AWS re:Invent 특집(3) – Amazon 인공 지능(AI) 서비스 및 AWS 딥러닝 프레임웍 활용 (윤석찬)
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인공 지능(AI) 기술의 발전은 새로운 서비스와 비지니스 혁신의 도구가 되고 있습니다. 본 강연에서는 AWS 클라우드 혁신이 인공 지능 기술을 활용하려는 개발자에게 어떤 의미를 주고 있으며, 이에 대한 아마존 사례 및 클라우드를 활용한 연구 개발 방법론에 대해 자세히 알아보고자 합니다. 이를 위해 아마존닷컴의 머신 러닝 기반 추천 엔진 및 물류 창고의 KIVA 로봇 활용 사례, 아마존 에코를 통한 알렉사 음성 인식 서비스의 데모와 함께 딥러닝(Deep Learning) 연구를 위한 AWS 컴퓨팅 P2 인스턴스 및 전용 AMI를 통한 MXNet 라이브러리 등을 소개합니다. 특히, AWS re:Invent에서 새로 출시한 Amazon Lex, Polly 및 Rekognition 등 클라우드 인공 지능 서비스를 소개하고 사용하는 방법을 안내해 드립니다.
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AWS re:Invent 특집(3) – Amazon 인공 지능(AI) 서비스 및 AWS 딥러닝 프레임웍 활용 (윤석찬)
- 1. © 2016, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 윤석찬 @channyun AWS 테크에반젤리스트 Amazon 인공 지능(AI) 서비스 및 AWS 딥러닝 프레임웍 활용 2016년 12월 re:Invent 특집 온라인 세미나
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- 3. 본 발표의 주요 주제 • Amazon의 추천 및 인공 지능 기반 서비스 • Amazon Machine Learning 서비스 • 딥러닝 프레임워크 지원 • AWS 신규 AI 서비스 § Amazon Rekognition § Amazon Polly § Amazon Lex
- 4. Amazon.com 초기 서적 추천 서비스 • 에이전트 기반 서적 추천 엔진 활용 • Eyes & Editors § 좋아하는 저자의 신규 서적에 대한 자동 검색 및 알림 에이전트. 분야별 주제별 리뷰에 따른 추천 기능도 제공
- 5. Amazon.com 상품 추천 서비스 • 리뷰 및 평가 기반 추천 도입 • 이벤트(Events) 및 평가(Rating) • 협업 필터링(Collaborative filtering) • 사용자 (user-user) 및 아이템 기반 (item-item) • 총 판매 35%가 추천 시스템으 로부터 발생
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- 7. Amazon.com 웹 로그 분석 • 사용자 행동 데이터 분석 ü 기존 100노드의 1.6PB 급 DW 시스템 - 페타 바이트 급 (가장 큰 테이블 400TB, 일간 2TB) ü 예: 검색 후 구매하지 않은 물품, 가장 많이 구매한 물품… • Amazon Redshift 기반 DW로 분석 환경 변경
- 8. Amazon.com 온라인 주문 예측 서비스 • 주문 전/후 예측 시스템 도입 • 머신 러닝 기법 활용 • '고객이 주문 전에 배송 계획 예측’ • 사내 총 주간 추천 예측 500억회
- 9. Amazon 물류센터: 로봇 기반 배송 예측 시스템 • 13개 물류센터에 로봇 이동 도입 • 물류 순환 속도: 60~75분 ▶ 15분 • 재고 공간: 50% ↑ • 운영비용: 약 20%↓ • 이동 경로 계산 및 최적화 등에 머신 러닝 기법 활용
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- 11. Amazon Machine Learning 서비스 • AWS에서 관리하는 제공하는 Machine Learning 서비스 • 간단한 API로 개발자도 쉽게 사용 • Amazon 내부 시스템 위에서 빠른 Machine Learning 기술 사용 • AWS에 저장된 데이터를 바로 사용하여 데이터 모델링 • 바로 Production으로 사용할 수 있도록 배포(Endpoint)
- 12. Amazon ML 특징: 손쉬운 접근성 관리 콘솔에서 직접 ML 모델링 § 데이터 소스 지정 및 생성 § ML 모델 생성, 모델 품질 측정, 튜닝 § 배포 및 관리 API, SDK를 이용하여 쉽게 활용 § Java, Python, .NET, JavaScript, Ruby, Javascript AWS Mobile SDK를 통해 Android, iOS 앱에서도 쉽게 사용 가능
- 13. Amazon ML 특징: 신뢰성 및 확장성 신뢰 높은 시스템 (Dog fooding) § 아마존 내부 데이터사이언티스트 사용 시스템 § 신뢰성 높은 알고리즘 제공 알고리즘외의 편리한 기능: § 간단한 데이터 타입 변환, 스키마 생성 § 원본 데이터와 모델에 대한 품질 평가 확장성 높은 종량 과금 모델 § 100GB 데이터 모델링 가능 § 배치를 통한 예측 지원 § 실시간 예측 지원
