[AI수업실록] 1차시- 게임으로 알아보는 인공지능의 개념과 특징

인공지능(Artificial Inelligence)! 하면 무엇이 떠오르나요? 

(저는 로봇!이라고 말했는데 신랑이 비웃었습니다)
요즘은 빅스비, OK구글, 시리를 많이 얘기한다고 합니다.

 

몇년전부터 엄청 많이 들리는 인공지능(AI)! 넌 뭐냐?  개념과 특징을 짚어봅시다.

 

---

[1] 

☞ “인공지능? 로봇?” 뭐가 달라?

: 로봇은 인공지능이 있는 것과 없는 것으로 나뉩니다.

 

 

-인공지능이 없는 로봇

 : 치킨을 튀기는 로봇 (기계와 비슷)

 

입력된 대로 치킨을 열심히 튀겨내는 로봇

 

요즘 많이 보이죠? 그냥 입력된 명령대로 움직이는 로봇입니다.

 

 

-인공지능이 있는 로봇

: 아직 출시전인 볼리 (스스로 판단하고 행동함)

 

집사처럼 집을 관리해주는 볼리

인공지능이 탑재된 볼리는 주인이 일어날 시간이 되자 커튼을 열도록 명령을 내립니다. 강아지가 심심해 보이자 영상을 틀어주고 그 장면을 또 주인에게 전송해주죠. 강아지가 집을 어지럽히자 청소기에게 작동 명령을 내려 청소를 해주기도 합니다. 이 모든 행동들은 인공지능 볼리가 직접 판단하고 명령을 내리는 것들입니다. 

 

 

 

[2]

☞ 인공지능(AI)이 무엇이길래 스스로 판단을 하는 걸까요?

인공지능은 무엇일까?

: 인간이 만들어낸 인공적인 지능(Artificial Intelligence), AI라고도 합니다.

: 기계를 인간과 비슷하게 동작시키는 기술이죠.

: 기계가 사람처럼 생각하고 학습하여 판단하는 능력을 가질 수 있도록 컴퓨터 프로그램으로 실현한 기술입니다. (AICE 인공지능 활용평가 Future 3급 교재에 실린 정의)

 

 

위에서 “인간과 비슷하게” 무슨 뜻일까요?

: 인간의 지능으로 할 수 있는 생각, 학습판단 등을 컴퓨터가 따라하는 것입니다.

: ‘인간처럼 생각하고 행동해야지~~~’

 

예시를 통해 알아봅시다.

다음 사진을 보고 알 수 있는 것을 이야기 해볼까요?

우리 인간은 인식(보고 듣고) > 이해(학습,분석) > 반응(결과) 의 사고과정을 거칩니다. 

 

사진을 보고 (인식)

 ① 반팔입고 분수에서 놀고 있잖아(분석). 반팔은 더울 때 입지. 더운 계절은 여름이야(학습). 계절은 여름이네(결과). 

 ② 뒤에 디아크가 있어(분석). 장소는 대구 달서구야(결과).

 ③ 노을이 져 있네. 새벽시간인거 같아. 

 

 

인간과 비슷해지길 원하는 인공지능은 어떨까요?

-사람: 빅스비!! 오늘의 날씨를 알려줘~!

-인공지능

 (인공지능이 사람의 말을 인식) 

 (오늘의 날씨를 궁금해 하는구나. 날씨를 검색해서 알려줘야지(말을 이해))

  오늘의 날씨는 흐리고 비가 오겠습니다. (관련 자료 검색 후 반응)

 

 

 

[3]

☞ 인공지능의 특징

 

아래는 인공지능이 벽돌깨기 게임을 하는 영상입니다. 처음의 실력과 마지막의 실력을 비교하며 영상을 봅시다.

 

벽돌깨기 중인 인공지능

 

처음엔 우리와 다를게 없습니다. 에이 못하네~ 생각할 수 있죠.

하지만 시간이 지나며 신의 경지에 도달합니다. 너무 잘합니다.

 

어떻게 이렇게 될 수 있을까요?

