(AI) 인공지능의 개요

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💼 인간과 지능

지능이란 무엇인가 ?

• 새로운 상황이나 환경에 대처하기 위하여 배우고 이해할 수 있는 능력을 말한다.

📝 인공지능 정의와 범주

인공지능이란?

• 지능적 행동의 일반적 의미에 대한 컴퓨터 관점에서의 이해 및 지능적 행동을 할 수 있는 인공물의 생성을 다루는 컴퓨터 과학 및 컴퓨터 공학의 분야

인공지능의 접근 방향

• 계산심리학 관점의 접근
  • 사람과 동일한 방식으로 행동하는 컴퓨터 프로그램을 만듦으로써 인간의 지능적 행동을 이해
• 기계지능 관점의 접근
  • 컴퓨터를 이용하여 프로그래밍할 수 있는 영역을 인간이 수행할 수 있는 작업영역으로 확장하고자 함
• 기호처리 인공지능: 기호를 이용한 논리적 추론,탐색 등의 방법
• 통계적 접근:정보이론,베이즈 결정이론 등 적용
• 연결주의: 신경회로망 모델 활용, 심층학습 등의 연구

📝 인공지능의 역사

튜링 테스트 : 1950년 AlanTuring이 “ComputingMachineryandIntelligence”라는 논문에서 컴퓨터가 생각을 할 수 있는가를 입증하기 위해 제안한 테스트

물리적 기호시스템 가설 : 앨런 뉴웰과 허버트 사이먼이 “물리적 기호 시스템은 일반적인 지능적 행동을 위한 필요 충분한 수단을 가지고 있다”라고 제시한 가설로서, 인간이 행하는 지능적 작업을 수행하는 프로그램을 작성할 수 있다는 가능성에 대한 믿음의 근원이다.

📝 인공지능 시스템

전문가 시스템 : 특정 전문분야에 문제풀이에 사용하기 위한 시스템을 말한다.

• DENDRAL: 최초의 전문가 시스템, 질량 분석 데이터와 화학 지식을 사용하여 유기 화학자가 미지의 유기 분자를 실별하는 것을 보조
  
  

지식공학: 지식을 어떻게 체계화하고 지식 베이스에 축적하며,축적된 지식을 어떻게 이용하는가를 연구

• 지식 베이스: 지식을 구조화하여 컴퓨터 내부에 저장
• 추론기관:지식 베이스의 지식과 외부에서 일어난 사실을 표현하고 있는 정보의 조합방법을 탐색
  
  

패턴이해 시스템: 주변의 다양한 형태의 정보를 수집할 수 있는 능력 필요

• 시각 정보,음성 정보,텍스트 등
• 컴퓨터 시각 시스템, 음성인식 시스템, 자연어 이해 시스템
  
  

학습: 수집된 정보로부터 문제풀이에 필요한 지식을 습득함으로써 시스템 스스로 행동을 향상시키는 과정

• 직접적인 지식의 전달, 귀납적 지식 형성, 외부의 긍정적 반응과 부정적 반응
  

📝 인공지능의 응용분야

에이전트 : 특정한 목적을 위해 사용자를 대신해서 작업을 수행하는 자율적 프로세스(autonomus process)로, 스스로 환경의 변화를 인지하고 그에 대응하는 행동을 취한다.

지능형 에이전트의 특성

• 자율성 :에이전트는 사용자를 위해 자율적으로 행동할 수 있다.
• 반응성 :에이전트는 환경의 변화에 대해 시간적으로 적절하게 응답한다.
• 능동성 :단순히 주어진 환경에 반응하여 행동하는 것이 아니라, 주도권을 가지고 목표지향적으로 행동한다.
• 지속성 :일회성으로 주어진 작업을 실행한 후 종료하는 것이 아니라, 지속적으로 실행하는 데몬(demon)과 같은 프로세스이다.
• 사회성 :에이전트는 사용자나 다른 에이전트와 상호작용을 통해 문제를 해결해 나갈 수 있다.
• 적응성 :에이전트는 스스로 배우거나 명시적으로 지시를 받는 과정을 통해 개별 사용자에게 맞게 적응할 수 있다.
• 이동성 :한 기계로부터 다른 기계로 이동할 수 있다.

에이전트 유형:단순 반사적 에이전트, 목표 기반 에이전트, 지능형 에이전트

💼 인공지능의 문제

📝 인공지능 문제의 특징

📝 문제 해결 방법

문제풀이에 사용될 수 있는 전략

• 알고리즘, 시행착오, 통찰, 경험적인 방법으로 문제를 해결 할 수 있다.

1. 상태공간의 탐색에 의한 문제풀이 방식

• 시행착오를 통해 초기상태로부터 목표상태에 도달하는 경로를 탐색한다.

2. 문제축소에 의한 문제풀이 방식

• 주어진 문제를 분석하여 부분문제로 분해하여 축소한 다음,
• 각각의 부분문제를 풀이함으로써 주어진 문제를 풀이하는
• 분할정복 방식의 문제풀이 방식이다.

💼 문제의 표현

문제풀이란?

• 직관적으로 단순하게 해결할 수 없는 문제에 대해 문제를 파악하고 문제의 해에 이르는 방법을 찾아내는 일련의 과정

📝 문제 표현의 기본요소

문제의 상태를 컴퓨터로 표현

• 상태(state): 예) 8-퍼즐: 퍼즐조각을 움직인 결과 퍼즐 판의 조각 배치 형태
• 상태묘사: 풀이하고자 하는 문제의 상태를 컴퓨터로 처리하기 위한 적절한 자료구조로 표현한 것
• 초기상태: 최초에 주어진 문제의 상태
• 목표상태: 풀이된 결과에 해당되는 상태
• 연산자: 상태를 변화시키기 위한 도구의 표현

📝 상태공간 그래프

상태공간

• 정의된 연산자 집합을 이용하여 초기상태로부터 얻을 수 있는 모든 상태의 집합

상태의 관계 표현

• 방향성 그래프를 이용하여 부모상태와 후계상태의 관계를 표현

📝 문제 표현 예

1. 물병문제

• 4리터들이 물병과 3리터들이 물병이 한 개씩 있다.
• 이 병에는 양을 측정할 수 있는 눈금이 없으며, 항상물을 공급할 수 있는 펌프가 있다
• 4리터들이 물병에 정확히 2리터의 물을 채워라.
  

2. 하노이 탑 문제

• 세 개의 말뚝 1, 2, 3이 있다.
• 다른 크기의 원판 A, B, C 가 있다.
• 단, 한 번에 어느 말뚝이든 제일 위에 있는 한 장의 원판만 옮길 수 있고, 큰 원판이 작은 원판 위에 놓일 수 없다.