인공 지능 시대를 위한 준비
그 시작은 초등학교에서부터
2024년 노벨상에서 세계적 화제가 된 부분을 꼽자면 단연 인공 지능(AI)일 것이다. 인공 신경망을 이용한 기계 학습(Machine Learning)의 원리를 발견한 두 연구자가 노벨 물리학상을 받은 데 이어, 단백질 구조를 분석하고 예측·설계하는 AI 모델 ‘알파폴드’, ‘로제타폴드’의 개발자들이 노벨 화학상까지 휩쓸었기 때문이다. 이 두 AI 모델은 2020년 발표된 지 4년밖에 지나지 않았지만, 독일 막스 플랑크 연구소가 10년 걸려 해낸 작업을 30분 만에 파악하며 2억 개가 넘는 새로운 단백질을 예측해 의학은 물론 생명 공학과 신약 개발 분야에 광범위한 영향을 미칠 것으로 평가받는다. 이처럼 AI는 기존 패러다임을 바꾸는 새로운 도구로서 20세기 초 물리학에 혁신을 일으킨 양자 역학처럼 과학 전반에 엄청난 파급 효과를 가져올 것이다.
계속해서 진보하는 AI의 시대를 살아갈 미래 세대를 위해, 미국과 영국 같은 선진국뿐만 아니라 중국, 인도 등의 신흥국도 인공 지능·소프트웨어(AI·SW) 교육을 강화하고 있다. 그러나 과학기술정보통신부 산하 소프트정책연구소(SPRi) 조사 결과에 따르면 100시간(미국 캘리포니아 주), 256시간(오스트레일리아)에 달하는 초등학교 AI·SW 필수 교육 시간이 우리나라에서는 아직 6년 내내 34시간에 불과하다. AI 소양을 갖추고 활용하기 위한 준비가 시급한 이유다.
이번에 ㈜사이언스북스 신간으로 출간된 『초등학생을 위한 인공 지능 교과서』 시리즈는 중앙대학교 인문콘텐츠연구소 HK+ 인공지능인문학사업단의 기획으로 대학교에서 AI 교육을 연구하는 교수진과 콘텐츠 제작 실무자들이 함께 집필한 책으로, 초등학생의 관점에서 AI에 가질 수 있는 여러 궁금증에 대한 답을 찾고 응용 사고력을 기를 수 있도록 만들어졌다. AI에 관한 관심이 나날이 커 가고 있는 지금, ‘친구와 대화를 나누듯이 읽다 보면’ 자연히 AI를 이해하고 학습할 수 있도록 기획된 이 시리즈는 초등학교 학생에게 AI에 친숙해지는 가장 빠른 길을 안내할 것이다.
추천사
올해 대한민국에 노벨 문학상이란 큰 경사가 있지만, 국제적으로 가장 큰 이슈는 인공 지능(AI)이었다. 노벨 물리학상에 이어 화학상의 주인공도 AI였다. 특히 단백질 구조를 파악하는 구글의 AI ‘알파폴드’는 10년간 못 푼 암세포 분석을 30분 만에 완료했다는 평가를 받는다. 지금, 이 순간에도 AI는 미래를 바꾸고 있다.
이런 시점에 출간된 『초등학생을 위한 인공 지능 교과서』 시리즈는 너무나도 시의적절하면서도 반가운 책이다. 우리 아이들이 AI의 원리를 이해하고 활용하기 위한 모든 것이, 어느 학년이라도 바로 시작할 수 있도록 난이도별로 친절하게 구성되어 있다. 미래에 나타날 한국 노벨상 수상자의 출발점이 될 책이라고 감히 예언해 본다.
―김효 | 네이버 웨일 총괄 이사
소연이, 승현이와 함께 AI의 세계로 여행을 떠나자!
『초등학생을 위한 인공 지능 교과서』 시리즈의 주된 내용은 소연과 승현이라는 두 등장 인물이 선생님과 함께 AI에 대한 궁금증을 풀어 나가는 이야기이다. AI 학습에 꼭 필요한 지식을 7개 영역으로 나누어 어느 학년부터 시작하더라도 효과적인 독서를 할 수 있게끔 단계별(초등학교 1~2학년용/3~4학년용/5~6학년용)로 구성된 이 시리즈에서 가장 돋보이는 요소는, 각각의 주제를 반복과 변주를 통해 익히며 개념 심화를 할 수 있도록 쓰였다는 점이다.
