파이썬으로 완성하는 비지도 학습 알고리즘

파이썬으로 완성하는 비지도 학습 알고리즘 - 비감독 모형과 텐서플로 2를 이용한 전처리 기법의 머신러닝 구현
송동근 지음 / 비제이퍼블릭 / 2021년 12월

인공지능을 배우게 되면 지도학습과 비지도 학습의 구분법을 누구나 배우게 됩니다. 지도학습은 회귀와 분류로 나눠지고 비지도학습은 군집화, 주성분분석(차원축소) 등으로 되어 있다고 배우죠. 인공지능을 배우는 대부분의 교육자는 지도학습의 회귀와 분류를 넘는 것도 힘들지만 회귀와 분류를 어렴풋하게 알게 되면 비지도학습의 필요성을 실감하게 됩니다. 왜냐하면 지도학습은 답을 주고 학습을 시키지만 실제는 답이 없는 경우도 허다하기에 <파이썬으로 완성하는 비지도 학습 알고리즘>은 출력에 답(목적변수)을 주지 않고 입력으로 데이터(설명변수)만 주입해서 인공지닝 스스로 답을 찾는 방법을 배울 수있습니다.

저자는 위메프 송동근 데이터분석가입니다. 한림대에서 학사, 중앙대학교에서 석사를 통계학으로 전공하였습니다. 통계학과에서 R을 주로 다뤄겠지만 지금은 파이썬으로 개발까지하고 있는 개발전문가입니다. 데이터는 위메프의 커머스데이터를 많이 다뤘다고 합니다. 위메프라는 온라인커머스에서 제대로 온라인쇼핑몰데이터를 다루는 실전전문가라고 할 수있습니다.

저자는 비지도학습을 차원축소, 이상치탐지, 군집화, 텐서플로2, 오토인코더 순으로 순서를 구성해 두었습니다. 머신러닝을 조금이라도 배우신 분이라면 이름은 늘 들어봤던 단어들입니다. 텐서플로2는 딥러닝을 하는 툴입니다. 지도학습의 경우 데이터가 적어도 상관은 없지만 비지도학습은 데이터가 많아서 성능이 좋아집니다. 다행스럽게도 컴퓨티기술은 대량의 데이터를 다룰수있는 기계적 성능이 가파르게 향상되고 있습니다. 그리고 데이터도 무한정 쏟아지고 있는 것이 현실입니다. 이제 많은 데이터로 우리가 맞닫뜨린 문제를 풀수있는 방법이 개발되고 있고 그 방식이 바로 비지도 학습입니다. 흥미로운 점은 비지도학습은 목적이 없이 프로그램을 돌리면 결과가 나오는 방법입니다. 대부분 정확도를 올리는 방식이고 이 정확도 %를 올리기 위해 다양한 모델을 만들어수 수행하는 방법을 사용합니다.

'차원축소'는 주성분분석(PCA)입니다. 필요없는 성분을 줄어가면서 유용한 차원만으로 결과를 도출하는 방식입니다. 이는 직교변환을 응용한 방식이라고 합니다. 우선 잘모르더라도 계속 암기하는 방식을 취해야합니다. ㅠㅠ 사용하는 데이터는 MNIST데이터(손글씨)를 사용하여 연습합니다.

'이상치탐지'는 예외적인 패턴을 찾아내는 방법입니다. 결과는 정상과 비정상으로 나오게 됩니다. 결과는 간단한 편입니다. ^^방법은 MCD,고립포레스트,SVM 등의 방법을 사용합니다.

'군집화'는 가장 많은 페이지를 할애하는 방법입니다. 그만큼 중요하다는 것이겠죠. 목적변수없이 스스로 분류하게 만들수있습니다. 물론 군집화에서 중요한 것은 결과치에 대한 타당성도 검증을 해야 합니다. 그래서 군집호를 위한 '거리'문제, L1,L2,내접곱, 샤논엔트로피등의 거리문제를 공부합니다. 군집화를 배웠으면 응용으로 데이터의 의미와 목적을 지표로 설계하는 겁니다. 이 결과치를 워드클라우드로 나타내는 학습을 합니다.

