인공지능 사례 ppt - ingongjineung salye ppt

Presentation on theme: "인공지능."— Presentation transcript:

1 인공지능

2 1. 주제 선정의 필요성 최근 4차 산업혁명이 이슈가 됨과 더불어 우리 사회가 기존의 지식 정보 기반의 사회를 넘어서 이제껏 겪어보지 못했던 새로운 사회로 진입하고 있다. 4차 산업혁명의 거대한 물결로 미래사회에서는 현존하는 직업의 약 70% 정도가 사라질 것이라 예측될 만큼 큰 사회적 변화를 가져올 것으로 예상하고 있다. 이러한 변화의 핵심에는 2016년 세상을 떠들썩하게 했던 알파고로 대변되는 딥러닝에 기반한 인공지능(AI, artificial intelligence)에 있다. 따라서 교육에 있어서도 사회변화에 발맞추어 도래한 인공지능 시대에 적합한 역량을 갖추어 나아가야 할 준비가 필요하다. 교육은 수요자에 따른 적합한 교육 자료와 환경이 주어져야 그 효과를 기대할 수 있다. 학생들이 자신의 발달 과정에 적합한 4차 산업혁명 시대를 준비하는 교육 프로그램을 직·간접적으로 경험해 보는 것이 필요하다. 또한 예측 불가한 미래사회에서 학생들이 주도적으로 살아갈 수 있는 역량을 창의성에서 찾고 있다. 본 논문에서는 창의성 증진을 기반으로 초등학생들의 수준에 맞는 인공지능에 대한 개념을 학습하게 하고 관련 상황을 간접적으로 경험할 수 있도록 한다. 또한 창의교육 핵심 역량을 바탕으로 인공지능을 이해하고 나아가 인공지능과 관련해 발생할 수 있는 우리 사회의 윤리 및 도덕적 문제에 접근할 수 있는 혁신적 창의교육 교재가 필요한 시점이다.

3 2. 핵심원리 분석 인공지능을 가능하게 하는 것은 머신러닝/딥러닝이다. 그 기반에는 신경망구조를 기반으로 한 다양한 원리들이 존재한다. 이 중 회선 신경망 기술(CNN; Convolutional Neural Network)로 불리는 CNN은 이미지를 이해하고 이로부터 고수준의 추상화된 정보를 추출하거나 또는 새로운 질감을 가진 그림을 그리는 등 다양한 영상처리, 컴퓨터 비전 분야에서 많이 연구되고 있는 인공신경망의 한 종류이다. 특히 딥러닝이 현재처럼 폭발적인 인기를 끌기 시작한 것은 2012년 Image Net대회에서 CNN이 기존의 모든 알고리즘을 압도하는 성능으로 1등을 차지했을 정도로 강력한 성능을 보여주었기 때문이다. 이러한 CNN은 Convolution이라는 한글로는 합성곱이라는 단어로 번역되는 일종의 규칙적인, 어떠한 패턴을 가진 곱셈 연산이 이루어지며, 머신이 데이터를 인식하고 처리, 학습할 수 있도록 돕는다.

4 3. 핵심 소양 핵심소양 1) 프로그래밍을 위한 자료 분석 및 수집 능력 2) 합리적 판단 능력 3) 컴퓨팅적 사고
4) 사람에 대한 호기심, 탐구심 5) 인간의 두뇌(사고방식)에 대한 이해 능력

5 3. 차시별 소주제

6 4. 학습 목표(1-2차시) 내용목표 1. 효율적으로 정보를 제공하고 처리하기 위해서 다양한 형식으로 정보를 구조화할 수 있다. 2. 머신러닝/딥러닝의 개념을 이해하고 기계가 이미지를 인식하고 분석하는 원리인 CNN을 이해하고 체험한다. 과정목표 1. 실생활에서 인공지능의 얼굴인식 기능이 쓰이는 사례를 파악한다. 2. Convolution상자와 Max-pooling법을 이용하여 데이터 비교/분석할 수 있다. 3. 여러 가지 데이터를 일정한 규칙을 가지고 분류하고, 분류 전략을 탐색할 수 있다.

7 4. 학습 목표(3-4차시) 내용목표 과정목표 1. 지능형 CCTV의 원리에 대해 이해할 수 있다.
2. 인공지능이 인간의 성향과 상황을 고려한 판단을 하는 원리를 이해할 수 있다. 3. 인공지능을 활용할 수 있는 방안을 설명할 수 있다. 과정목표 1. 지능형 CCTV의 알고리즘을 리치픽처의 방법으로 작성한다. 2. 인물의 성향과 상황에 대한 자료를 수집, 분석해 가장 적합한 길을 길 블록으로 나타내며 상황에 맞는 판단을 내리는 방법을 학습한다. 3. 인공지능이 다양한 분야에 활용될 때의 활용방안을 KEEP, STOP, BEGIN의 방법으로 탐구한다.

