이 단원을 관통하는 생각
'똑똑함'을 세 갈래로 갈라 놓고, 이번 단원은 앞의 둘을 맡습니다.
지능적 판단이란 주어진 상황에서 목표에 가장 알맞은 것을 스스로 골라내는 일입니다. 그 '고르기'를 기계에 시키는 길이 셋 있습니다.
🔍 탐색
가능한 것을 펼쳐 놓고 목표까지 가는 길을 찾는다. 답이 어디 있는지는 몰라도 무엇이 답인지는 아는 문제에 쓴다.
3 ~ 9차시📐 추론
사람이 적어 준 사실과 규칙에서 새 사실을 끌어낸다. 왜 그렇게 판단했는지 말할 수 있는 것이 가장 큰 강점이다.
10 ~ 12차시🧠 학습
규칙을 사람이 적지 않고 데이터에서 기계가 스스로 찾아낸다. 규칙으로 적기 어려운 문제가 여기로 온다.
2단원이 단원의 모든 숫자는 실제로 돌려서 나온 값입니다. 본문이 "둘러본 칸 52개"라고 적었다면, 여러분이 같은 코드를 돌렸을 때도 52가 나와야 합니다. 다르게 나온다면 코드를 어디선가 고친 것이니, 그 자리를 찾는 것부터가 공부입니다.
이 단원의 성취기준
다섯 기준에 12차시를 2·2·2·4·3으로 나누어 배정했습니다.
인공지능의 지능적 판단을 이해하고, 인공지능을 활용한 실생활·여러 학문 분야의 문제 해결 사례를 비교·분석한다.
1~2차시인공지능에서 탐색의 중요성을 이해하고 문제 해결을 위한 탐색 과정을 설계한다.
3~4 · 9차시맹목적 탐색과 정보 이용 탐색의 차이를 중심으로 지능적 탐색의 원리를 파악한다.
4~6차시지능적 탐색이 필요한 문제를 찾아보고, 문제 해결을 위해 정보 이용 탐색 알고리즘(A*)을 적용한 프로그램을 개발한다.
6~9 · 12차시규칙과 사실을 활용하여 지식을 표현하고, 새로운 지식을 추론하여 생성한다.
10~12차시01-04에 네 차시나 주었나
이 기준은 해설과 적용 시 고려 사항이 모두 "정보 이용 탐색 알고리즘을 적용한 프로그램을 개발한다"를 못박습니다. 읽고 이해하는 것으로는 그 동사를 채울 수 없습니다. 그래서 원리(6) → 구현(7) → 다른 문제로 옮기기(8) → 내 문제로 설계하기(9) 네 차시를 주었습니다.
차시 목록
한 차시는 40분입니다 — 여는 장면 5분 · 개념 12분 · 손으로 15분 · 정리 8분.
기계가 똑똑하다고 말할 때 — 우리는 무엇을 보고 그렇게 말하나
튜링 테스트 · 중국어 방 · ELIZA 효과. 속을 못 보는 상대를 '지능적'이라 부르는 근거를 따집니다.
01-01💬 ELIZA 대화창🐍 ELIZA 30줄왜 하필 인공지능인가 — 사례 여섯을 나란히 놓고 따진다
세금 계산은 일반 프로그램이 낫고 X선 판독은 인공지능이 낫습니다. 그 갈림길을 점수로 매겨 봅니다.
01-01🧮 적합도 매트릭스🐍 순위 계산문제를 지도로 바꾸기 — 3L·5L 물병으로 4L 만들기
상태 · 행동 · 목표. 좌표상 24가지 중 16가지만 갈 수 있는 까닭을 직접 세어 봅니다.
01-02🗺️ 상태 공간 지도🐍 상태 펼치기무작정 뒤지기 — 큐면 최단, 스택이면 왜 아닌가
바뀌는 것은 popleft()냐 pop()이냐 한 줄뿐. BFS 64칸·17걸음 대 DFS 22칸·19걸음.
나침반을 쥐어 주다 — 빛 쪽으로만 가면 정말 빠를까
어림(휴리스틱)과 허용 가능성. 탐욕적 탐색이 지는 미로를 직접 만드는 것이 오늘의 과제입니다.
01-03🧭 나침반 시험대 — 함정 제조🐍 어림 재기지나온 길과 남은 길을 저울에 — f = g + h
칸마다 g·h·f가 찍힙니다. 한 걸음씩 멈춰 세우고 다음에 뽑힐 칸을 맞혀 보세요.
01-03·04🧭 A* — 칸마다 g·h·fA*를 내 손으로 짠다 — 시뮬레이터 없이 30줄로
화면을 지우고 코드로 옮깁니다. w 하나로 다익스트라 65칸 · A* 52칸 · 부풀린 A* 20칸.
미로 밖으로 — 8-퍼즐에 같은 A*를 옮겨 붙이기
뼈대는 그대로, neighbors()와 h()만 갈아 끼웁니다. 48,390 → 3,667 → 283.
내 문제를 탐색으로 — 잔디·모래·물을 지나는 배달 경로
걸음 수와 비용은 다릅니다. 18걸음에 비용 22 대 12걸음에 비용 28 — 무엇을 줄일지부터 정합니다.
01-02·04🗺️ 지형 지도 편집기🐍 가중치 A*사람의 지식을 적어 넣기 — 사실과 규칙이라는 두 벌의 문법
지식이 데이터가 되는 순간. 규칙은 if 문과 닮았지만 순서가 없다는 점이 다릅니다.
아는 것에서 새것으로 — 규칙이 규칙을 부르는 연쇄
깃털 → 새다 → 펭귄이다. 한 규칙이 만든 사실이 다음 규칙의 조건이 되고, 고정점에서 멈춥니다.
01-05🔗 전향 추론 연쇄 그래프🐍 추론 엔진 완성왜 그렇게 판단했는지 말할 수 있는가 — 거꾸로 캐묻는 추론
후향 추론이 밟은 규칙의 사슬이 그대로 설명이 됩니다. 마지막에 추론과 탐색을 한 프로그램으로 잇습니다.
01-05·01·04🌳 설명 트리🐍 추론 × A* 종합단원 정리 — 열두 차시를 한 장의 지도로
개념 지도 · 용어 점검 · 성취기준 자가 평가 · 2단원으로 넘기는 물음.
01-01 ~ 01-05시작하기 전에
따로 설치할 것은 없습니다.
파이썬은 브라우저 안에서 돕니다
코드 상자의 [▶ 실행]을 누르면 그 자리에서 실행됩니다. 첫 실행은 파이썬 엔진을 내려받느라 5~15초 걸리고, 그다음부터는 바로 돕니다. 코드를 마음껏 고쳐도 됩니다 — [↺ 처음 코드로]가 되돌려 줍니다.
공책을 한 권 준비하세요
시뮬레이터를 돌릴 때마다 둘러본 칸 수와 경로 길이를 표에 적습니다. 확인 문제 여섯 개 중 둘은 그 표를 보고 답하는 것이라, 적어 두지 않으면 다시 돌려야 합니다.
실행하기 전에 먼저 예측하세요
이 단원은 예측이 빗나가는 자리를 일부러 여러 군데 놓았습니다. 빗나간 자리가 곧 아직 이해가 덜 된 자리입니다. 맞히는 것보다 어디서 틀렸는지가 중요합니다.