비지도 학습에서 오토인코더는 데이터가 복잡하기에 인코딩을 하여 축소를 하였다가 다시 디코딩하는 방법입니다. 데이터를 다루기 쉽게 압축하는 방식입니다. 데이터를 은닉레이어로 축소를 했다가 다시 인간이 이해할 수있게끔 복원하는 형식이 오토인코딩의 기본형태입니다. 이를 '바닐라오토인코더'라고 합니다. 인공지능을 공부할 때 수식에 포기를하는 경우가 많은데 저자는 수식은 최소화하고 대도록이면 기초적인 MNIST를 이용해서 모든 형태를 설명하려고 하였습니다. 이렇게 데이터를 거의 통일시킴으로써 형태변화의 이해를 높였습니다.

처음에는 비지도학습으로 무얼할 수있을까 막막하지만 '이상치탐지'만으로도 비지도학습의 능력은 대단함을 느낄수 있습니다. 신용카드의 이상구매패턴을 발견하고 심장박동이 이상할 때 119와 연결될 수있으면 정말 소중한 생명을 살릴 수있을 겁니다. 저도 애플워치를 차고 다닙니다만 제 데이터(설명변수)를 입력해서 이상현상을 발견해준다면 돌발적 상황에서 생존이 가능해질겁니다. 이것 뿐이겠습니까. 범죄도 예방할 수있고, 즐거움까지도 분석해서 자신감을 증가시키는 데도 사용이 가능할겁니다. 당연히 제조라인의 불량품을 검수할 때도 매우 요긴하게 사용해서 불량품을 구매자에게 판매되는 것을 막고 좀더 앞선에서 불량품이 발생하는 가능성도 줄일수가 있습니다. 물론 쉬운 과정이 아닙니다. 더우기 인문학전공자들에게는 외계언어처럼 느껴질 수도 있습니다. 하지만 그것은 시간과 노력이 해결해줄겁니다. 이제 좀더 깊이 나가야 앞설수있을 때인듯합니다.

본 도서는 출판사로부터 무상으로 제공받아 주관적인 리뷰를 했습니다.

R로 하는 빅데이터 분석 : 데이터 전처리와 시각화

R로 하는 빅데이터 분석 : 데이터 전처리와 시각화 - 개념적 기초에서 심층 활용까지, 제3판
김권현 지음 / 숨은원리 / 2022년 1월

데이터분석은 이제 인공지능을 배우는 기초가 되었습니다. 인공지능을 배우려면 머신러닝과 딥러닝을 배우지만 그것을 공부하기위한 기초로 데이터분석을 할수가 있어야 합니다. 물론 데이터분석자체만으로도 매우 큰 활용성이 높기는 합니다. 데이터분석은 데이터전처리가 70% 분석이 20% 그리고 시각화가 10%정도의 비율로 중요성을 나누기도 합니다. <R로 하는 빅데이터 분석>은 분석자체보다는 데이터전처리를 좀더 원활히 할 수있도록 학습배분을 합니다. 더우기 이 책은 '제3판'으로 2019년 초판을 발행한 이후 2020년 개정판을 발행한후 2년만에 저자가 좀더 공부했으면 하는 날짜부분, 정규표현식 부분들을 수정 추가하여 데이터분석에 좀더 완성도있는 개념과 실제방법을 소개하고 있습니다.

저자 김권현 서울대 인지과학박사는 서울대 사회교육원에서 R을 가르치고 서울소재 대학에서 심리통계와 분석프로그램을 가르치고 있습니다.

R은 통계학에 최적화된 언어입니다. C나 파이썬 같은 컴퓨터프로그램과는 달리 데이터를 입력하여 처리와 출력을 하는 역할만 합니다. 사용방법은 필요한 기능을 패키지로 묶어서 install.packages()로 불러옵니다. 블러왔다고 바로 쓸수있는건 아니고 library()를 사용해서 사용할 수 있습니다. 이것이 R언어의 출발입니다. 타입, 행렬, 배열 그리고 원래 R의 강력한 기능인 data.frame을 알아야 합니다. 이기능을 파이썬에서는 판다스로 구현을 합니다. 그리고 R로 읽기(txt,excel,csv), 항상 한글이 깨지는 인코딩을 해결해야 하기에 문자열관련지식은 필수입니다. 그리고 데이터전처리에서 날짜처리에 많은 어려움을 겪는 경우가 있는데 이는 다양한 경우의 수때문입니다. 음력, 국경일, 날짜갱신문제등 실무에 들어가면 복잡한 것을 좀더 디테일하게 정리해줍니다.

