인공지능 교과서 : 비즈니스 구축부터 신기술 개발까지

이모토타카시

저자:이모토타카시
미디어스케치대표이사로사이버대학전임강사로활동하고있다.나라현가시하라시출신으로대학졸업후에NEC소프트,퓨처아키텍트를거쳐미디어스케치를설립했다.IoT,인공지능,블록체인등최신기술의컨설턴트로다양한기업과연구개발에임하고있다.자사의연구개발프로젝트로스마트폰용통신모듈기판과범죄를예측하는인공지능등의연구개발에힘쓰고있다.또한닛케이BP<닛케이xTECH러닝>,일본경제신문사<닛케이비즈니스스쿨>의IoT,인공지능강좌강사로도활동하고있다.200가지이상의최신기술에관한강연과강좌를일본전국에서진행하는IoT,인공지능강좌의인기강사이기도하다.후지텔레비<진짜인가!?TV>,텔레비아사히<선데이lLive!!>등텔레비전과라디오등다양한미디어에서활약중이다.공저에와<문제를풀고실력을체크IoT문제집>(닛케이BP)이있다.

역자:김기태
충남대학교컴퓨터공학과졸업.이후광선로계측관련회사에서유저소프트웨어개발엔지니어업무를맡았다.주사용언어는JAVA이며C나Python등의언어도활용가능하다.해당경험을바탕으로현재는프리랜서번역가로활동중이다.

감수:이강덕
서강대학교경영학부(경영학전공)학사,동경영전문대학원MBA(관리전공)석사,동대학원글로벌서비스경영(경영학)박사학위를취득했다.현재서강대학교경영학과/경영전문대학원에출강중이다.주요활동으로는서강대학교스마트핀테크연구센터연구과제및참여기업관리,산학협력중점교수한국능률협회인증원연구수행전문위원,신협의신성장및조합원(소상공인)안정화방안연구공동연구,4차산업혁명시대의동반성장을위한성과평가체계및지표개발연구에참여한바있다.주요번역서로는<만화로쉽게배우는머신러닝>,<전력과국가의부>(예정)가있다.

제1장【기초편】인공지능(AI)의세계
1.1인공지능이란무엇인가
인공지능의탄생과역사
결국,인공지능이란무엇인가
모델과설명변수,목적변수
인공지능에대한환상

1.2인공지능의가치
왜인공지능으로자율주행차를실현할수있는가
인공지능을둘러싼각국기업의자세와기대치
인공지능이가능한것
미지데이터대응과인공지능의가치

1.3인공지능은일자리를빼앗을까
인공지능이불가능한것
인공지능으로대체할수없는3가지업무
인류는인공지능에게일자리를빼앗길까
사람과인공지능의협조레벨

1.4인공지능은세계를어떻게변화시키는가
업계의재정의
인공지능이보급된세계
기업은어떻게해야하는가
인간은어떻게해야하는가

제2장【비즈니스편】산업별로본인공지능사례와미래예측
2.1제조업의인공지능활용과예상(제품개발편)
스마트제품
제품의컴퓨터화
제품의OS

2.2제조업의인공지능활용과예상(생산관리편)
인공지능에의한비용삭감
인공지능을이용하지않는선택지
인공지능에의한제품의안정화
예지보전
이상검지와산업보안
생산계획

2.3자동차산업의인공지능활용
자동차생산현장
자율주행의레벨정의
자율주행차개발동향
자율주행플랫폼
내비게이션시스템

2.4농업·어업·축산업의인공지능활용
인공지능과식물공장
비교재배와최적화
인공지능과어업
인공지능을활용한새로운축산업

2.5의료분야의인공지능활용과미래
인공지능에의한진단
화상인식에의한진단
의료의인공지능활용시주의사항
데이터공유에관한과제
뇌파해석의가능성
브레인머신인터페이스
인공지능신약개발
세포배양