 

인공지능은 벽돌을 깨는 다양한 방법을 임의로 실행합니다. 그 방법은 좋은 방법일지는 알 수 없습니다. 우선 해보고 결과가 좋지 않으면 그 방법은 좋지 않은 방법이니 더 이상은 하지 않습니다. 반대로 좋은 결과를 가지고 온 방법은 ‘좋았어~!’하며 강화 해줍니다. 이 과정을 수없이 반복하면 좋은 결과를 갖게 되는 방법을 많이 익히기 되는 것이죠.

 

이것이 바로 인공지능의 가~장 큰 특징입니다. 강화학습이라고도 합니다.

 

“인공지능은 학습을 통해 점점 똑똑해 진다. 좋았던 방법은 칭찬으로 더욱 강화시킨다.” 

 

 

[4]

게임으로 인공지능의 강화현상을 체험 해봅시다.

인공지능과 게임한판

3X3 말판게임입니다. 인간은 원숭이, 인공지능은 악어입니다. 

 

‘방법’은 간단합니다. 

-앞으로 1칸만 가능. 

-만약 대각선 앞에 상대말이 있다면 잡아먹으며 이동가능. 

 

‘승리조건’은? 

-상대방 말을 다 잡거나

-상대방의 지역을 1칸이라도 점령하거나

-상대의 말을 못 움직이게 하면 됨.

 

 

최소 15번 이상 해야 뭔가 느낌이 옵니다. 간단하고 짧으니 인내심을 가지고 해봅시다.

https://www.stefanseegerer.de/schlag-das-krokodil/

 

 

인공지능과 말판게임 한판 해봅시다.

 

저는 25번 해보았습니다. 내가 전략적으로 이길 때도 있고 ‘으악!졌다!’ 했는데 컴퓨터의 ‘엥?’ 스러운 움직임으로 이기기도 합니다. 

하지만 하다보면 점점 화딱지가 납니다. 사람이 10판 이상 이기기 힘듭니다. 하면 할수록 나중엔 더욱더 패배의 숫자만 커져갑니다.

 

위로를 좀 하자면,

이 게임자체가 뒤로 갈수록 무조건 사람이 지게 돼 있습니다.

 

왜그럴까요?

 

1. 먼저하면 질 확률이 높습니다. 

2. 처음엔 AI에게 이 게임에 대한 아무런 정보가 없습니다. 데이터가 없죠. 그래서 무작위로 말을 움직입니다.

3. 만약 인공지능이 진다면 방금 선택한 수는 앞으로 더는 선택하지 않습니다. 반대로 인공지능이 이긴다면 방금 선택한 수를 또 선택하고자 합니다. 강화가 된 것이죠. 인공지능은 이렇게 이기는 방법의 데이터를 쌓아갑니다.

4. 이 과정이 수없이 반복되면 인공지능은 이기는 수만 선택할 수 있게 됩니다.

 

게임을 할 때 옆에 커다란 화면이 있었는데 발견하셨었나요? 이것은 컴퓨터가 움직일 차례가 되면 반짝반짝 빛나는 것도 볼 수 있습니다. 

 

 

인공지능의 강화학습을 보여주는 화면 (자막:론박자막연구소, bgm:픽사베이)

 

이 화면을 보면 처음에는 움직일 수 있는 모든 경우의 수가 표시되어 있습니다. 

제가 움직이니 그 상황에 대처해 움직일 수 있는 컴퓨터의 경우의 수가 반짝반짝 움찔움찔 합니다.

그리고 그 방법들 중 컴퓨터가 하나를 고릅니다. 

어? 근데 그렇게 움직이니 사람이 이겨버렸습니다. 그럼 그 방법은 좋지 않은 방법으로 학습됩니다. 초록색 동그라미 없어지는거 보이시죠?

만약 인공지능이 이겼다면? 좋은 방법이군 하며 잘 기억해 둡니다.(강화)

 

이렇게 이기는 방법을 쌓아나가 나중에 인공지능에게는 이기는 방법만 남아있게 됩니다.

 

 

이것이 강화학습이고, 데이터를 쌓아나가는 과정이며, 인공지능의 가장 큰 특징입니다. 

 

 

---

[오늘의 학습]

1. 인공지능 vs 로봇

2. 인공지능이란?

3. 인공지능의 특징 (강화학습)

4. 강화학습 체험

 

[중요 정리]

-인공지능은 인간의 사고를 따려하려고 한다. (인식, 학습, 이해, 판단)

-인공지능은 강화학습을 통해 데이터를 쌓아나간다.