통계를 위한 전처리가 끝났으면 분석을 해야 합니다. 이를 위해서는 기술통계량을 추출해야 합니다. 그때 사용하는 방법이 mean, median, mode, max,min등을 사용하고 패키지로 prettyR, psych,Hmisc, pastecs의 함수를 사용합니다. psych::describe()엄청 자주사용해서 요약통계치를 구합니다. 통계를 뽑았으면 그것을 시각화해야 합니다. 시각화는 데이터의 결과를 쉽게 이해시키는 방법이죠. 그 패키지는 ggplot2입니다. ggplot2를 이용하면 바챠트, 산점도 등 다양한 그래프를 그릴수있고 퍼시팅을 통해 변수에 따라 분리된 시각화를 만들수있습니다. 모양,크기, 색상, 비교 등 다양한 표현이 가능합니다.

프로그램은 학습을 해야 할 내용이 많습니다. 언어도 익혀야 하고 활용성도 높여야 수준있는 실력자가 될 수가있습니다. 더우기 매일해야 컴퓨터프로그램이 손에 익습니다. <R로 하는 빅데이터분석>이 기초과정이라기 보다는 좀더 수준있는 내용을 다루는 것은 확실합니다.그러기 위해서는 예시된 코딩을 손을 직접치는 것도 좋지만 저자의 github에서 전체코드를 다운을 받아서 빠르게 살펴보다는 것도 학습에 유용합니다. (저자 github는 구글에서 kwhkim/DAwR03a로 검색하시면 다운가능) 데이터는 점점 더 많아지고 있습니다. 그속에서 보석을 꺼내야 할 시간입니다.

본 도서는 출판사로부터 무상으로 제공받아 주관적인 리뷰를 했습니다.

성공 패턴 63으로 비즈니스 모델 완벽 정복

성공 패턴 63으로 비즈니스 모델 완벽 정복 - 필수 4요소 전략·운영·수익·콘텍스트로 완성하는 비즈니스 필승 전략
네고로 타츠유키.토가시 카오리.아지로 사토시 지음, 안동현 옮김 / 프리렉 / 2021년 12월

<성공 패턴 63으로 비즈니스 모델 완벽 정복>에서 비즈니스 모델을 "기업이 어떤 사업을 하는가? 또는 어떤 사업활동을 구상하는가?를 나타내는 사업구조설계 모델"이라고 정의합니다. 이 비즈니스모델에 대한 다양한 방법이 많이 쓰이죠. 그 대표적인 방법이 <비즈니스 모델의 탄생>의 알렉산더 오스터왈더가 소개한 9캠버스법입니다. 저자들도 오스터왈더의 방법을 포함시켜 비즈니스모델을 만듭니다. 차이점은 좀더 세분화해서 좀더 전략적으로 비즈니스를 수행할 수있도록 도와줍니다. 앞으로는 비즈니스세계는 예측하기 힘들고 사업유지기간이 짧아졌습니다. 비즈니스가 점점 리스크가 많아지기에 전략적인 모델수립은 성공을 할수있는 창조적이고 확실한 방법을 발견하는데 일조를 합니다.

저자는 3명이고 네고로 타츠유키 와세다대 교수, 토가시 카오리 아이치슈쿠토쿠대학 준교수, 아지로 사토시 타쿠쇼쿠대학 상학부 준교수입니다. 토가시카오리교수와 아지로 사토시교수는 네고로 타츠유키교수와 사제지간으로 추측됩니다. 네고로 타츠유키교수는 한국에도 2-3권의 책이 번역소개되었고 경영전략관련 책입니다. 토가시 카오리는 NHK디렉터이자 방송작가출신이라는 점이 눈에 띱니다. 아지로사토시는 브리티시 컴럼비아대학에서 객원교수경력이 있습니다.

