, 음성인식, 빅데이터, 검색엔진 등 인공지능 기술로 귀결되었습니다.

인공지능의 현 주소와 관련 IT업계의 동향 등 수학과 관련한 다양한 에피소드를 통해 기술진보의 역사와 현재 수준 그리고 미래에 펼쳐질 기술 비전까지 아우를 만큼 넓은 스펙트럼을 보여주는 책이라 생각합니다.

오랜만에 대학시절 배웠던 각종 공학수학 수식들을 다시 보니 기억이 날듯 말듯 그 시절을 추억하는 시간이기도 했습니다. 공학도를 꿈꾸는 미래인재들에게 본서를 권하고 싶습니다

월드와이드웹(WWW)을 창시한 '팀 버너스 리'의 말로 마무리 할까 합니다.

"단순성과 모듈화는 소프트웨어 공학의 토대이며, 분포식과 내결함성(fault tolerance)은 인터넷의 생명이다."

야나두 영어회화

야나두 영어회화 - 느낌동사만 알면 야, 너두 할 수 있어! ㅣ 야나두 영어회화
원예나 지음 / 라곰 / 2019년 1월

우리나라 영어교육의 시작은 다른 어느 나라에 비추어 봐도 너무 이른 나이가 아닐까 생각합니다. 연구에 따르면 모국어의 시작과 더불어 외국어를 함께 시작하는 것이 좋다는 결과도 있고, 모국어의 말하기, 읽기, 쓰기를 어느정도 습득한 후 외국어를 시작해도 늦지 않다는 이야기도 있습니다.

어떤 연구가 더 맞는지는 몰라도 유치원, 심지어는 유아기 부터 영어에 노출시키는 부모님들도 주위에서 많은 것 같습니다. 그렇게 우리는 초, 중, 고 그리고 대학 심지어 취업 시험과 승진 시험을 위해서 또 다시 영어책을 펴왔습니다.

그런데 과연 여러분은 영어로 자신의 의사를 어느 정도 표현하실 수 있나요? 어려운 단어가 아닌 쉬운 단어라도 제대로만 표현할 수 있다면 좋을텐데요...

요즘 TV나 각종 미디어에 영어 회화와 관련하여 많이 듣는 브랜드가 있습니다. 바로 "야나두 영어회화" 입니다. 오늘 소개해 드리는 "<야나두 영어회화 : 느낌동사만 알면 야, 너두 할 수 있어>" 에서는 느낌 동사라고 하는 조동사와 각종 시제와 가정법에 관한 미묘한 차이를 예제와 함게 자세히 안내해 주고 있습니다.

예를 들어, 우리가 많이 쓰는 can의 과거인 could 라는 조동사의 경우 3가지 느낌이 있습니다.

첫번째 과거의 능력(~할 수 있었어), 두번째 추측하기(~일 수도 있어), 세번째 요청하기(~해도 되겠습니까)

can의 과거이기 때문에 당연히 과거의 능력은 이해가 갑니다만, 추측의 경우는 쉽게 활용하기가 힘이 들죠. 예를 들어, "재미있을 리가 없어" 를 표현할때 It couldn't be fun. 을 즉석에서 떠올리기란 쉽지 않다는 이야기입니다. 가장 Could의 가장 중요한 느낌은 추측하기입니다. could는 대략 가능성이 50% 정도일때 사용합니다. 반면 can은 확신에 가까울 때 사용합니다.

이렇듯 원어민의 경우, 자신의 느낌을 조동사의 원형, 현재, 과거 그리고 완료 형을 통해 표현을 합니다만, 그 정확한 표현법을 습득하게 된다면 좀 더 원어민에 가까운 영어를 구사할 수 있으리라 확신합니다.

제가 미국에서 공부할 때도 마찬가지로 영어 때문에 애를 많이 먹었습니다. 그 당시 제가 느꼈던 가장 큰 기억은 그들은 어려운 단어를 많이 사용하지 않는다는 것입니다. 예를 들어, have, get, take, come 등과 같은 기본 동사와 전치사를 이용해 다양한 표현을 구사한다는 것이죠. 또한 본서에서 이야기하는 조동사(느낌동사)를 통해 강제, 권유, 요청, 아쉬움 등을 상황 상황에 맞게 표현하더라는 겁니다.

책은 아주 쉽게 쓰여 있어, 초심자 분들도 보실 수 있게 구성되어 있습니다. 문법책이 아니라 회화책이기 때문에 문법의 설명은 없습니다만, 우리가 기존에 배워왔던 기초 문법 정도만 아시는 분들이라면 쉽게 접근하실 수 있다고 생각합니다.

조동사의 느낌적인 느낌(?)과 그 활용법을 익혀 미드를 보거나 외국인들과 좀더 수준있는 대화를 원하시는 분들께서 보시면 좋을 책인 것 같습니다.