2.6건설업의인공지능활용과미래
업무용차량
스마트홈

2.7금융업의인공지능활용과미래
인공지능을이용한자산운용
인공지능에의한자산운용

2.8소매업의인공지능활용과미래
아마존고와슈퍼마켓의미래
편의점과인공지능
챗봇의활용
인공지능을이용한수요예측
추천기능

제3장【비즈니스편】인공지능활용에관한국가시책
3.1에너지와스마트그리드
스마트그리드
스마트그리드와인공지능

3.2스마트시티
스마트시티
싱가포르의스마트네이션구상
인공지능을이용한도시계획입안
스마트시티의앞에있는것

3.3데이터유통의현황과과제
데이터유통의필요성
공공기관의오픈데이터화
해외의오픈데이터추진
오픈데이터를둘러싼과제
민간의데이터유통
정보은행
민간의데이터유통촉진과제

제4장【비즈니스편】인공지능프로젝트의추진방법과주의사항
4.1인공지능프로젝트의기획
공정혁신과제품혁신
목표설정과공유가치창출
혁신기업의딜레마
인공지능과지적재산

4.2데이터수집과관리
인공지능활용을위해수집해야할세가지데이터
내부데이터의수집과관리
센싱데이터의수집과관리
외부데이터의수집과관리

4.3인재부족문제의해결방법
엔지니어부족현황
인공지능교육의필요성
초기의프로젝트체제
외부힘을빌린다
파트너를찾는방법

제5장【기술편】머신러닝~지금까지의인공지능과역사~
5.1인공지능을배우기전의필수지식
설명변수와목적변수와모델
절댓값
미분
상관관계와상관계수
데이터간의인과와유사상관
행렬의내적
확률

5.2인공지능의역사
인공지능의진화를배우는의의
초기연역추론의인공지능
현재로이어지는귀납추론의인공지능
귀납추론의한계
발견하는현재의인공지능
컴퓨터비전

5.3머신러닝이가능한것
단순회귀분석
다중회귀분석
분류
클러스터링

5.4데이터세트에의한분석예
데이터세트에의한분석
아이리스데이터
와인품질데이터
보스턴의하우징데이터
수작업숫자데이터
Cifar-10(화상인식연습용데이터세트)
20Newsgroups에의한문서데이터해석

5.5학습
학습의의의
머신러닝
학습데이터와지도학습
비지도학습1
강화학습
학습방법의선택

5.6머신러닝의알고리즘
결정나무
SVM(서포트벡터머신)
유전적알고리즘
k평균법(k-means법)

제6장【기술편】딥러닝~현재의인공지능~
6.1신경망
신경망의시작
뇌의정보전달체계
뇌의학습
논리회로
신경망의구성
퍼셉트론에의한계산처리
활성화함수
활성화함수(스텝함수,시그모이드함수)
활성화함수(렐루함수)
활성화함수(기타함수)
출력함수
순전파의정리

6.2오차역전파법(백프로퍼케이션)
학습원리
손실함수(로스함수)
편미분에의한영향력의계산
편미분의구체적예
학습원리
최적화알고리즘(SGD)
기타최적화알고리즘
미니배치학습
역전파와학습의정리

6.3심층학습(딥러닝)
특징추출이란
심층의이점
인공지능의시선
심층에서생기는다양한문제
딥러닝을실현하는수법
드롭아웃
오토인코더(자기부호화기)

6.4합성곱신경망
화상인식과추상화
합성곱신경망의예(AlexNet)
합성곱신경망의개요
합성곱층의목적
합성곱층의필터와가중치계산
필터에반응하는특징의가시화
합성곱층의패딩실시
합성곱층의활성화
풀링층의처리
평활화의실시
전결합층의처리
합성곱신경망에의한분석예(모델의설계)
합성곱신경망에의한분석예(학습설계)
합성곱신경망에의한분석예(정확도검증)
합성곱신경망을이용한분석예(특징확인)