저자들은 자신들의 비즈니스모델이 전략모델, 운영모델, 수익모델로 구성했습니다. 전략모델은 BM의 전체적인 방향성을 정하고, 운영모델은 주된 활동을 뜻하고 수익모델은 사업규모, 단가, 비용을 계산하고 고심하는 형태를 뜻합니다. 이 3가지 요소로 최적의 비즈니스모델을 만들게 됩니다. 이 방식의 근간은 알랙산더 오스터왈더의 <비즈니스모델의 탄생>, 에릭리스의 <린스타트업>, 찰스 라일리의 <리드 앤디스럽트>의 장점을 옮겨두어 비즈니스를 진행하는데 명확성을 높였습니다. 이런 과정으로 만들어진 모델이 전략모델캔버스로 고객과 가치제안을 중심으로한 전략모델부분, 자사자원과 역할을 보여주는 운영부분, 비용과 수익을 정하는 수입모델부분 마지막으로 이 비즈니스의 성립타당성과 정당성을 보는 콘텍스트부분이 있습니다. 평가적인 부분으로 콘텍스트부분은 좀더 눈여겨보면 도움이 됩니다.

앞에서 소개한 전략모델, 운영모델, 수익모델, 콘텍스트를 이해시키기 위해, 전략모델 21개, 운영모델 13개, 수익모델, 13개, 콘텍스트16개로 총 63개를 150개기업으로 사례소개를 합니다. 전략모델에서 매개형플랫폼은 2종류이상의 서로 다른 이용자를 연결하는 방식입니다. 라쿠텐쇼핑몰, 라인, 신용카드가 대상기업들입니다. 운영모델은 SPA를 소개합니다. 코난, GAP, 유니클로 등입니다. 제품 기획부터 제조, 판매까지 일체화 운영경영방식입니다. 세계적인 업체는 자라고 한국에서 8초가 있습니다. 수익모델로는 수익분배가 있는데 발주자와 수주자가 위험을 공유하는 성과보수형이 있습니다. 파나소닉 IS, d구르메x쿡패드 등의 방식을 소개하며 지속적인 사업수익이 있어야 유지되는 방식입니다. 콘텍스트는 클라우드화로 고객의 데이터에 부가가치를 더하는 방식입니다. sansan, 구글클라우드등이 사용합니다. 이 책을 통해 4가지모델에 걸쳐 63개 방식을 면밀히 이해하고 암기를한다면(=컨설턴트로 활동가능?) 자신의 사업을 구성하거나 컨설팅을 할때 좀더 최적화된 방식을 개발할수가 있습니다.

비즈니스모델의 목적을 2가지로 정리하면 현재자원을 심화하여 지속적인 비즈니스를 구축하는 것과 새로운 영역을 탐색하고 신규사업을 개척하는 것입니다. 한가지 비즈니스는 절대 영원할 수없습니다. 계속 수정하고 혁신해야 지속가능한 사업이 됩니다. 새로운 고객의 니즈를 개발하고 현재 쌓여있는 자원을 어떻게 활용할까를 구상할 수있게 도와줍니다. 마지막부분은 실제 비즈니스전략을 세울지에 대한 방법으로 전략모델캠퍼스의 생명력을 불어넣는 방법을 소개합니다.

본 도서는 출판사로부터 무상으로 제공받아 주관적인 리뷰를 합니다. 

5년 후, 당신은

5년 후, 당신은 - 불가능해 보이는 목표를 이뤄줄 행동과학의 비밀
그레이스 로던 지음, 최소영 옮김 / 알에이치코리아(RHK) / 2022년 1월

과거에는 목표와 앞날의 성공을 특별한 기준과 원리없이 무대포로 노력하면서 되는 사람은 되고 안되는 사람은 안되는 인생을 운명으로 맡기는 것이 일반적일겁니다. <5년후 당신은>은 인생의 목표를 정하고 달성하는데 행동과학을 이용해서 달성률을 높이는데 이용하여서 기존의 기준없이 인간에 대한 연구없이 목표달성을 기대했던것과 달리 목표, 시간, 나자신, 타인, 환경, 회복력 등 6가지 큰 목표를 달성하는 여섯가지를 통해 기업의 이익과 개인의 성취를 높이는데 경영과학적 원리를 바탕으로 풀어냅니다.

저자 그레이스 로던은 런던정치경제대학 행동과학과 부교수(2011년부터)시고 영국의 더블린 트리니티대학을 졸업했습니다. 경제학자이고 행동과학에서 얻은 정보를 기업의 인재역량강화하고 의사결정을 할수있도록 컨설팅합니다.