8 4. 학습 목표(5-6차시) 내용목표 과정목표 1. 인공지능의 발달로 일어날 수 있는 윤리적 문제를 알 수 있다.
1. 인공지능의 발달로 일어날 수 있는 윤리적 문제를 알 수 있다. 2. 인공지능 문제 사례를 토론하는 과정을 통해 논리적, 비판적, 창의적 사고를 함양할 수 있다. 과정목표 인공지능 기술이 발달하면서 나타나는 윤리적 문제점을 이야기를 통해 파악한다. 인공지능 윤리에 대해 토혼하면서 고차적, 창의적 사고를 발달시킨다. 3. 인공지능 진로를 탐색한다.

9 5. 차시별 단계적 분석

10 5. 차시별 단계적 분석

11 5. 차시별 단계적 분석

12 5. 차시별 단계적 분석

13 인공지능이 이미지를 분석하는 방법인 회선 신경망 원리 이야기하기 ‘Max’와 ‘거름상자＇를 이용하여 제시된 이미지 분석하기
6. 차시별 프로그램 개발 현황 1차시: 인공지능은 어떻게 학습할까? (활동1) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기 인공지능에 대해 [Visual Thinking] 방법으로 자유롭게 생각 표현하기 인공지능이 이미지를 분석하는 방법인 회선 신경망 원리 이야기하기 ‘Max’와 ‘거름상자＇를 이용하여 제시된 이미지 분석하기 Visual Thinking 생각을 글과 그림, 기호 등을 이용하여 정리하고 그것을 커뮤니케이션에 이용하고 활용하는 창의적 교수학습 방법

14 타일 조작 활동을 통해 규칙을 파악하여 분류하는 연습하기 분류할 수 있는 규칙 만들고 규칙에 따라 분류하기
6. 차시별 프로그램 개발 현황 2차시: 인공지능은 어떻게 학습할까? (활동2) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기 인공지능이 데이터를 분류하는 방법 이해하기 타일 조작 활동을 통해 규칙을 파악하여 분류하는 연습하기 분류할 수 있는 규칙 만들고 규칙에 따라 분류하기 내용 수정 내용 수정

15 6. 차시별 프로그램 개발 현황 3차시: 스스로 판단하는 인공지능 (활동1) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기
현재 CCTV가 지니고 있는 한계점 알아보기 스스로 판단하는 CCTV가 감지해야 하는 동작과 기준, 판단을 정하기 지능형 CCTV의 알고리즘을 [리치픽처] 방법으로 작성하기 리치픽처 그림, 말풍선, 상징물 등의 도구를 활용하여 자유롭게 표현함으로써 말로 표현하기 어려운 것을 쉽고 다양하게 표현할 수 있게 하는 창의적 교수 학습 방법

16 6. 차시별 프로그램 개발 현황 4차시: 스스로 판단하는 인공지능 (활동2) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기 생각
되돌아보기 인공지능의 활용 방안을 [KEEP, STOP, BEGIN]의 방법으로 탐구하기 인물의 경험과 성격을 참고하여 성향 파악하기 인물의 성향과 상황에 맞는 길을 추천하여 지도에 나타내기 인공지능이 다양한 상황에서 판단을 내리는 과정 인식하기 KEEP, STOP, BEGIN 실천 방안에 대해 토론을 할 때 주제가 유지되어야 하는 점(KEEP), 제거되어야 하는 점(STOP), 새롭게 시작되어야 하는 점(BEGIN)의 측면에서 사고하도록 하는 창의적 교수학습 방법

17 [창문열기 토의토론] 방법으로 같은 입장의 학생들끼리 의견 정리하기
6. 차시별 프로그램 개발 현황 5차시: 인공지능 윤리 (활동1) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기 자율주행 자동차 사고 상황 인식하기 [창문열기 토의토론] 방법으로 같은 입장의 학생들끼리 의견 정리하기 토론하기 창문열기 토의토론 가운데 네모 칸에 주제를 적고 나머지 칸에 모둠원들의 생각을 포스트잇에 적어 붙인 뒤 생각을 공유하는 창의적 교수학습 방법

18 6. 차시별 프로그램 개발 현황 6차시: 인공지능 윤리 (활동2) 생각 열기 생각 펼치기 생각 다지기 생각 되돌아보기
[나뭇가지 토의토론] 방법으로 인공지능 의사와 인간 의사의 특징 정리하기 인공지능 의사와 인간 의사의 판단이 다른 상황 인식하기 같은 입장을 선택한 친구들끼리 이야기 나누며 의견 정리하기 토론하기 나뭇가지 토의토론 긍정적 가지와 부정적 가지에 들어갈 내용을 생각하면서 특징을 정리하는 창의적 교수학습 방법. 가지의 내용을 적을 때 원인, 결과로 나누어 적는 것이 효과적이다.

