오렌지3 with 파이썬 - 머신러닝으로 쉽게 따라 하는 데이터 과학 프로젝트

김현철,김종혜,박종화,임진숙

저자:김현철
현재고려대학교정보대학컴퓨터학과교수이며,인공지능과기계학습관련된강의와연구를하고있다.또한초중등교육에서의소프트웨어인공지능교육에도관심을가지고관련된여러활동에적극참여하고있다.미국플로리다대학교에서‘신경망을통한지식탐색’이라는논문주제로전산정보학박사학위를받았다.

저자:김종혜
고려대학교컴퓨터교육박사학위를취득하고,대한민국정보교육상수상자로경기도정보수석교사로재직하고있다.2007년부터2022년까지개정정보교과서와인공지능기초,데이터과학교과서를집필하였으며,전국과도단위에서인공지능,데이터과학연수강사로활동하며학생과교사의역량강화를위해고민하고실천하고있다.

저자:박종화
한국교원대학교에서컴퓨터교육학석사학위를취득하고,경기도의한고등학교에서C,C++,Java,Python,인공지능등의수업을진행해오고있다.학생들의창의성과문제해결능력을증진하기위해다양한연구활동을추구하고있으며2013년부터2022년까지정보,컴퓨터일반,정보과학,인공지능기초,데이터과학등의교과서를집필하였다.

저자:임진숙
한국교원대학교에서컴퓨터교육학박사학위를취득하고,경북교육청의수업선도교사3회인증받았으며,2022년대한민국정보교육상을수상하기도하였다.2013년부터중·고등학교정보,인공지능기초,데이터과학교과서와‘나는오렌지로데이터분석한다’등의도서를집필하였다.현재는경북교육청연수원에서교원의역량강화를돕는교육연구사로재직중이다.

1장기계학습과신경망의이해
01기계학습은무엇인가?
02지도학습과정
03신경망모델
04학습과평가

2장머신러닝기반문제해결과정:오렌지와구글코랩의활용
01오렌지소개하기
02오렌지프로그램설치하기
03오렌지프로그램화면
04구글코랩사용하기
05데이터분석을위한파이썬주요라이브러리
06머신러닝기반문제해결과정

3장호텔고객의만족도를높이기위해어떤서비스에중점을두어야할까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03호텔만족도분류모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한결정트리모델구현하기
05파이썬을이용해결정트리모델구현하기

4장펭귄종을분류할수있는방법은무엇일까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03펭귄종분류모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한펭귄종예측하기
05파이썬을이용해최근접이웃알고리즘으로펭귄종예측하기

5장2040년자장면가격을예측할수있을까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03어떤데이터처리가필요할까?
04자장면가격예측모델은어떻게만들까?
05오렌지를이용한선형회귀모델구현하기
06파이썬을이용해선형회귀모델구현하기

6장건강상태를알면당뇨병을예측할수있을까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03당뇨병분류모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한당뇨병예측하기
05파이썬을이용해당뇨병예측하기

7장전세계의지진데이터를군집화할수있을까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03지진군집화모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한지진데이터군집화하기
05파이썬을이용해지진데이터군집화하기

8장인공지능으로이미지의용량을줄이는방안은무엇일까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03사진의군집화모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한사진데이터군집화하기
05파이썬을이용해사진데이터군집화하기

9장식료품구매에어떤연관성이있을까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03식료품구매의연관분석은어떻게수행할까?
04오렌지를이용한식료품구매연관분석하기
05파이썬을이용해식료품연관분석하기

10장음파탐지기로기뢰와바위를구분할수있을까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03기뢰와바위를분류하는모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한기뢰,바위예측하기
05파이썬을이용해기뢰,바위예측하기

11장인공지능으로사과농가를어떻게도울까?
01문제정의하기
02데이터는어떻게수집할까?
03썩은사과분류모델은어떻게만들까?
04오렌지를이용한썩은사과분류하기
05파이썬을이용해썩은사과분류예측하기

이책은머신러닝및딥러닝모델로문제를해결하는과정을한가지주제로데이터마이닝플랫폼인오렌지(Orange)와파이썬(sklearn,keras)프로그래밍으로기술하였습니다.