또한 하나의 주제가 끝날 때마다. 스마트폰 앱으로 영어 동화책 표지를 번역하기부터 ‘아이들을 위한 머신 러닝(https://machinelearningforkids.co.uk/)’ 사이트에서 직접 코드를 짜 AI를 학습시키기까지, 실생활에서 다양하게 AI를 체험하며 학생이 스스로 생각할 수 있도록 돕는 ‘사고력과 창의력 키우기’ 파트가 함께 실려 있다.
1부 나는 인공 지능 초보자입니다
인공 지능이란 사람처럼 사물을 알아보고, 학습하고, 판단하고, 소통하고, 움직일 수 있는 기계를 말한다. 1950년대 처음 개념이 생긴 이후 70년 동안 발전해 오면서, 인공 지능은 이제 사람과 구별하기 힘들 정도까지 성장했다. 하늘을 나는 드론에서 로봇 청소기, 내 말에 대답해 주는 인공 지능 스피커까지 우리 주변에 성큼 다가온 인공 지능에 대해 알아보자.
주요 내용:
-인공 지능의 선구자 알아보기
-리습 언어 흉내 내기
-인공 지능 번역 앱 사용해 보기
2부 나는 데이터 생활을 합니다
휴대 전화 데이터와 인터넷 뉴스의 차이는 무엇일까? 그동안 데이터, 정보, 지식이란 말은 많이 들었지만, 그 차이를 정확히 말하기란 쉽지 않다. 우리 주변에서 지금도 만들어지고 있는 숫자나 사진, 문자 같은 데이터에 어떤 의미를 주면 정보가 된다. 정보를 수집해 판단할 수 있는 기준을 만드는 것이 지식이다. 2부에서는 가족의 표정 정보를 정리해 직접 지식을 만들면서 이 과정을 체험해 본다.
주요 내용:
-지식, 정보, 데이터의 차이 알아보기
-가족의 표정 정보로 지식 만들기
-기차 시간표 체험하기
3부 나는 인공 지능 예술가입니다
컴퓨터도 새로운 그림을 그릴 수 있다. ‘어떤 그림’을 ‘무엇을 가지고’ 혹은 ‘무엇처럼’ 그리라고 지시하면, 그 지시에 따라서 그림을 그려 내는 이미지 생성 AI의 등장으로 가능해진 일이다. 3부에서는 이미지 생성 AI가 그린 그림을 감상하는 것으로 시작해서 스마트폰 앱으로 그림을 움직이게도 해 보고, 사진의 차이를 인식하는 인공 지능의 코드를 짜 본다. 인터넷 서비스를 사용해 몇 번의 선택만으로 나만의 노래를 작곡하는 경험도 해 보자.
주요 내용:
-인공 지능이 그린 그림 감상하기
-사진을 판독하는 인공 지능 학습시키기
-인공 지능으로 작곡하기
4부 2100년도 우리의 생활 모습은?
이제 인공 지능은 사람의 목소리, 표정, 몸짓을 인식하고 사람과 감정을 나누고 대화할 수 있다. 우리는 로봇 강아지를 동물과 똑같이 보호해야 할까? 언젠가는 로봇 반려 동물이 동물 보호법의 대상이 될지도 모른다. 인공 지능 챗GPT와 대화하고, 주변 색깔에 맞추어 몸 색을 변화시키는 인공 지능 카멜레온을 만들어 보면서 우리 생활이 어떻게 달라질지 상상해 보자.
주요 내용:
-인공 지능 로봇의 미래 생각하기
-인공 지능 챗GPT와 대화하기
-주변 색깔로 자동으로 변하는 카멜레온 인공 지능 만들기
5부 나는 가상 현실 전문가입니다
현실에는 없는 것들을 진짜처럼 보이게 하는 기술이 있다. 바로 가상 현실이다. 1938년 프랑스의 극작가 앙토냉 아르토가 만들어 낸 개념인 가상 현실은 이제 자동차나 비행기 운전 연습, 3D 영화 외에도 박물관이나 놀이 공원에서도 사용되고 있다. 5부에서는 ‘VR 안경 만들기 키트’로 부모님의 스마트폰을 머리에 착용하는 디스플레이 장비(HWD)로 바꾸거나, 공룡이나 멸종 동물이 뛰어노는 가상 현실 박물관에 가면서 가상 현실의 새로운 세계를 체험하는 시간을 갖는다.