19 7. 진로탐색 인공지능 전문가 인공지능이 인간처럼 생각하고 판단, 의사결정을 내릴 수
있도록 알고리즘이나 프로그램을 개발하는 사람 기계가 스스로 학습하는 딥러닝을 할 수 있는 알고리즘을 만듦 오감으로부터 들어온 정보가 뇌를 거쳐 어떻게 말과 행동으로 표현되는지를 이해하고 이와 유사한 기능을 기계가 갖도록 함

20 8. 세부 지도안

21 8. 세부 지도안

22 8. 세부 지도안

23 8. 세부 지도안

24 8. 세부 지도안

25 8. 세부 지도안

26 8. 세부 지도안

27 8. 세부 지도안

28 8. 세부 지도안

29 8. 세부 지도안

30 8. 세부 지도안

31 8. 세부 지도안

32 8. 세부 지도안

33 8. 세부 지도안

34 8. 세부 지도안

35 컴퓨팅적 사고력 (Computational Think) 구성요소 분석
순서 구분 교재 내용의 컴퓨팅적 사고 진행사항 1 상황 제시 ‣ 인공지능의 이미지 인식 기술, 모자이크 복원 기술 제시 ‣ 현재의 CCTV의 한계점 제시 ‣ 인공지능 윤리에 대한 딜레마 상황(자율주행 자동차 사고 상황, 인공지능 의사와 인간 의사의 판단이 다른 상황) 제시 2 자료 수집 ‣ 인물의 성향, 각각의 길의 장점과 단점, 특징에 대한 데이터 수집 3 자료 분석 ‣ 표 안의 이미지를 MAX와 거름상자를 이용하여 분석하기 ‣ 지능형 CCTV의 동작 인식 상황을 분석하여 동작 인식 기준 파악 4 자료 표현 ‣ 자율주행 자동차 사고 시 누구를 살릴지에 대한 이유를 창문열기 토론 기법에 따라 정리 ‣ 인공지능 의사와 인간 의사의 특징을 나뭇가지 토의토론 방법으로 정리 5 문제분해 ‣ 인공지능의 활용 방안을 탐구하기 위해 KEEP, STOP, BEGIN으로 나누어 생각하기 6 추상화 ‣ 신경망 원리를 통해 이미지를 단순화하여 인식하기 7 알고리즘 & 절차 ‣ 지능형 CCTV 알고리즘을 리치픽처의 방법으로 표현 8 자동화 ‣ Convolution상자를 이용하는 방법과 Max-pooling 방법을 반복 실행하여 이미지 인식하기 9 시뮬레이션 ‣ 공통점을 지닌 타일 내려놓기 게임하기 ‣ 자신이 선택한 길에 따라 길 안내하기 10 병렬화 ‣ 토론 활동 시 같은 의견을 지닌 학생들끼리 모여 그룹을 나누어 각각 이야기하여 주장 다지기

36 컴퓨팅적 사고력 (Computational Think) 맵
1. 인공지능은 어떻게 학습할까? 2. 스스로 판단하는 인공지능 1차시 2차시 3차시 4차시 [상황제시] 인공지능의 이미지 인식 기술 알아보기 [상황제시] 모자이크 복원 기술 알아보기 [상황제시] 현재의 CCTV 한계점 제시하기 [자료수집] 인물의 성향, 각각의 길의 장점과 단점, 특징에 대한 데이터 수집 [자료분석] 표 안의 이미지를 MAX와 거름상자를 이용하여 분석하기 [추상화] 신경망 원리를 통해 이미지를 단순화하여 인식하기 [자료분석] 지능형 CCTV의 동작 인식 상황을 분석하여 동작 인식 기준 파악하기 [시물레이션] 자신이 선택한 길에 따라 길 안내하기 인공지능 [자동화] Convolution상자와 Max-pooling 방법을 반복 실행하여 이미지 인식하기 [시물레이션] 공통점을 지닌 타일 내려놓기 게임하기 [알고리즘&절차] 지능형 CCTV의 알고리즘을 리치픽처의 방법으로 표현하기 [문제분해 인공지능의 활용 방안을 탐구하기 위해 KEEP, STOP, BEGIN으로 나누어 생각하기 3. 인공지능 윤리 5차시 6차시 [상황제시] 자율주행 자동차 사고 상황 제시하기 [자료표현] 자율주행 자동차 사고 시 누구를 살릴지에 대한 이유를 창문열기 토론 기법에 따라 정리하기 [병렬화] 토론 활동 시 같은 의견을 지닌 학생들끼리 모여 그룹을 나누어 각각 이야기하여 주장 다지기 [상황제시] 인공지능 의사와 인간 의사의 판단이 다른 상황 제시하기 [자료표현] 인공지능 의사와 인간 의사의 특징을 나뭇가지 토의토론 방법으로 정리하기 [병렬화] 토론 활동 시 같은 의견을 지닌 학생들끼리 모여 그룹을 나누어 각각 이야기하여 주장 다지기