- 14. Train model Evaluate and optimize Retrieve predictions 1 2 3 Amazon Machine Learning 사용하기 1 - 데이터 소스로 부터 DataSource 생성 - 데이터 내용과 스키마 확인 - 모델링 진행
- 15. 1. 데이터로부터 Datasource 생성 >>> import boto >>> ml = boto.connect_machinelearning() >>> ds = ml.create_data_source_from_s3( data_source_id = ’my_datasource', data_spec= { 'DataLocationS3':'s3://bucket/input/', 'DataSchemaLocationS3':'s3://bucket/input/.schema'}, compute_statistics = True)
- 16. 2. 데이터 내용과 스키마 확인
- 17. 3. 데이터 모델 생성 >>> import boto >>> ml = boto.connect_machinelearning() >>> model = ml.create_ml_model( ml_model_id=’my_model', ml_model_type='REGRESSION', training_data_source_id='my_datasource')
- 18. Train model Evaluate and optimize Retrieve predictions 1 2 3 Amazon Machine Learning 사용하기 2 - 생성된 모델의 품질 확인 - 모델에 해석 상세 조절
- 19. 1. 모델 결과 및 품질 확인
- 20. 2. 모델 해석 상세 조절
- 21. Train model Evaluate and optimize Retrieve predictions 1 2 3 Amazon Machine Learning 사용하기 3 - 배치를 통한 예측 - 실시간 예측
- 22. 배치(Batch)방식 예측 비동기적으로 대량의 예측 결과 필요 시 사용 Console, API를 통해 요청 가능 많은 양의 데이터를 한 번에 처리하여 결과를 S3에 저장 >>> import boto >>> ml = boto.connect_machinelearning() >>> model = ml.create_batch_prediction( batch_prediction_id = 'my_batch_prediction’ batch_prediction_data_source_id = ’my_datasource’ ml_model_id = ’my_model', output_uri = 's3://examplebucket/output/’)
- 23. From Machine Learning to Deep Learning 이미지 패턴 분석 음성 인식 및 자연어 처리 자율 주행 자동차
- 24. Amazon DSSTNE -멀티 GPU기반 딥러닝 라이브러리 https://github.com/amznlabs/amazon-dsstne
- 25. Amazon Prime Photo - 이미지 인식 기능 탑재
- 26. EC2 P2 인스턴스 - GPU기반 병렬 컴퓨팅 • 딥러닝 컴퓨팅에 최적화 § CUDA 및 OpenCL을 사용하는 범용 GPU 컴퓨팅 애플리케이션을 위해 설계 § 기계 학습, 고성능 데이터베이스, 전산 유체 역학, 컴퓨팅 금융, 내진 해석, 분자 모델링, 유전체학, 렌더링, 대용령 병렬 부동 소수점 처리 • 다양한 딥러닝 프레임웍 지원 § Mxnet 및 Tensorflow과 같은 인기 있는 딥 러닝 프레임워크와 함께 사전에 설치된 Deep Learning AMI를 사용 가능 § 이미 설치된 GPU 드라이버와 CUDA 도구 키트가 포함된 NVIDIA AMI를 사용 가능
- 27. Deep Learning AMI & MXNet 투자
- 28. EC2 Elastic GPUs (미리보기) • Elastic GPU를 통해 기존 EC2에 그래픽 가속 기능 추가 • M4, C4, X1 인스턴스에 추가 가능 • Full GPU 인스턴스 보다 비용 효과적 • OpenGL-호환 그래픽 애플리케이션에 최적화 (3D 모델링 등) • AWS Graphics Certification Program를 통한 그래픽 소프트웨어 업체 지원 1GiB G P U M e m o r y 2 GiB 4 GiB 8 GiB 기존 EC2 인스턴스
- 29. Amazon AI 서비스 Amazon Rekognition 딥러닝 기반 이미지 인식 및 분석 서비스 Amazon Polly 딥러닝 기반 음성 합성 서비스 Amazon Lex 딥러닝 기반 자동 음성 인식 및 자연어 처리
- 30. 대용량 이미지를 통한 딥러닝 트레이닝을 통한 이미지 인식, 검색 서비스 객체 및 장면 인지 얼굴 감정 인식 얼굴 유사성 비교 얼굴 인식 Amazon Rekognition
- 31. f7a3a278-2a59-5102-a549-a12ab1a8cae8 & v1 02e56305-1579-5b39-ba57-9afb0fd8782d & v2 Face ID & vector<float>Face 4c55926e-69b3-5c80-8c9b-78ea01d30690 & v3transformed stored { f7a3a278-2a59-5102-a549-a12ab1a8cae8, 02e56305-1579-5b39-ba57-9afb0fd8782d, 4c55926e-69b3-5c80-8c9b-78ea01d30690 } IndexFace Collection Amazon Rekognition API
