센서와 머신러닝 : 애플리케이션이 보고 듣고 느끼고 냄새를 맡고 맛을 보는 방법
컴퓨터에서 사용 가능한 감각은 다음과 같다.
보기 : 이미지 및 얼굴 인식
최근 이미지 및 얼굴 인식에 대한 연구를 통해 컴퓨터는 개체의 존재를 감지할 뿐만 아니라 여러 개의 비슷한 개체도 탐지할 수 있게 됐다. 다양한 오픈소스 릴리스를 통해 이 분야를 주도하는 기업은 페이스북과 구글이다. 페이스북은 동영상의 사물 감지를 목표로 연구 중이다.
컴퓨터 ‘시각’을 위한 기술
개체:
• 페이스북 리서치: 개체 분할 학습
• 딥마스크(DeepMask)
• 멀티패스 네트워크(Multipath Network)
• 디텍트론(Detectron)
• 텐서플로우(TensorFlow) 모델
얼굴:
• 오픈페이스(OpenFace)
복합:
• 오픈CV(OpenCV)
기기 사용:
• 쥬부아(Jevois)
최근 많이 발전한 분야로, 이미지의 개체를 다른 개체와 분할할 수 있는 수준이다. 그러나 무언가를 발견하고 이를 다른 것으로부터 분할할 수 있다고 해서 그게 무엇인지 안다는 의미는 아니다. 무엇인지 알려면 사물을 인식하는 모델을 학습시켜야 한다.
강력한 툴이지만 극단적으로 많은 데이터를 필요로 한다. 그래서 페이스북과 구글은 경쟁에 대해서는 별로 걱정하지 않고 이러한 툴을 릴리스하고, 그 대가로 커뮤니티에서 개발되는 파생품과 연구의 혜택을 얻는다. 어차피 수백만 또는 수십억 개의 이미지뿐만 아니라 그 이미지를 처리할 컴퓨팅 성능까지 보유한 기업은 극소수에 불과하다.
본질적으로 머신러닝이나 딥 러닝을 사용한 개체 분류를 위해서는 양, 고양이 또는 무엇이든 다양한 파생 개체를 포함해서(큰 개체와 작은 개체, 털이 많고 적은 개체, 마르고 뚱뚱한 개체, 꼬리가 없는 개체 등) 일단 “봐야” 한다. 모든 변형을 인식하는 모델을 학습시키는 과정은 그 다음이다.
페이스북과 구글이 이 분야에 가장 많은 공을 들이고 있지만 여러 기능을 조합한 오픈CV 라이브러리, 얼굴 인식에 집중하는 오픈페이스와 같은 다른 툴도 있다.
쥬부아(프랑스어로 “나는 본다”라는 뜻)는 아두이노 기기를 위한 스마트 카메라로, 오픈소스 라이브러리를 기반으로 이미 학습된 상태로 제공된다. 약 1,000가지의 개체를 인식하도록 학습됐다. 자신의 모델로 직접 조작이 가능하므로 스스로 비행하는 자율 쿼드콥터를 만들고자 한다면 얼마든지 시도해볼 수 있다!
듣기 : 음성 인식과 소리 분류
컴퓨터 “청각”은 대부분 음성 인식에 중점을 둔다. 그러나 소리 분류도 가능하다. 소리 분류가 존재하는 이유는 물론 샤잠(Shazam)이지만 일반적인 소리 분류를 위한 모델은 기대하는 만큼 많지 않고 그 범위도 넓지 않다. 그래도 파이오디오애널리시스(PyAudioAnalysis)를 사용하면 .wav 파일을 사용해서 소리를 분류할 수는있다.
새의 지저귐이나 도로 소음을 기록한 파일이 있다면 이미지 인식과 마찬가지로 분류 모델을 학습시켜야 한다. 그러나 투자는 미약한 편이다. 페이스북에서 소리의 비중이 적기도 하고, video.google.com과 images.google.com은 있어도 sounds.google.com은 없기 때문이기도 하다.
음성 인식의 경우 CMU스핑크스(CMUSphinx), 칼디(Kaldi)와 같이 전통적인 은닉 마코프(Hidden Markov) 모델을 사용하는 오픈소스를 찾을 수 있다. 다른 구현도 있지만 온라인과 오프라인 디코딩으로 구분된다. “온라인”은 마이크에 잡히는 소리를 바로 포착함을 의미하고 “오프라인”은 .wav 파일이 생성될 때까지 기다려야 함을 의미한다.
이 분야의 주요 업체인 IBM, 구글, 애플, 마이크로소프트 모두 각각의 구현을 보유했다. 구글이 상당히 뛰어나다. 자바스크립트를 사용해서 브라우저에서 음성 인식도 가능하다.