제7장【기술편】인공지능개발과운용관리
7.1인공지능의설계
머신러닝알고리즘의선택
목표값의설정
목표값과개발비용
학습의실시계획
학습완료모델의보존

7.2인공지능의운용감시
회귀분석의정확도감시
분류의정확도감시
교차검증
과적합
과적합의규명
과적합에대응

7.3파이썬언어
파이썬이이용되는이유
파이썬의버전
파이썬개발환경

7.4데이터분석에필수인파이썬패키지
패키지언어
주피터노트북(JupyterNotebook)
맥플롯립(matplotlib)
넘파이(NumPy)
팔다스(Pandas)
사이파이(SciPy)

7.5인공지능관련라이브러리
텐서플로(TensorFlow)
체이너(Chainer)
파이토치(PyTorch)
케라스(Keras)
사이킷런(scikit-learn)
딥(DEAP)
오픈AI칩(OpenAIGym)

7.6인공지능을동작시키는플랫폼
인공지능을어디서학습시키는가
인공지능을어디에서예측시키는가
아마존웹서비스(AWS)
구글클라우드플랫폼
마이크로소프트애저
IBM클라우드(구Bluemix)
사쿠라클라우드
뉴럴네트워크콘솔
구글컬래버러터리

7.7하드웨어와플랫폼
인공지능과CPU의관계
인공지능과GPU
쿠다
ASIC와TPU
애지용보드

제8장【기술편】최신인공지능기술~미래의인공지능~
8.1순환신경망
순환신경망의특징
순환신경망의계산
순환신경망의분석예
LSTM(장단기기억)
순환신경망의향후

8.2강화학습의역사와DQN
마르코프결정과정
Q학습
심층Q-네트워크(DQN)
심층Q-네트워크에서합성곱신경망의활용

8.3알파고와알파고제로
왜알파고가대단한가
알파고의아이디어와기술
폴리시네트워크382
SL폴리시네트워크의생성
롤아웃폴리시모델
알파고의강화학습목적
방책기울기법에의한RL폴리시네트워크의생성
밸류네트워크
몬테카를로트리탐색
알파고제로의충격

8.4A3C
비동기(Asynchronous)
이득(Advantage)
배우와비평가(Actor-Critic)
A3C의성과

8.5GANs
GANs의역사
GANs의구조
DCGAN
DCGAN의분석예
GANs의향후

8.6BERT
BERT의목적
BERT의학습
학습을마친모델의활용

8.7소셜데이터의활용

8.8캡슐네트워크
합성곱신경망의약점
캡슐네트워크의목적
캡슐네트워크의구조
동적라우팅
캡슐네트워크의향후

제9장인공지능개발에관한FAQ
9.1인공지능에관한일반적인질문
Q.1인공지능은현명한가?
Q.2인공지능은오류가없는가?423
Q.3인공지능이전문인것은무엇인가?
Q.4인공지능이서툰것은무엇인가?
Q.5기술적특이점(싱귤래리티)이란무엇인가?
Q.6싱귤래리티에의해인공지능이인간보다현명해져서인간을지배하는일은없을까?
Q.7인공지능은인간과같이생각하게되는가?
Q.8인공지능에감정을갖게하는것은가능할까?

9.2인공지능의우려에관한질문
Q.9인공지능이군사목적으로이용될가능성은있을까?
Q.10인공지능에의해서로봇병기가실현될까?
Q.11인공지능을탑재한병기가인간을멸할가능성은없을까?
Q.12인공지능이범죄에이용될가능성은없을까?
Q.13인공지능이사이버공격을할가능성이있을까?
Q.14사이버공격을막기위해인공지능을활용할수있을까?
Q.15인공지능이크래킹을받을가능성은있을까?

9.3기업의인공지능활용에관한질문
Q.16모든기업이인공지능을활용해야할까?
Q.17인공지능에의해서이업종참가가늘까?
Q.18인공지능의개발비용은고액일까?
Q.19인공지능의개발비용을판단하는방법은있는가?
Q.20인공지능기술자는부족한가?
Q.21인공지능개발을도와줄기술자는어디에있는가?
Q.22인공지능개발이가능한기술자를접촉하려면어떻게하면될까?
Q.23국가는인공지능활용을권장하고있는가?
Q.24지방자치단체는인공지능의활용을권장하고있는가?

9.4생활에관한질문
Q.25인공지