AI의 역사: 지식을 표현하고 개념을 체계화하는 연구 - 시맨틱 네트워크와 온톨로지

분야

데이터 과학/AI

대상자

AI 연구자, 데이터 과학자, 지식 표현 기술 개발자

난이도: 중급~고급 (지식 표현 기법, 온톨로지 구조, 시맨틱 네트워크 활용법에 대한 이해가 필요)

핵심 요약

• 시맨틱 네트워크(Semantic Network): 개념과 관계를 노드와 링크로 표현해 지식을 구조화하는 방법론
• 온톨로지(Ontology): 개념의 계층 구조와 관계를 명시적으로 정의해 지식 공유 및 재사용을 가능하게 하는 체계
• KL-원(KL-One): 의미 불확실성을 해결하기 위해 상속 네트워크와 형식 논리를 결합한 지식 표현 기법
• 시맨틱 웹: 온톨로지 기반으로 웹 정보의 의미를 명확히 하여 자동 처리를 가능하게 한 기술

섹션별 세부 요약

1. 초기 AI 연구의 한계와 지식 표현의 필요성

• 1950~60년대 AI 연구는 탐색 알고리즘에 집중해 복잡한 문제 해결에 한계를 보였음
• 전문가 시스템 개발로 특정 분야 지식의 컴퓨터 표현 필요성이 대두됨
• 규칙 기반, 논리 기반, 프레임 기반 표현법이 지식 표현 방법론으로 제시됨

2. 시맨틱 네트워크의 개념과 역사

• 시맨틱 네트워크: 개념 간 관계를 링크로 연결해 의미를 분석하는 구조
• 1956년 리첸스가 기계 번역 연구를 위해 구현, 1960년대 퀄리언의 연구로 발전
• 인간의 연상 기억을 그래프로 모델링해 지식 표현과 추론 기능 확보
• 단점: 링크 의미 불확실성, 복잡한 지식 처리 어려움

3. 온톨로지의 정의와 발전

• 온톨로지: 개념의 계층 구조와 관계를 명시적으로 정의한 지식 체계
• 1992년 토마스 그루버가 "개념화의 명시적 사양서"로 정의, 2009년 "지식 영역의 모델링 기법"으로 재정의
• 시맨틱 웹 도입으로 웹 정보의 의미 정의와 자동 처리 기능 확보
• AI 시스템에서 개념 체계 이해를 위한 형식화된 지식 표현 방법

4. 시맨틱 네트워크 vs 온톨로지의 차이

• 시맨틱 네트워크: 비공식적 링크 사용, 지식 재사용 강조 부족
• 온톨로지: 명확한 의미 정의와 형식성 기준을 통해 시스템 간 공유 및 상호운용성 확보
• KL-원을 통한 상속 네트워크와 형식 논리 통합으로 지식 표현의 정밀도 향상

결론

• 시맨틱 네트워크와 온톨로지는 지식을 구조화한 AI 기반 연구의 기초로, 복잡한 추론과 정보 공유에 핵심 역할
• 실무 팁: 온톨로지는 시맨틱 네트워크의 한계를 보완해 지식 재사용성과 시스템 통합성 향상에 효과적
• 응용 사례: 시맨틱 웹, 자연어 처리, 지식 기반 시스템 구현 시 온톨로지 기술 활용 권장