촉각 : 공개 기술이 거의 없는 감각
터치 센서를 사용해서 “느낌”을 탐지하는 분야에서는 별다른 움직임이 없다. 주로 제어 애플리케이션에 사용된다. 과거의 닌텐도 파워 글러브(Power Glove)가 예다. 모두의 기대를 모았지만 실제로 나오지는 않았으며 제대로 작동도 하지 않은 것으로 알려졌다.
“손을 댔는지 여부를 확인하는” 아두이노를 위한 센서가 있고 제스처 감지를 위한 라이브러리와 센서도 있다. “손을 댔는가”라는 측면에서 가장 유망한 기술 혁신은 정전용량성 직물이다. 그러나 “표면을 만져 결함이 있는지 여부를 확인하는” 실용적인 기계에서는 대부분 광학 또는 초음파를 사용한다.
냄새 : 전자 코
컴퓨터도 냄새를 맡는다. 실제 사용 사례도 있다. “전자 코”는 꽤 오래 전에 개발된 기술이다.
저렴한 버전의 경우 센서가 아두이노 기기에 연결되어 가스를 “흡입”한다. 가스의 체적에 따라 예를 들어 맥주에 사용된 홉 또는 공기의 유독성을 “탐지”할 수 있다. 이러한 기술은 폭탄 탐지부터 품질 관리에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다.
맛 : 이것도 공개 기술이 거의 없는 감각
컴퓨터에게 맛이란 무엇인가? 맛은 주관적이며 사람이 느끼는 맛 중 상당수가 사실은 냄새다. 이 분야에서는 화학, 미생물, PH 및 적정 센서가 사용된다. 실제 응용 범위는 병이 있는지 여부 탐지, 포도당 수준이 충분한지 여부 탐지 또는 독극물이 있는지 여부 탐지 등 광범위하다.
또한 인간과 마찬가지로 냄새와 많은 부분이 겹친다. 공개 소스 코드는 극히 드물고, 적절히 모델을 학습시키기 위해서는 화학 실험실 또는 그러한 실험을 통해 확보한 데이터가 있어야 한다.
영화 속 장면의 현실화는 아직
지금까지 오감에 대해 알아봤다. 그렇다면 스타 트렉: 더 넥스트 제네레이션에 나오는 커맨더 데이터, 최소한 그보다 머리가 나쁜 사촌인 B4 정도라도(아직 AGI는 없으니) 만들 수 있을까? 아마 아직은 만들지 못할 것이다. 센서와 라이브러리가 있다 해도 모든 분야에서 완전히 학습된 모델이 준비되지는 않았기 때문이다. 또한 막대한 양의 데이터가 필요하며 대부분의 경우 너무 느려서 실시간으로 사용할 수 없다.
아직 인류는 동영상 속 얼굴을 인식하기 위해 연구하는 단계다. 촉각은 “만졌는지 여부를 확인”하는 정도이거나 기타 단일 목적 센서가 대부분이다. 냄새도 비슷한 상황이고 맛은 더 더디다.
대부분의 머신러닝과 딥 러닝과 마찬가지로 단일 목적 애플리케이션(예를 들어 커피가 썩었는지 여부 확인)에서는 AI와 센서가 상당한 수준까지 발전했다. 컴퓨터는 아직 인간의 수준에는 이르지 못했지만 오감을 다 갖추고 있으며 개발자를 위한 무료 및 사유 형태의 구현이 폭넓게 제공되고 있다. editor@itworld.co.kr
함께 보면 좋은 콘텐츠
Sponsored
Surfshark
“유료 VPN, 분명한 가치 있다” VPN 선택 가이드
ⓒ Surfshark VPN(가상 사설 네트워크, Virtual Private Network)은 인터넷 사용자에게 개인 정보 보호와 보안을 제공하는 중요한 도구로 널리 인정받고 있다. VPN은 공공 와이파이 환경에서도 데이터를 안전하게 전송할 수 있고, 개인 정보를 보호하는 데 도움을 준다. VPN 서비스의 수요가 증가하는 것도 같은 이유에서다. 동시에 유료와 무료 중 어떤 VPN을 선택해야 할지 많은 관심을 가지고 살펴보는 사용자가 많다. 가장 먼저 사용자의 관심을 끄는 것은 별도의 예산 부담이 없는 무료 VPN이지만, 그만큼의 한계도 있다. 무료 VPN, 정말 괜찮을까? 무료 VPN 서비스는 편리하고 경제적 부담도 없지만 고려할 점이 아예 없는 것은 아니다. 보안 우려 대부분의 무료 VPN 서비스는 유료 서비스에 비해 보안 수준이 낮을 수 있다. 