[알고리즘] 인공지능 개론 및 응용

인공지능 관련 용어

• 인공지능
  • 학습과 문제 해결과 같은 인간의인지기능을 모방하는 기계
  • 인공물에 있어서의 지능적 행위(복잡한 환경에서의 지각, 추론, 학습, 의사전달, 행동)
• 기계학습
  • 컴퓨터에게 명시적으로 프로그램을 하지 않고도 컴퓨터가 학습할 수 있는 능력을 제공하는 연구 분야
  • 자동으로 대량의 데이터로부터 패턴/지식을 찾아 학습하고, 예측을 수행하는 방식
  • 인공지능을 구현하기 위한 여러 수단 중 하나
• 딥러닝
  • 심층 인공신경망 기반 방법들의 총칭
  • 기계학습을 구현하기 위한 여러 수단 중 하나

기계학습의 분류

• 지도학습
  • Label이 있는 데이터를 이용해 학습
  • 분류, 회귀
• 비지도학습
  • Label이 없는 데이터를 이용해 학습
  • 데이터에 내재된 패턴, 특성, 구조를 학습
  • 차원 축소, 군집화
• 강화학습
  • 에이전트가 주어진 환경내에서 보상이 최대화되는 일련의 행동을 수행하도록 학습하는 기법
  • 동적인 상태에서 데이터를 수집하는 과정까지 포함

딥러닝이란

• 사람의 학습방식과 유사
• 알고리즘 측면에서는 stochastic gradient descent
• 학습과정
  • Output에서 error계산
  • Error의 미분값을 back-propagation
  • 미분값으로 각 weight를 업데이트

CNN

• 신경망의 차원이 증가한 형태
• 구성요소
  • Convolutional layer
  • Pooling layer
• 관련연구
  • 객체 검출(object detection)
  • Segmentation
  • 시각화
  • 자동 채색
  • Super resolution
  • Style transfer
  • Image-Based Geo-Localization Using Statellite Imagery
  • 영상 합성

재귀 신경망

• 기존 신경망의 문제
  • 미래의 사건을 예측할 때, 이전에 일어났던 사건에 대한 정보를 어떻게 활용할지에 대해 명확히 설명하기 어려움
• 순환구조를 가지고 있으며, 과거의 데이터가 미래에 영향을 줄 수 있게 설계
• 동영상, 음성, 문서 등 순차적 데이터 처리에 적합
• 입력, 출력의 길이에 제한이 없어 유연한 구조 가능
• 관련 연구
  • 독순술(사람 입모양을 보고 출력)
  • 비디오에서 음향 합성
  • 자막 생성
  • 질의 응답
  • GUI영상에서 code 생성

강화학습이란?

• 동적으로 변하는 주변환경과 상호작용하는 상황에서의 학습
• 보상를 최대화 하는 방향으로 학습됨
• 관련 연구
  • Deep Q learning
    • 강화학습에 딥러닝 적용
  • 보행 방식 학습
  • 깃발 뺏기
    • 다수의 agent가 존재하는 상황에서의 학습
  • 숨바꼭질
    • 다수의 agent, 상호작용 가능한 사물이 존재하는 환경
  • 로봇 제어