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딥러닝의 기반은 수학이다

2018.05.23
Dev ReadIT 2018 IT개발서적 온라인 컨퍼런스


딥러닝의 기반은 수학이다.

딥러닝을 한 마디로 설명한다면? 어려운 일이지만 다음처럼 말하고 싶습니다.


다량의 데이터를 분석해서 컴퓨터 스스로가 알아서 정답을 찾는 패턴 구축하기


여기서 중요한 키워드는 ‘데이터 분석’과 ‘패턴 구축’입니다. 즉, 컴퓨터가 아무 근거도 없이 정답을 찾는 것이 아닙니다. 정답과 다른, 혹은 정답과 비슷한 여러 개의 데이터를 근거로 정답을 찾습니다. 또한 정답을 찾는 과정을 효율적으로 진행하는 패턴이 있습니다.


현재 딥러닝과 관련한 개발 환경은 데이터 분석과 패턴 찾기를 빠르고 효율적으로 실행할 수 있는 기능들을 조합해 사용자가 원하는 정답을 찾는 프로그램을 만드는 것입니다. 이러한 기능은 다양한 수학 이론으로 만든 것입니다. 즉, 딥러닝의 기반은 수학이라고 할 수 있습니다.



수학을 꼭 어렵게만 생각해야 할까요?

우리가 딥러닝을 이해할 때 꼭 수학 공식을 풀고 계산할 정도로 수학을 이해해야 할까요? 그건 아닙니다. 개발자에게 “딥러닝을 이해하고 싶으면 수학을 공부하라”라고 말하는 이유는 개발 환경에서 제공하는 기능이 수학적으로 어떤 의미인지를 알아야 원하는 방향으로 데이터를 분석하고, 패턴을 구축하는 프로그래밍을 할 수 있기 때문입니다. 계산은 컴퓨터가 대신해줍니다. 여러분은 컴퓨터에게 계산하는 방법을 설계해주면 되는 것입니다. 프로그래밍 개발이라는 분야가 생긴 근본적인 이유와 크게 다르지 않습니다.


고등학교까지 접했던 암기 위주의 수학 공부를 생각할 필요는 없습니다. 필요한 수학 지식에는 무엇이 있고, 이러한 개념을 어떻게 접목해서 패턴을 만들 수 있는가를 생각하는 힘입니다.


<그림과 함께 패턴을 만들 수 있는 기반을 다져줍니다>



이 책이 시사하는 점

패턴을 생각하는 능력을 기르는 데 대학교 이상에서 배우는 어려운 수학 지식을 생각할 필요는 없습니다. 고등학교에서 배웠던, 1~2차 함수, 수열, 벡터, 행렬, 미분 기초로도 충분히 생각할 수 있는 힘을 기를 수 있습니다. 미분이 어렵다고 생각하는 분도 있을 겁니다. 하지만 어려운 미분 과정을 생각하지 않아도 됩니다. x^2을 미분하면 2x가 되고, x^2+y^2을 x를 기준으로 편미분하면 2x가 되고, y를 기준으로 편미분하면 2y가 된다는 사실만 알아도 딥러닝의 수학 이론을 이해할 수 있습니다. 더는 수학 때문에 딥러닝 공부를 고민하지 말라는 것이 이 책을 쓴 저자의 의도이기도 합니다.


이 책은 고등학교에서 배우는 수학 지식, 엑셀 함수, 신경망 이론이라는 세 가지 키워드로 지금까지 어려워했던 딥러닝을 알기 쉽게 설명합니다. 고등학교에서 배운 수학을 까먹었더라도 걱정할 필요는 없습니다. 2장에서 필요한 수학 지식은 충분히 설명하기 때문입니다.


딥러닝에 관심은 많은데 수학 때문에 두려워 한 사람이라면 이 책과 함께 수학이라는 학문에 갖는 선입견을 없애고 딥러닝의 세계에 다가갈 수 있으면 좋겠습니다.


처음 배우는 <!HS>딥러닝<!HE> 수학 [컴퓨터/IT]  처음 배우는 딥러닝 수학
와쿠이 요시유키 | 한빛미디어
2018.02.01


I 작성: 이중민 편집자 / 한빛미디어


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