저자는 인생을 변화시킬 단계 및 핵심 키워드로 목표, 시간, 나자신, 타인, 환경, 회복력을 선정했습니다. 그리고 키워드마다 행동과학 통찰을 연결시켰습니다. 흥미로운 사실은 이루고 싶은 목표를 우선 정하고 이 책을 읽어나가길 권하고 있습니다.

6가지를 간단히 정리해보면 목표는 '크게 생각하라'입니다. 중기적인 목표를 ME+로 세워야 합니다. 이는 지금보다 향상된 나를 그려야 합니다. 이를 위해 변화에 대한 탐구가 필수일겁니다. 그리고 이를 위한 통찰로 10가지 기술을 제시합니다. 하나하나가 모두 자신감과 다짐을 높이는 경구입니다. 시간은 탁월하게 써야 합니다. 시간은 모두 24시간이 물리적으로는 동일하지만 개개인이 사용 효율은 많은 차이를 보입니다. 이를 제거하기 위해 '시간 좀벌레'를 찾아야 합니다. 그리고 나자신을 스스로 발목잡지 않게 하기 위해 인지편향여부를 확인해야 합니다. 인간의 심리상황에는 덧에 걸릴 수가 있습니다. 이를 찾아서 편향된 목표를 바로잡아야 합니다.

'우리는 타인입니다.'우리 자신은 남들의 평가에 자유롭지 못한 결국 타인입니다. 타인의 시간에 나자신이 벗어날 수있도록 10가지 통찰도 많이 들어봤지만 결국 지키지 못한 금언들일겁니다. 맥락이 중요한 공간에 우리는 삽니다. 이를 위해 방해요인을 물리적으로든 심리적으로든 줄여야 합니다. 통풍, 식물, 자연광, 조명, 온도, 소음, 자기만의 공간, 정리, 색등의 통찰을 눈여겨봐야 합니다. '회복력'으로 인생의 성공과 실패를 좌우한다고 합니다. 이를 위한 통찰로 실패에 대하여 누구나 이해할 만한 사정이 있다는 것, 작은 성공에도 기뻐하라, 행복하게 하는 것들을 경험하면서 회복력을 키우려고 노력해야 합니다.

전 이 책의 원제가 <Think Big>이라는 데 집중하고 싶습니다. 크게 생각하라 아이디어 전략에 '문샷씽킹'이 있습니다. 큰 목표를 세우고 전진하는 전략입니다. 그런데 이 전략에 도달하기 위해서는 단계를 작게 나눠서 단계를 밟아 가는 자신이 원하는 목표를 달성하고 그것이 조직의 성장을 촉진하고 경영의 역량을 강화할 확실한 방법이 될 거라 봅니다.

본 도서는 출판사로부터 무상으로 제공받아 주관적인 리뷰를 합니다.

지식재산, 가치를 담다

지식재산, 가치를 담다 - 디지털 대전환, 국가의 미래를 묻다
김찬훈 지음 / 나라아이넷 / 2022년 1월

4차산업혁명시대라고 요즘을 이야기합니다. 과거에 미국을 이끌던 GE,GM 등 전통의 대기업들은 뒤로 물러나고 소위 FAANG기업이란 빅테크기업들이 미국을 이끌고 있습니다. 이것이 바로 디지털물결이고 무형자산의 시대이 대세를 이루기 시작했습니다. <지식재산,가치를 담다>는 지식재산의 기초적 지식과 글로벌 기술경쟁, 한국 지식재산 특허의 명암, 새롭게 등장한 AI발명, 특허정책, 일본특허정책을 광범위하게 다룹니다.

저자는 나라아이넷 김찬훈대표입니다. 서울대 외교학과 경기대북한학 석사 도쿄대 국제관계전공 박사입니다.구속경력이 계신 정통운동권분이시고 97년부터 법령정보화사업시작하였습니다. 예스로라는 법령정보사이트를 운영중입니다. 일본과 한국을 왕래하면서 사업을 하십니다. 그리고 현재는 대통령소속 국가지식재산위원회 위원과 서울대 일본연구소 객원연구원이십니다. 그리고 특허등록여부를 조사하는 선행기술조사를 민간차원에서 수주하여 진행하고 있습니다. 특허사업을 확장할 기업을 경영하시는 분입니다.