이책을통해여러분은머신러닝이어떻게현실의문제를해결하고,미래의변화를예측할수있는지배울수있을것입니다.또한9가지의다양한프로젝트를수행하면서여러분은복잡한이론을이해하고,그것을실생활문제에직접적용하는즐거움을느낄수있습니다.

미래를예측하기위한인공지능(기계학습)으로문제를해결하는과정

[문제정의하기]-[데이터수집하기]-[탐색적데이터분석과전처리하기]-[모델생성하기]-[모델평가및예측하기]-[모델활용하기]순으로해결할수있습니다.

즉,프로젝트개발단계를적용하여데이터를수집및분석하고,모델을생성하여성능을평가하고예측한후모델을활용하는것까지실습할수있도록구성하였습니다.

추천사

오렌지3는데이터시각화및머신러닝,데이터마이닝을위한오픈소스데이터분석및시각화도구입니다.파이썬기반으로개발된이툴은별도의프로그래밍코딩이필요없이드래그앤드롭및클릭만으로원하는데이터를가져오거나정제하는과정을가질수있는데요.이는최근에핫한데이터분석과머신러닝혹은논문분석등데이터과학을접함에있어매우큰메리트로다가옵니다.

이책은오렌지3의개념과어떤데이터들을활용할수있는지먼저알아본뒤,다양한프로젝트를수행하는과정을거치고있습니다.어떤문제들을가지고있고데이터들로무엇이주어지는지,여기서뽑아내야하는것들이나학습을시켜어떤도출을시켜야하는지에대해책의흐름을따라가며자연스럽게알수있습니다.이과정에서데이터와인공지능등과관련된어휘도자세히알아보는과정을통해독자로하여금데이터활용과오렌지3의세계로빠져들게합니다.개인적으로책을먼저접하면서위젯을추가설치하여지진데이터를군집화및시각화하는과정이신기했네요!

데이터과학에대해알아보고싶거나데이터시각화및정제,이를활용한비즈니스및다양한분야에서의프로젝트활용이나논문작성등을해보고싶으신분들께추천드리는책으로,책의순서대로천천히따라온다면어느덧데이터과학분야와용어에익숙해지고내가원하는방향으로데이터를정제및활용할수있는모습을발견할수있을것입니다.
-김태웅(클라크스퀘어,로보틱스퍼실리테이터)

중고등학교수업에오렌지3와파이썬을활용하면서어렵고재미없는개념을최대한쉽고재미있게수업하기위해다양한아이디어들을찾아헤매는강사입니다.

기존에접해온책들은오렌지3또는파이썬중하나로활용하는것이보통이라오렌지3예제를파이썬으로또는반대로분석&테스트하며수업연구를해왔는데요,이책에는다양한데이터를다양한알고리즘을활용하는것뿐만아니라하나의데이터를오렌지3와파이썬으로분석&예측해놓아서수업연구뿐아니라혼공하기너무좋네요.수업을진행하는교ㆍ강사들뿐만아니라혼공하는학생들에게도매우도움이될것같습니다.

또한개념을배웠지만언제어디에어떻게적용해야할지모르는기초와심화사이의늪에서허우적대는많은이들에게데이터분석과예측이어떤흐름으로진행되는지,나는어떤부분이부족하니어떤부분을더스터디할지,길잡이를해줄것같습니다.

오렌지3로데이터/인공지능수업을진행한학교라면파이썬으로확장해볼수있을것같고,파이썬으로수업을진행한학교에서는어려운개념을오렌지3로다시한번되짚어가며제대로이해할수있는기회가될듯하여학교수업에사용하는것도추천합니다.베타리더로일주일간이책을체험하며저도수업에다양한아이디어를얻을수있어너무좋은기회였습니다.
-나소영(코딩튜터)