예전에 나름 꽤 유명한 프로그래머를 만난 적이 있다. 그는 비대면이 활성화 하기 전부터 온라인에서 프로그램 언어와 다양한 컴퓨터 관련 지식을 강의하고 있다. 그 개발자는 여전히 수학 공부를 하고 있다고 전했다. 왜냐하면 수학이 프로그램 언어의 기초가 되기 때문이다. 이에 걸맞은 책이 바로 『처음 만나는 AI 수학 with 파이썬』이다. 누구나 쉽게, 하나씩 따라해볼 수 있는 게 바로 이 책이다. 책의 부제는 '한 권으로 배우는 인공지능 수학 첫걸음'이다. 

저자 아즈마 유키나가는 인간과 인공지능의 공생을 꿈꾸는 회사 SAI-Lab 주식회사의 대표이사이다. 지금도 인공지능 관련 교육과 연구개발에 힘쓰고 있다. 아즈마 유키나가는 토호쿠대학 대학원 이학 연구과를 수료하고, 물리학 박사학위를 받았다. 인공지능뿐만 아니라 복잡계, 뇌과학, 싱귤러리티 등에 관심이 있다. 현재는 세계적 교육 동영상 플랫폼인 'Udemy'에서 다양한 인공지능 강좌를 진행하고 있다. 

우리는 가속도로 변하는 세상에 살고 있다. 모든 것이 정보이고, 정보는 정보를 낳는다. 이런 세계를 어떻게 이해해야 할까? 그 중심에 바로 인공지능(Artificial Intelligence)가 있다. 저자 아즈마 유키나가는 "범용성이라는 의미에서는 사람의 지능에는 한참 못 미치지만 지수함수적으로 향상하는 컴퓨터의 연산 능력을 배경으로 인공지능은 지금도 계속해서 발전하고 있습니다"라며 "이 책에서 다루는 수학은 벡터, 행렬, 텐서 등을 다루는 선형대수-상미분-편미분, 연쇄법칙 등을 다루는 미분-표준편차-정규분포, 우도 등을 다루는 확률·통계입니다"라고 적었다. 

인공지능 이해 위한 수학적 밑바탕

『처음 만나는 AI 수학 with 파이썬』을 통해 할 수 있는 것들은 다음과 같다. △AI를 학습하기 위한 수학적 밑바탕 익히기 △수식을 코드로 나타내기 △선형대수의 수식을 이해하고 파이썬 코드로 연산하기 △미분의 지식을 익히고 수학의 의미를 이해하기 △확률·통계로 데이터 경향을 파악하거나 세계를 확률로서 파악하기 등이다. 데이터 홍수의 시대에 인공지능 수학으로 그 경향을 파악할 수 있는 것이다. 요샌 그 모든 게 정보임을 누구나 알고 있다. 

이 책은 학습 준비로 'Anaconda'를 설치하면서 시작한다. 매우 쉽고 친절하게 설명돼 있어서 누구나 따라할 수 있다. 특히 파이썬을 모르는 사람들도 '2장 Python의 기초'부터 시작할 수 있다. 저자 아즈마 유키나가는 "이 장에서 다루는 내용은 Python의 기초적인 문법, 수치 계산 라이브러리 NumPy, 그래프 표시용 라이브러리 matplotilb"라고 설명했다. 더욱이 3장은 '수학의 기초'로서 변수, 상수, 함수, 거듭제곱, 총합과 총곱, 절대값 등을 다룬다. 정말 기초부터 시작이다. 

『처음 만나는 AI 수학 with 파이썬』는 많이 들어봤을 '뉴럴 네트워크'도 설명한다. '7장 수학을 기계학습에 응용'에 따르면, 인공지능이라는 가장 넓은 개념 아래 기계학습, 기계학습 아래 뉴럴 네트워크가 자리한다. 저자 아즈마 유키나가는 "뉴럴 네트워크는 여러 개의 뉴런으로 이뤄진 층을 나열해서 구성합니다"라며 "뉴럴 네트워크에는 순전파, 역전파라는 개념이 있습니다"라고 밝혔다. 입력과 출력의 방향에 따라 순전파와 역전파로 나뉜다.   

책에는 각 설명 후에 문제와 정답의 예가 나와 있어서 인공지능 수학을 익히기 쉽다. 또한 장이 끝나는 마무리로 과학기술의 트렌드를 알 수 있는 역사와 저자의 철학이 담겨 있다. 가령 3장이 끝난 뒷부분에는 '딥러닝이 약진하는 이유'가 실려 있다. 그 이유로 저자 아즈마 유키나가는 높은 성능, 범용성, 뉴럴 네트워크의 뇌의 신경 세포 네트워크 추상화를 꼽았다. 『처음 만나는 AI 수학 with 파이썬』를 읽는 이유가 더욱 재미 있어지는 대목이다.  

김재호 기자 kimyital@kyosu.net

김재호 다른기사 보기