73가지 핵심 키워드로 정리하는 AI 기술의 모든 것

 

현재의 AI 연구 성과는 오랜 기간에 걸쳐 순차적, 연속적으로 발전해 온 산물입니다. 이 책은 딥러닝의 여명기부터 최근의 생성 AI에 이르기까지 주요 AI 기술의 흐름을 73개 주제로 나눠 설명하는 종합 해설서입니다. 특히 시간의 흐름에 따른 최신 AI 기술 트렌드를 포괄적이면서도 깊이 있게 통찰할 수 있습니다.

 

시류를 크게 타지 않으면서도 핵심을 꿰뚫는 주요 개념들만 모아 정리해 자연스럽게 미래에 대한 정확한 예측으로 연결할 수 있습니다. 현재 전 세계의 AI 기술이 어떻게 발전하고 있는지, 최첨단 기업과 연구자들이 AI 기술의 신비를 어떻게 풀고 활용하려 하는지 파악할 수 있는 책입니다. 기술 트렌드를 전체적으로 훑어보기를 원하는 분야 종사자, 현업 AI/ML 개발자에게 특히 유익합니다.

 

주요 내용

● 지능과 딥러닝: AI 작동 원리, 머신러닝과 딥러닝, 인간의 두뇌와 학습

● 학습 기법: 학습 엔진, 정규화, 강화학습, 고속화, 저전력화, 인프라

● 모델과 아키텍처: 생성 모델, 기억과 신경망

● 애플리케이션: 이미지, 음성, 공간생성 및 인식, 언어, 제어, 시뮬레이션, 게임, 생명과학, 로봇

[목 차]

 

[1부: 지능이란 무엇인가, 딥러닝이란 무엇인가]

 

1장: 인공지능의 원리 해명

_1.1 딥러닝 모델 학습이 잘 되는 이유

_1.2 매니폴드 가설: 현실 세계 데이터의 모델링 기법

_1.3 딥러닝이 일반화되는 이유

_1.4 독립 성분 분석: 정보 얽힘 풀기

_1.5 딥러닝 이론 해석, 신경망 미해결 문제 해명을 향한 진전

_1.6 과다 파라미터 표현 신경망과 복권 가설

_1.7 인과와 상관: 미지의 분포에 대한 일반화 가능성

_1.8 대칭성이 학습에 활용되는 방식

_1.9 머신러닝의 새로운 거듭제곱 법칙: 모델이 클수록 일반화 능력과 샘플 효율 향상

_1.10 강건한 모델의 과다 파라미터 표현 필요성

 

2장: 사람의 학습

_2.1 뇌의 오차 역전파 여부

_2.2 뇌의 학습 시스템

 

[2부: 학습 기법]

 

3장: 학습 기법

_3.1 학습의 엔진: 수리 최적화 Adagrad, RMSProp, Adam

_3.2 랜덤 푸리에 피처 함수: 규모가 큰 문제에도 커널 기법 적용 가능

_3.3 정규화: 일반화 능력 얻기

_3.4 오차 역전파 기법에 의한 기댓값 최대화

_3.5 오차 역전파를 사용하지 않는 학습 기법: Feedback Alignment, Synthetic Gradient, Target Prop

_3.6 연속 학습: 과거의 학습 결과를 잊지 않고 새로운 작업 학습

_3.7 예측 학습

_3.8 진화 전략

_3.9 메타 학습: 학습 방법을 학습하는 MAML과 뉴럴 프로세스

_3.10 음함수 미분: 경삿값 계산에서 계산 그래프를 워프

_3.11 비지도 표현 학습: 다른 뷰 간 상호 정보량 최대화

_3.12 지식 증류: 거대 모델의 지식 추출

_3.13 마스크 오토인코더: 이미지 인식에서 사전 학습 혁명의 가능성

 

4장: 강화 학습

_4.1 강화 학습: 피드백으로부터 최적 행동 획득

_4.2 월드 모델: 상상 속에서의 학습 가능성

_4.3 안전이 보장되는 강화 학습: 랴푸노프 함수로 제약을 만족시키는 폴리시 도출

_4.4 미래 예측에 기반한 플래닝, 학습화 시뮬레이터와 몬테카를로 트리 탐색

_4.5 오프라인 강화 학습: 데이터 주도형 학습

 

5장: 고속화, 저전력화, 인프라

_5.1 심층 신경망 학습의 고속화 가능성

_5.2 모바일향 신경망: 추론 시 전력 효율 향상 3가지 방안

_5.3 AI 연구의 뼈아픈 교훈

_5.4 MN-3/MN-Core: 세계 최고의 저소비전력 슈퍼컴퓨터

 

[3부: 모델과 아키텍처]

 

6장: 생성 모델

_6.1 적대적 생성 신경망: 신경망을 경합시켜 생성 모델 단련

_6.2 VW: 재귀 확률적 신경망에 의한 생성과 인식 수행

_6.3 Glow: 가역적 생성 모델, GAN보다 안정적으로 학습 가능한 가능도 기반 기법

_6.4 셀프 어텐션 메커니즘: 이미지 생성, 기계 번역 등 많은 문제에서 최고 정확도 달성

_6.5 연속 다이내믹스 표현 가능 신경망

_6.6 정규화 계층: 신경망 학습의 안정화, 고속화, 일반화

_6.7 에너지 기반 모델: 노이즈 복원을 통한 생성 모델 학습

_6.8 트랜스포머: 모든 작업의 표준 네트워크 아키텍처가 될 가능성

_6.9 이산화 생성 모델

_6.10 Perceiver: 다양한 입출력에 대응 가능한 신경망

 