주요 내용:
-가상 현실 체험 알아보기
-VR 안경 만들기
-가상 현실 갤러리 체험하기
6부 나는 인공 지능 게임 전문가입니다
우리는 왜 게임을 하는 것일까? 게임을 하다 보면 너무 재미있어서 해야 할 일을 미루게 될 때가 생기곤 한다. 하지만 스스로 잘 조절한다면 친구와 함께 게임을 하면서 더 친해지는 것처럼 더 많은 즐거움을 얻을 수 있다. 인공 지능도 게임을 할 때 이런 즐거움을 느낄 수 있을까? 화면 속 카드를 인식하는 인공 지능을 만들어서 같이 게임을 하면서 생각해 보자.
주요 내용:
-게임 이해하기
-게임을 통해 얻는 좋은 점과 나쁜 점 토론하기
-화면 인식하는 게임 만들기
7부 직업의 세계
음식을 주문하면 사람이 아니라 기계가 대신 주문을 받는 무인화 기계가 점점 늘어나고 있다. 로봇이 점점 똑똑해지다가 사람보다 더 똑똑해져서 사람이 할 일을 대신 다 해 버리면 어떨까? 정말 그럴 수 있을까? 비밀 코드 단어를 이해하는 인공 지능 스파이를 만들면서 로봇과 함께하고 싶은 일을 상상해 보자.
주요 내용:
-무인화 가게 알아보기
-로봇은 사람 대신 다치거나 망가져도 되는 것일지 생각해 보기
-비밀 코드 단어를 이해하는 인공 지능 스파이 만들기
대한민국 미래를 책임질
AI 영재들의 출발점
최근 AI·SW 교육에 이은 대한민국 교육계의 또 다른 화두는 2025년부터 초등학교 3~4학년, 중학교 1학년, 고등학교 1학년 국어/영어/수학/정보 과목에 도입 예정인 AI 디지털 교과서다. 학생의 데이터를 축적해 맞춤형 학습을 가능하게 한다는 이 교과서는, 효과가 불명확하다는 신중론이 대두하면서 교육 현장의 혼란이 가중되는 모양새다. 이는 챗GPT를 필두로 하는 AI의 등장으로 공교육을 다시 고민하는 과정에서 발생하는 진통으로 읽힌다. 중요한 것은 우리 아이들을 ‘어떻게’ 가르쳐야 하는가는 이견이 있을지라도, ‘무엇을’ 가르쳐야 하는가의 문제는 답이 나와 있다는 사실이다. AI 기술이 우리 사회 곳곳에 스며들었고, 생성형 AI 모델이 놀라운 성과를 보이고 있으며, ‘신인류의 탄생’부터 ‘기계의 노예’까지 온갖 추측이 난무 중인 AI 시대로의 전환은 이미 시작된 미래이기 때문이다.
계산뿐만 아니라 창작 능력까지 모든 면에서 사람을 뛰어넘는 AI의 출현이 가능한 미래에는 단순 지식보다 의미를 창조하고 가치를 부여하는 인간 고유의 감성적, 직관적 능력이 더 큰 가치를 지니게 될 것이다. AI에 대한 지식과 함께 AI로 상상하는 법, AI와 친구가 되는 법을 이야기하는 『초등학생을 위한 인공 지능 교과서』 시리즈의 출간은 그래서 더욱 반가운 일이다. 교사와 학부모, 그리고 향후 대한민국을 책임질 미래 세대까지, AI 학습을 시작하려는 모든 사람에게 꼭 필요한 책이다.
책을 펴내며 4
1부 나는 인공 지능 초보자입니다 9
- 인공 지능을 만든 사람들 10
- 인공 지능 체험하기 15
2부 나는 데이터 생활을 합니다 33
- 지식, 정보, 데이터란 무엇일까요? 34
- 데이터, 정보, 지식 체험하기 41
3부 나는 인공 지능 예술가입니다 49
- 내가 그린 그림, 어떻게 생각해? 50
- 내가 만든 음악, 어떻게 생각해? 71
4부 2100년도 우리의 생활 모습은? 81
- 우리의 생활이 어떻게 달라져요? 82
- 우리의 생활이 어떻게 달라질까요? 94
5부 나는 가상 현실 전문가입니다 109
- 꿈과 현실 110
- 나만의 가상 현실 118
6부 나는 인공 지능 게임 전문가입니다 125
- 게임을 만들자! 126
- 인공 지능 게임, 코딩으로 놀자 131
7부 직업의 세계 147
- 우리는 어떤 일을 하며 살아갈까요? 148
- 미래 직업 탐색 168
저자 소개 173