트럼프때부터 로컬라이제이션의 분위기가 강화되기 시작했습니다. 이는 미중무역전쟁으로 인해 기술블럭화를 부추겼죠. 이는 글로벌디지털 신냉전으로 불립니다. 미중사이의 기술패권과 기술블럭화로 한국도 국가안보차원에서 선택해야 하고 일본과의 관계에서 아베시절 반도체소재 수출규제조치로 소재부품장비 국산화에 불을 질렀습니다. 그당시까지 국산화를 해도 대기업에서 신뢰성높은 일본산을 고집해서 국산은 찬밥신세였는데 분위기를 달리한겁니다.

'지식재산, 이것은 알아야' 5가지로 지식재산권과 특허권의 기본적인 사항을 다루고 있습니다. 특허권에 대한 기본이 없는 분들은 특허의 권리 기간등도 다루므로 꼭 읽어보면 유익합니다. 이제는 무형자산의 시대이고 중소기업이 노동자의 90%이상을 고용을 합니다. 국가에서도 중소기업의 지식재산권에 관심을 가져야 합니다. 4차산업을 끌고갈 곳은 중소기업이고 결국 중소기업의 기술혁신과 디지털혁신이 중요하다는 겁니다.

2019년 한국의 특허출원이 200만건을 돌파했습니다. 세계4위의 위용입니다. 다만 특허의 인용횟수를 평가하는 지표가 있는데 이것이 20위라는 것이 불편한 진실이죠. 질적으로는 좋지 않다는 의미이기 때문입니다.

저자가 특허관련 기업을 운영하고 계시고 대통령소속 국가지식재산위원회도 활동하셔선지 특허정책에 대한 깊이 있는 논의를 많이 하십니다. 우선 정당내에도 '지식재산위원회'를 두어서 국가의 지식재산전략을 도와야 하고 특허행정도 기존에는 제조업중심에서 시장중심으로 패러다임을 바꿀것을 요청합니다. 특허청에서 지식재산처로도의 격상의 필요성도 이야기합니다. 특허외교에 있어서도 변화가 필요합니다. 기술블럭화의 시대에 외교부의 역할입니다. 지역연합인 USMCA, RCEP, CPTPP등에서 외교부는 다자협상에서 우리의 지식재산권보호강화에 힘써야 합니다. 그리고 지식재산금융, 특허괴물에 대해서도 좋은 자료를 제공합니다.

저자가 일본 도쿄대에서 박사를 하셔선지 일본특허제도와 행정에 대해 매우 정통하십니다. 일본에서 현재 추진하는 특허전략 '지식재산전략본부를 소개합니다. '가치를 디자인한다'라는 캐치플레이드입니다. 이 가치디자인은 탈평균,융합, 공감을 3개축으로 합니다. 여기서 가치는 경제적 가치외에, 사회, 문화적 가치도 포함됩니다. 이 가치를 실현하기 위해 쿨재팬(CJ) 워킹그룹을 만듭니다. 앞으로 에프터 코로나는 지식재산전략이 필수라는 겁니다. 앞으로의 세계는 무형자산으로 가치를 창출하는 것이 더욱 중요해집니다.

미국 S&P500기업의 시장가치중 무형자산이 90%라고 합니다. 일본 니케이는 32%이고 한국 코스피200은 13%으로 일본의 1/3수준입니다. 다행히 코스닥을 가면 48%로 올라가긴 합니다만 아직 한국은 디지털경제기반이 취약하다는 반증입니다. 몇일전 삼성전자가 유럽에서 특허소송을 받았다는 소식이 전해져왔습니다. 시간이 갈수록 외부의 압박은 점점더 거세질겁니다. 이를 극복하기위해 2030년까지 지식재산 전문인재 10만명을 양성해야 한다고 강조합니다. 그리고 디대면시대로 인해 디지털이 중시되고 기술안보가 중요해졌습니다. 지식재산을 강화하고 디지털대전환에 박차를 가해야 합니다.

본 도서는 출판사로부터 무상으로 제공받아 주관적으로 리뷰합니다.