누구나 쉽게 배우는 인공지능 구글 티처블 머신

구글 티처블 머신으로 머신러닝을 이해해보고 교과수업에 활용해 보자.

머신러닝(machine learning)은 기계를 학습시킨다는 의미로 인공지능 기술이 발전하는데 절대적인 기여를 했다. 컴퓨터 프로그래밍 지식이 필요하므로 일반인에게는 어렵게 느껴질 수밖에 없었는데 구글은 일반인들도 머신러닝을 쉽게 이해하고 만들 수 있는 구글 티처블 머신 프로그램을 공개하였다. 코딩 능력이 필요 없는 구글 티처블 머신으로 인공지능 머신러닝 기술에 대해 쉽게 이해해보고 이미지 프로젝트를 교과 수업에 적용해 보자.

구글 티처블 머신 탐색하기

크롬 브라우저에 접속한 후 홈페이지에 접속한다. PC사용만 가능하며 스마트폰과 태블릿은 지원하지 않는다. 홈페이지에 접속하면 첫 화면에 소개 영상이 나오니 참고하기 바란다. 파란색 시작하기 버튼을 누르면 세 가지 기능 선택 버튼이 나오는데 이미지, 오디오, 포즈 프로젝트 중 원하는 프로젝트를 선택해 학습하면 된다. 이미지 프로젝트는 이미지를 분류하는 작업을 학습시키고 오디오 프로젝트는 간단한 소리 샘플을 녹음하여 분류하도록 시키며 포즈 프로젝트는 파일이나 웹캠을 사용해 몸의 자세를 분류하도록 학습시킨다.

구글 티처블 머신 이미지 프로젝트

이미지 프로젝트는 사진을 활용해 촬영된 이미지를 인식 후 학습시키는 과정을 사용자가 직접 경험할 수 있다. 이미지 프로젝트는 먼저 이미지 샘플을 수집하고 Traninning, Preview 3단계 과정을 거치게 된다. 먼저 클래스 항목에서 인공지능을 학습시킬 이미지 샘플을 추가한다. 이미지 샘플은 컴퓨터에 저장된 폴더에서 선택하거나 Drag and Drop 기능으로 가져올 수도 있고 구글 드라이브에 있는 사진을 사용할 수도 있다. PC의 웹캠을 사용할 때는 먼저 카메라 사용 권한을 허용해 줘야 한다. 예를 들어 사과와 토마토 이미지를 학습시키고 웹캠에 두 사물을 비추면 확실히 구분해 내는 과정을 눈으로 확인할 수 있다.

구글 티처블 머신으로 수학 도형 모양 구분하기

초등 1학년 수학수업 시간에 도형의 모양을 알아보는 수업을 구글 티처블 머신에 적용하여 수업할 수 있다. 먼저 원, 삼각형, 사각형 모양이 있는 물건을 이미지 프로젝트에 학습시킨다. 이 후 학생들이 주변의 다양한 모양의 물건을 웹캠에 비추면 머신러닝이 학습한 모양을 분류해 내는 과정을 눈으로 직접 확인할 수 있다.

구글 티처블 머신으로 암석의 종류 구분해 내기

초등 4학년 과학시간에는 암석의 종류를 분류하는 수업이 가능하다. 화성암의 종류인 현무암과 화강암의 특징을 먼저 관찰하고 이미지 프로젝트 과정을 통해 두 암석의 색상, 알갱이 크기 등을 분류하고 구글 티처블 머신을 통해 확인해보는 활동을 진행 할 수 있다. 또한 퇴적암을 구성하고 있는 알갱이의 색깔과 크기로 구분하여 이암, 사암,역암으로 분류해 보는 활동도 가능하다.

구글 티처블 머신의 전이 학습

이미지 프로젝트를 실행할 때 사용자가 제공한 이미지만을 사용하여 학습하기에는 데이터가 부족하여 충분한 성능을 기대하기 어렵다. 그래서 티처블 머신은 사전에 이미 훈련된 모델에 전이 학습을 적용한다. 즉 이전에 대용량의 이미지 데이터로 사전 분류 학습을 진행한 후 여기서 학습한 이미지를 다른 프로젝트에도 적용하는 기법이 전이 학습이다. 따라서 이전에 축적된 대량의 이미지 데이터로 인해 실행하는 모델의 분류 능력이 매우 우수한 편이다. 이와 같은 전이 학습 방법은 이미지뿐만 아니라 텍스트와 음성 등 많은 분야에서 활용되고 있다.