휴먼인더루프
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1. 개요
휴먼인더루프(HITL)는 기계 학습 및 시뮬레이션 분야에서 인간이 시스템의 의사 결정 과정에 참여하는 방식을 의미한다. 기계 학습에서 HITL은 모델의 정확성 향상을 위해 인간이 데이터를 선별하고 라벨링하며, 모델의 예측 결과를 검증하는 역할을 한다. 시뮬레이션에서는 인간 조작자가 시뮬레이션의 일부로 참여하여 실제 환경과 유사한 결과를 얻고, 시스템의 문제점을 파악하는 데 기여한다. 무기 시스템에서는 인간이 무기 작동을 시작하고 목표를 선택하는 등 통제 권한을 갖는 경우를 HITL로 분류한다.
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| 휴먼인더루프 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 사람의 의사 결정이 기계 학습 프로세스에 통합된 기계 학습 방법론 인공지능 시스템이 학습하고 개선하는 데 인간의 피드백을 사용하는 방식 |
| 다른 이름 | HITL (Human-in-the-loop) |
| 특징 | |
| 장점 | 모델 정확도 향상 데이터 라벨링 효율성 증가 시스템 신뢰도 향상 |
| 단점 | 비용 증가 시간 소모 인간의 편향 개입 가능성 |
| 활용 분야 | |
| 데이터 라벨링 | 이미지 인식, 자연어 처리 등 |
| 자율 시스템 | 자율 무기 체계, 자율 주행 |
| 추천 시스템 | 사용자 맞춤형 추천 |
| 품질 관리 | 제조 공정 모니터링 |
| 관련 기술 | |
| 액티브 러닝 | 모델이 학습할 데이터를 선택 |
| 어노테이션 도구 | 데이터 라벨링 작업 지원 |
| 윤리적 고려 사항 | |
| 인간의 역할 | 시스템의 의사 결정에 대한 책임 |
| 편향 문제 | 인간의 편향이 시스템에 미치는 영향 |
2. 기계 학습
기계 학습에서 HITL(Human-in-the-loop)은 모델 구축 과정에 인간 전문가가 참여하여 컴퓨터의 의사 결정을 돕는 방식이다.[4] HITL은 모델 개선에 필요한 가장 중요한 데이터를 선택하여 무작위 샘플링보다 기계 학습을 향상시킨다.[5]
2. 1. HITL의 역할
기계 학습에서 HITL은 모델 구축 시 컴퓨터가 올바른 결정을 내릴 수 있도록 인간이 돕는다는 의미로 사용된다.[13] HITL은 모델을 개선하는 데 필요한 가장 중요한 데이터를 선택함으로써 무작위 샘플링보다 기계 학습을 향상시킨다.[14]2. 2. HITL의 장점
HITL은 모델 개선에 필요한 가장 중요한 데이터를 선택하여 무작위 샘플링보다 기계 학습을 향상시킨다.[14] 또한, 인간의 직관과 경험을 활용하여 복잡한 문제 해결 능력을 향상시킨다.3. 시뮬레이션
시뮬레이션에서 HITL(Human-in-the-loop, 휴먼 인 더 루프) 모델은 인적 요소 요구 사항을 충족할 수 있으며, 이는 모형의 경우와 같다. 이러한 유형의 시뮬레이션에서 인간은 항상 시뮬레이션의 일부이며, 결과를 정확하게 재현하기 어렵거나 불가능하게 만드는 방식으로 결과에 영향을 미친다. 또한 HITL은 다른 시뮬레이션 방법으로는 쉽게 식별하기 어려운 문제와 요구 사항을 찾을 수 있게 한다.
