인공지능은 학습, 추론, 인식이라는 3가지 범주로 분류할 수 있다. 이 각각의 범주에서 관련된 인공지능 기본 기술이 파생한다. 이러한 인공지능 3가지 범주를 토대로 인공지능 기본 기술을 살펴본다.
인공지능에서 학습의 역할, 신경망에서 의사 결정 트리까지
인공지능에서 학습이란 시스템이나 프로그램이 경험을 토대로 성능을 향상하는 능력을 의미한다. 알고리즘과 통계 모델을 사용하여 데이터를 분석하고 패턴을 식별하고 해당 학습을 기반으로 예측 또는 결정을 내리는데, 보통 이를 머신러닝 알고리즘이라고 부른다. 실제로 학습은 시간이 경과함에 따라 적응하고 개선할 수 있도록 하는 인공지능의 중요한 요소로서, 작업을 효율적으로 수행하고 복잡한 상황을 더 잘 이해하고 해결할 수 있는 토대가 된다.
이러한 AI의 학습은 초기에 신경망 형태로 이루어졌다. 신경망은 데이터를 분석하고 상호 작동하는 네트워크처럼 구성되어 있다. 이러한 신경망은 점점 더 발전하여 결정 트리와 같은 정교한 학습 알고리즘으로 진화했다. 특히 AI 학습 알고리즘에서 빼놓을 수 없는 기술이 강화 학습이다. 이 강화 학습 기술을 사용하여 오늘날 AI 모델을 훈련하고 있다. 강화 학습 기술에 더해 오늘날에 빼놓을 수 없는 학습 기술로 비지도 학습이 존재한다. 사람이 데이터에 레이블을 지정하는 지도 학습과 달리 비지도 학습은 구조화하지 않은 데이터에서 패턴을 찾아내는 방식이다. 향후 AI를 학습하는 기술은 강화 학습과 비지도 학습 이외에 또 다른 학습 기술이 개발되고 적용되겠지만, AI를 학습한다는 그 자체의 사라지지 않을 중요한 구성 요소이다.
인공지능의 추론 능력, 더 현명한 결정
인공지능의 추론은 AI 시스템이 사용 가능한 정보에서 논리적인 추론을 토대로 결정을 내리는 능력을 의미한다. 여기에는 주어진 조건에 맞게 문제를 해결하는 과정도 포함한다. 이와 관련해서는 규칙 기반 추론, 사례 기반 추론, 모델 기반 추론 등 여러 가지 접근 방식이 존재한다. 가장 대표적인 기술이 규칙 기반 추론으로 일련의 규칙을 사용하여 결정을 내리게 하는 방식이다. if - then이라는 형식으로 널리 알려진 특정한 조건을 충족했을 때만 특정 작업을 수행한다고 생각하면 된다. 예를 들어 신용 카드가 사기에 사용하는 상황을 탐지하는 AI 시스템이라면 고객이 기존해 지출하면서 사용하던 거래 금액에 비해 비정상적으로 금액이 크다면 이를 잠재적 사기 거래 가능성으로 도출하는 방식이다. 다음으로 사례 기반 추론은 과거 경험 또는 사례를 기반으로 새로운 문제를 해결하는 AI 추론 방식이다. 예를 들어 AI 시스템이 고객의 문의를 받으면 과거에 고객들의 질문에 답변한 내용들의 사례들을 검색해서, 현재 고객의 문의와 유사한 사례를 찾아서 답변하는 방식이다. 마지막으로 모델 기반 추론은 AI 시스템이 사용 가능한 데이터를 기반으로 모델을 생성한 후에, 이 모델을 활용하여 결정을 내리는 방식이다. 예를 들어 날씨를 예측하는 AI 시스템이라면, 온도, 습도, 풍속 등 날씨와 관련한 다양한 데이터를 수집한 후에 이 데이터가 어떻게 상호 작용하여 날씨를 생성하는지에 대한 모델을 만든 후에, 이렇게 생성한 모델을 기반으로 AI 시스템은 주어진 날씨 데이터로 향후 날씨가 어떻게 될지를 추론하는 방식이다.
인공지능의 인식, 컴퓨터 비전과 음성 인식
인공지능의 인식은 AI 시스템이 주변 세계를 이해하고 해석하는 능력을 의미한다. 여기에는 이미지나 동영상에서 사물을 식별하는 것과 같은 시각 인식과 음성 언어를 이해하고 해석할 수 있는 음성 인식도 포함된다. 시각 인식, 다른 말로 하면 컴퓨터 비전은 인공지능의 인식에서 대표적인 기술이다. 컴퓨터 비전 기술은 딥 러닝 알고리즘 및 신경망과 같은 기술을 활용하여 이미지 또는 비디오의 시각적 데이터를 분석하고 해석한다. 물체를 감지하거나 얼굴을 인식하고 이미지를 분할하는 등 문자 그대로 시각적인 작업을 수행하는 기술이다. 인공지능의 인식에서 컴퓨터 비전과 함께 빼놓을 수 없는 게 음성 인식이다. 사람의 음성을 분석하고 해석하는 음성 인식 기술은 자연어 처리 및 머신 러닝의 발전에 힘입어 매우 빠르게 발전하고 있는 기술 영역이기도 한다. 음성 - 텍스트 변환에서 자동화된 고객 서비스, 그리고 최근에 가상 비서 챗봇까지 음성 인식 기술을 토대로 발전하고 있는 AI 영역이다.