7장: 기억의 얼개

_7.1 Fast Weight: 어텐션으로 단기 기억 실현

_7.2 미분 가능 신경 컴퓨터: 외부 기억을 갖춘 신경망

 

[4부: 애플리케이션]

 

8장: 이미지

_8.1 이미지 인식에서 높은 성과를 올린 CNN: 분류 오류가 매년 절반 가까이 감소

_8.2 GLOM：파싱 트리에 의한 이미지 인식의 실현 가능성

 

9장: 음성

_9.1 웨이브넷: 자연스러운 음성 및 음악 생성을 위한 신경망

 

10장: 공간생성/인식

_10.1 Generative Query Network: 이미지로부터 3차원 구조를 이해하여 생성

_10.2 자기 지도 학습에 의한 깊이와 자기 이동 추정

_10.3 3차원 형상 표현 기법

_10.4 이미지로부터 3차원 장면 이해: 국소 피처량 기반 이미지 매칭

_10.5 사람이나 동물의 공간 이해 메커니즘의 AI 활용 가능성

_10.6 Rotation Averaging: 빠르고 최적인 자세 추정 실현

_10.7 DROID-SLAM: 순차적 수정으로 환경에 대응

_10.8 NDF: 적은 지도 학습 데이터로 학습 가능한 물체나 3차원 환경의 동변 표현

 

11장: 언어

_11.1 seq2seq：텍스트에서 텍스트를 생성하는 신경망

_11.2 언어의 창발: 기계 간 커뮤니케이션 가능성

_11.3 자유로운 말로 로봇에게 지시

_11.4 BERT: 언어 이해의 사전 학습

 

12장: 제어

_12.1 확률적 제어: 부정확한 제어가 돕는 학습

_12.2 온라인 학습과 최적 제어, 미지의 노이즈에도 강건한 제어 기법

 

13장: 시뮬레이션

_13.1 AI에 의한 시뮬레이션의 진화

_13.2 시뮬레이션 기반 추론: 관측으로부터 귀납적 파라미터 추정

_13.3 딥러닝을 사용하는 물리 시뮬레이션 고속화

_13.4 매틀란티스: AI를 사용한 범용 원자 레벨 시뮬레이터

 

14장: 게임

_14.1 알파고: CNN과 강화 학습을 조합한 컴퓨터 바둑

_14.2 알파고 제로: 제로 베이스에서 학습하여 인간을 초월

_14.3 알파스타: 다양성이 있는 학습 환경에서 고도의 스킬 획득

 

15장: 바이오 생명 과학

_15.1 알파폴드: 50년간의 생명 과학 그랜드 챌린지 해결

 

16장: 로봇

_16.1 전자동 정리 로봇 시스템 개발. 고정밀도 객체 인식 기반 정리

_16.2 도메인 무작위화

 

참고 문헌

찾아보기

 

“초보자가 AI 기술의 기본 개념을 습득할 수 있도록 돕는 책과 교재들은 이미 매우 많습니다. 연구자의 경우에는 특정 분야를 깊이 파고들어 연구하기 위해 책이 아닌 논문을 읽는데, 관련 논문 역시 너무나 많습니다. 하지만 이 둘 사이를 이어주는 가교 역할을 할 만한 좋은 자료는 많지 않습니다. 보통의 책과 교재는 기본 개념에만 충실한 경우가 많고, 논문들은 어디서부터 시작해야 할지 막막합니다. 이제 막 기본 개념을 이해한 분들에게는 너무나 막막한 대양과 같지요.

 

그러한 분들에게 바로 이 책을 추천합니다. AI 기본 개념들의 큰 맥락을 파악하고 싶은 분, 어떠한 주요 연구 주제들이 있는지 궁금하신 분, 각 연구 주제의 핵심을 파악하고 싶은 분에게 이 책은 좋은 길잡이 역할을 할 것입니다.”

_ 안성진, KAIST 전산학부 교수

 

“인공지능 기술은 개발 분야이든 연구 분야이든 상관없이 방대한 이론적 지식과 함께 실질적인 적용 능력을 요구합니다. 이 책은 이러한 전반적인 내용을 한 권에 모두 담아내, 독자들이 체계적이고 포괄적으로 학습할 수 있도록 구성한 만큼 매우 유용합니다.

 

인공지능을 처음 접하는 이부터 이미 아는 내용을 더욱 심화하고자 하는 전문가에 이르기까지, 이 책은 모두에게 큰 도움이 될 것입니다. 딥러닝과 인공지능의 잠재력을 이해하고 그 가능성을 실현하고자 하는 모든 분께 이 책을 적극 추천합니다. 이 책은 단순한 학습서를 넘어, 인공지능 시대를 준비하는 누구에게나 필수적인 동반자가 될 것입니다.”

_ 김태섭, 서울대학교 데이터사이언스대학원 교수