3. 1. HITL 시뮬레이션의 유형
HITL은 대화형 시뮬레이션이라고도 하며, 비행이나 운전 시뮬레이터와 같이 인간 조작자가 포함된 물리적 시뮬레이션의 특수한 종류이다.[1] 가상 시뮬레이션은 운동 제어 기술(예: 비행기 조종), 의사 결정 기술(예: 화력 통제 자원 투입 결정), 의사 소통 기술(예: C4I 팀 구성원)을 활용하여 HITL을 핵심 역할로 투입한다.[1]3. 2. HITL 시뮬레이션의 장점
HITL(Human-in-the-loop) 시뮬레이션은 사용자가 이벤트 결과에 영향을 미칠 수 있게 해준다. 몰입은 습득한 기술을 실제 세계로 긍정적으로 이전하는 데 효과적으로 기여하는데, 이는 조종사가 되기 위한 준비 과정에서 비행 시뮬레이터를 활용하는 훈련생들을 통해 입증될 수 있다.[6]HITL은 또한 새로운 프로세스가 특정 이벤트에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 지식을 습득할 수 있게 해준다. HITL을 활용하면 참가자들이 현실적인 모델과 상호 작용하고 실제 시나리오에서와 같이 수행하려고 시도할 수 있다. HITL 시뮬레이션은 새로운 프로세스가 배포된 후에야 나타나는 문제를 드러낸다. HITL 시뮬레이션이 평가 도구로 사용되는 실제 사례는 연방 항공국(FAA)에서 관제사들이 새로 구현된 절차의 영향을 모니터링하면서 시뮬레이션된 항공 교통의 활동을 지시하여 새로운 자동화 절차를 테스트하는 데 활용하는 것이다.[6]
대부분의 프로세스와 마찬가지로 항상 인간 오류의 가능성이 있으며, 이는 HITL 시뮬레이션을 통해서만 재현할 수 있다. 시스템을 자동화하기 위해 많은 작업을 수행할 수 있지만, 일반적으로 인간은 시스템이 제공하는 정보를 바탕으로 자신의 판단과 경험을 토대로 다음 행동 방침을 결정해야 한다. 지능형 시스템은 특정 상황에서 프로세스를 자동화하는 데 한계가 있으며, 시뮬레이션에서 인간만이 최종 설계를 정확하게 판단할 수 있다. 테이블탑 시뮬레이션은 광범위한 매개변수를 설정하기 위한 데이터를 수집할 목적으로 프로젝트 개발 초기에 유용할 수 있지만, 중요한 결정에는 휴먼 인 더 루프 시뮬레이션이 필요하다.[7]
3. 3. HITL 시뮬레이션의 예시
HITL은 대화형 시뮬레이션이라고도 하며, 인간 조작자를 포함하는 특수한 종류의 물리적 시뮬레이션이다. 대표적인 예시는 다음과 같다.[8]- 비행 시뮬레이터
- 운전 시뮬레이터
- 해상 시뮬레이터
- 비디오 게임
- 공급망 관리 시뮬레이터[8]
- 디지털 꼭두각시(디지털 퍼페트리)
3. 4. 오해
HITL(Human-in-the-loop) 시뮬레이션은 합성 환경 형태의 컴퓨터 시뮬레이션을 포함할 수 있지만, 모든 컴퓨터 시뮬레이션이 HITL 시뮬레이션은 아니다. 휴먼 아웃 오브 더 루프(Human-out-of-the-loop) 시뮬레이션의 경우, 컴퓨터 모델의 동작은 일련의 초기 매개변수에 따라 결정된다. 따라서 모델의 결과는 동일한 매개변수를 제공하면 반복해서 쉽게 복제할 수 있다. 이는 인간의 개입으로 인해 결과가 매번 달라질 수 있는 진정한 HITL 시뮬레이션과는 다르다.4. 무기 시스템
무기 시스템에서 휴먼 인 더 루프(HITL)는 자율 무기 시스템에 대한 인간의 통제 정도를 나타내는 용어로 사용된다. 보니 도허티는 2012년 휴먼 라이츠 워치 보고서에서 인간 통제 수준에 따른 분류를 제시했다.[3]
4. 1. 인간 통제 수준에 따른 분류
보니 도허티는 2012년 휴먼 라이츠 워치 보고서에서 자율 무기 시스템에 대한 인간 통제의 정도를 다음과 같이 세 가지로 분류했다.[3]- '''휴먼 인 더 루프(human-in-the-loop)''': 인간이 무기 작동을 시작해야 한다(다시 말해 완전 자율은 아님).
- '''휴먼 온 더 루프(human-on-the-loop)''': 인간이 작동을 중단할 수 있다.
- '''휴먼 아웃 오브 더 루프(human-out-of-the-loop)''': 인간의 개입이 전혀 없다.
참조
[1]
웹사이트
Directives Division
http://www.dtic.mil/[...]
United States Department of Defense
2009-04-22
[2]
서적
International encyclopedia of ergonomics and human factors
https://books.google[...]
CRC Press
2006
[3]
웹사이트
Pros and Cons of Autonomous Weapons Systems
https://www.armyupre[...]
2017-06
[4]
뉴스
What is Human in the Loop Machine Learning: Why & How Used in AI?
https://medium.com/v[...]
2020-05-20
[5]
간행물
Improving the Applicability of AI for Psychiatric Applications through Human-in-the-loop Methodologies
2022-05-26
[6]
문서
Human-in-the-Loop Simulation Evaluating the Collocation of the User Request Evaluation Tool
http://hf.tc.faa.gov[...]
U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration
2005
[7]
간행물
Human-in-the-loop simulation
http://www.marinesaf[...]
2007
[8]
문서
Managing supplier delivery reliability risk under limited information: Foundations for a human-in-the-loop DSS
http://www.sciencedi[...]
2013
[9]
문서
Minsky, Kurzweil, Mann, IEEE ISTAS 2013
[10]
웹인용
Directives Division
http://www.dtic.mil/[...]
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2009-04-22
[11]
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[14]
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2022-05-26
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