일부 무료 VPN은 사용자 데이터를 수집해 광고주나 서드파티 업체에 판매하는 경우도 있다. 이러한 상황에서 개인 정보가 유출될 우려가 있다. 속도와 대역폭 제한 무료 VPN 서비스는 종종 속도와 대역폭에 제한을 생긴다. 따라서 사용자는 느린 인터넷 속도를 경험할 수 있으며, 높은 대역폭이 필요한 작업을 수행하는 데 제약을 받을 수 있다. 서비스 제한 무료 VPN 서비스는 종종 서버 위치가 적거나 특정 서비스 또는 웹사이트에 액세스하지 못하는 경우가 생긴다. 또한 사용자 수가 늘어나 서버 부하가 증가하면 서비스의 안정성이 저하될 수 있다. 광고 및 추적 위험 일부 무료 VPN은 광고를 삽입하거나 사용자의 온라인 활동을 추적하여 광고주에게 판매할 수 있다. 이 경우 사용자가 광고를 보아야 하거나 개인 정보를 노출해야 할 수도 있다. 제한된 기능 무료 VPN은 유료 버전에 비해 기능이 제한될 수 있다. 예를 들어, 특정 프로토콜이나 고급 보안 기능을 지원하지 않는 경우가 그렇다. 유료 VPN의 필요성 최근 유행하는 로맨스 스캠은 인터넷 사기의 일종으로, 온라인 데이트나 소셜 미디어를 통해 가짜 프로필을 만들어 상대를 속이는 행위다. 이러한 상황에서 VPN은 사용자가 안전한 연결을 유지하고 사기 행위를 방지하는 데 도움이 된다. VPN을 통해 사용자는 상대방의 신원을 확인하고 의심스러운 활동을 감지할 수 있다. 서프샤크 VPN은 구독 요금제 가입 후 7일간의 무료 체험을 제공하고 있다. ⓒ Surfshark 그 외에도 유료 VPN만의 강점을 적극 이용해야 하는 이유는 다음 3가지로 요약할 수 있다. 보안 강화 해외 여행객이 증가함에 따라 공공 와이파이를 사용하는 경우가 늘어나고 있다. 그러나 공공 와이파이는 보안이 취약해 개인 정보를 노출할 위험이 있다. 따라서 VPN을 사용하여 데이터를 암호화하고 개인 정보를 보호하는 것이 중요하다. 서프샤크 VPN은 사용자의 개인 정보를 안전하게 유지하고 해킹을 방지하는 데 유용하다. 개인정보 보호 인터넷 사용자의 검색 기록과 콘텐츠 소비 패턴은 플랫폼에 의해 추적될 수 있다. VPN을 사용하면 사용자의 IP 주소와 로그를 숨길 수 있으며, 개인 정보를 보호할 수 있다. 또한 VPN은 사용자의 위치를 숨기고 인터넷 활동을 익명으로 유지하는 데 도움이 된다. 지역 제한 해제 해외 여행 중에도 한국에서 송금이 필요한 경우가 생길 수 있다. 그러나 IP가 해외 주소이므로 은행 앱에 접근하는 것이 제한될 수 있다. VPN을 사용하면 지역 제한을 해제해 해외에서도 한국 인터넷 서비스를 이용할 수 있다. 따라서 해외에서도 안전하고 편리하게 인터넷을 이용할 수 있다. 빠르고 안전한 유료 VPN, 서프샤크 VPN ⓒ Surfshark 뛰어난 보안 서프샤크 VPN은 강력한 암호화 기술을 사용하여 사용자의 인터넷 연결을 안전하게 보호한다. 이는 사용자의 개인 정보와 데이터를 보호하고 외부 공격으로부터 사용자를 보호하는 데 도움이 된다. 다양한 서버 위치 서프샤크 VPN은 전 세계 곳곳에 여러 서버가 위치하고 있어, 사용자가 지역 제한된 콘텐츠에 액세스할 수 있다. 해외에서도 로컬 콘텐츠에 손쉽게 접근할 수 있음은 물론이다. 속도와 대역폭 서프샤크 VPN은 빠른 속도와 무제한 대역폭을 제공하여 사용자가 원활한 인터넷 경험을 누릴 수 있도록 지원한다. 온라인 게임, 스트리밍, 다운로드 등 대역폭이 필요한 활동에 이상적이다. 다양한 플랫폼 지원 서프샤크 VPN은 다양한 플랫폼 및 디바이스에서 사용할 수 있다. 윈도우, 맥OS, iOS, 안드로이드 등 다양한 운영체제 및 디바이스에서 호환되어 사용자가 어디서나 안전한 인터넷을 즐길 수 있다. 디바이스 무제한 연결 서프샤크 VPN은 무제한 연결을 제공하여 사용자가 필요할 때 언제든지 디바이스의 갯수에 상관없이 VPN을 사용할 수 있다.