- 32. Amazon Rekognition - Deep Learning Process Training
- 33. Amazon Rekognition - Deep Learning Process Conv 1 Conv 2 Conv n … … Feature Maps Fully Connected Layer
- 34. Amazon Rekognition 서비스 요금 1. 정식 출시: US East (N. Virginia), US West (Oregon), EU (Ireland) 2. 가격 모델: 사용한 만큼 (12개월까지 월 5,000장까지는 프리티어 제공) 이미지 분석 티어 1,000장당 가격 월 백만장까지 $1.00 월 9백만장까지 $0.80 다음 9백만장까지 $0.80 다음 9천만장까지 $0.60 1억장 이상 $0.40
- 37. Amazon Polly • 딥 러닝 기술을 사용하여 실제 사람 목소리처럼 음성을 합성 § 다양한 음성 및 언어 지원 (24개 언어 47개 목소리) § 빠른 실시간 합성 속도로 라이브 서비스 가능 (Amazon Lex 지원) § SSML을 통한 시맨틱 음성 기능 지원 § 개발자가 합성된 파일, 무제한 저장 및 재생 배포 가능 § 글자당 과금 및 저렴한 비용 (허클베리핀의 모험 영어본 2.5달러 수준) • 맥락에 따른 자동 음성 합성 Amazon Polly “The temperature in WA is 75°F” “The temperature in Washington is 75 degrees Fahrenheit” "We live for the music", live from the Madison Square Garden. "We live(리브) for the music", live(라이브) from the Madison Square Garden.
- 39. Polly를 이용한 음성으로 읽어주기 서버리스 앱 RSS Feed Amazon Polly Amazon CloudWatch Amazon S3AWS Lambda 1. Trigger 2. Check 3. Content 4. Text 5.Audio 6.Audio https://github.com/awslabs/amazon-polly-sample
- 40. Amazon Lex (Preview!) • 음성 및 텍스트를 사용해 대화형 인터페이스 서비스 § Lex 콘솔을 통해 빠르고 쉽게 채팅 봇 개발 가능 § 알렉사 음성 인식과 자연어 처리 등 딥러닝 기술 활용 § 완전 관리 클라우드 서비스 및 종량 요금 체계 • 진료 예약 Amazon Lex 봇 개발 사례 Facebook MessengerMobile
- 42. Book Hotel “Book a Hotel in NYC” Hotel Booking New York City Natural Language Understanding Intent/Slot Model UtterancesHotel Booking City New York City CheckIn Nov 30th CheckOut Dec 2nd “Your hotel is booked for Nov 30th” Polly Confirmation: “Your hotel is booked for Nov 30th” “Can I go ahead with the booking? a in NYC Automatic Speech Recognition Amazon Lex를 이용한 호텔 예약 시나리오
- 43. Amazon Lex Automatic Speech Recognition (ASR) Natural Language Understanding (NLU) Same technology that powersAlexa Cognito CloudTrail CloudWatch AWS Services Action AWS Lambda Authentication & Visibility Speech API Language API Fulfillment End- Users Develope rs Console SDK Intents, Slots, Prompts, Utterances Input: Speech or Text Multi-Platform Clients: Mobile, IoT, Web, Chat API Output: Speech (via Polly TTS) or Text Amazon Lex 기술 구조
- 45. AWS 클라우드로 AI 서비스를 정복하세요! P2 Amazon Machine Learning Deep Learning AMI and template Investment in MXNet Amazon Rekognition Amazon Polly Amazon Lex 인공 지능 기술에 대한 진입장벽이 낮아집니다!
- 46. ※ 총정리! http://bit.ly/awskr-reinvent-2016 신규 서비스 발표 목록
- 47. 질문을 남겨주세요! 세미나 설문조사 발표 자료/녹화 영상 http://bit.ly/awskr-webinar