주말에 만들 수 있는 5가지 AI 프로젝트 (Python 사용)

AI 기술을 향상시키는 최고의 방법은 프로젝트를 직접 구축해 보는 것입니다. 그러나 어떤 프로젝트를 시작해야 할지 결정하기 어려울 때도 있습니다. 이 글에서는 초급부터 고급까지 세 가지 수준에서 빠르게 구축할 수 있는 5가지 AI 프로젝트 아이디어를 공유합니다. 각 아이디어를 구현하는 데 필요한 단계와 Python 라이브러리를 설명해드리겠습니다.

프로젝트 아이디어를 생각할 때, 초보자들이 가장 많이 하는 실수는 "이 새로운 기술을 어떻게 사용할 수 있을까?"라는 질문에서 시작하는 것입니다. 물론, 새로운 도구를 배우는 방법으로는 괜찮지만, 더 나은 접근법이 있습니다.

좋은 프로젝트 아이디어는 "내가 해결할 수 있는 문제가 무엇인가?"라는 질문에서 시작됩니다. 문제 해결은 기술을 가치로 전환하는 방법이며, 잠재적 고용주에게도 설득력 있는 스토리가 됩니다.

다음 프로젝트들은 모두 이 문제 해결 접근법을 따릅니다. 아이디어를 그대로 구현하거나, 더 나아가 개인적으로 해결하고 싶은 문제에 적용할 수도 있습니다.

1) 이력서 최적화 (초급)

구직 활동에서 시간이 많이 소요되는 작업 중 하나는 각 채용 공고에 맞게 이력서를 조정하는 것입니다. 과거에는 이러한 작업을 자동화하는 것이 고급 프로젝트에 속했지만, 오늘날의 LLM(Large Language Model) 덕분에 이제는 간단한 API 호출만으로도 해결할 수 있습니다.

구현 단계:

• 이력서를 Markdown 형식으로 작성합니다. (참고: ChatGPT를 통해 이 작업을 쉽게 할 수 있습니다).
• Markdown 이력서와 채용 공고를 받아 새롭게 이력서를 작성하는 다양한 프롬프트 템플릿을 실험해봅니다.
• OpenAI의 Python API를 사용해 GPT-4o-mini를 통해 이력서를 동적으로 수정합니다.
• markdown 및 pdfkit 라이브러리를 각각 사용하여 Markdown 파일을 HTML과 PDF로 변환합니다.

사용 라이브러리: openai, markdown, pdfkit

ChatGPT를 통해 간단히 이 작업을 처리할 수 있지만, Python으로 구현하면 더 쉽게 대규모 처리를 할 수 있습니다. 아래는 Step 3의 시작 코드입니다.

import openai
openai.api_key = "your_sk"

# 프롬프트 (md_resume 및 job_desciption이 정의되어 있다고 가정)
prompt = f"""
Markdown 형식의 이력서와 채용 공고가 있습니다. \
이력서를 채용 요구 사항에 더 잘 맞게 조정해 주세요. \
필요한 기술, 경험, 성과를 강조하여 이력서를 수정해 주세요. \
이력서에는 여전히 나만의 독특한 자격과 강점이 반영되도록 하되, \
채용 공고와 일치하는 기술과 경험이 강조되도록 해주세요.

### 여기에 내 이력서 (Markdown 형식):
{md_resume}

### 여기에 채용 공고:
{job_desciption}

이력서를 수정해 주세요:
- 채용 공고의 키워드와 구문을 사용하세요.
- 각 역할 아래에 관련 기술과 성과를 강조하세요.
- 나의 경험이 요구되는 자격에 맞게 잘 나타나도록 수정해 주세요.
- 명확성, 간결성, 그리고 전문성을 유지하세요.

업데이트된 이력서를 Markdown 형식으로 반환해 주세요.

"""

# API 호출
response = openai.chat.completions.create(
    model="gpt-4o-mini",
    messages=[
        {"role": "system", "content": "You are a helpful assistant."},
        {"role": "user", "content": prompt}
    ],
    temperature = 0.25
)

# 응답 추출
resume = response.choices[0].message.content

참고: ChatGPT는 짧은 코드 스니펫(및 프롬프트)을 작성할 때 매우 유용합니다. Step 4에서 막히면 ChatGPT에 도움을 요청해 보세요!

2) YouTube 강의 요약 도구 (초급)

기술 강연을 YouTube의 “나중에 보기” 목록에 추가해 두는 것을 좋아하지만, 나중에 보려다 보지 못할 때가 많습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 동영상을 대신 시청하고 주요 포인트로 구성된 요약을 생성해 주는 도구를 만들 수 있습니다.

구현 방법:

• 정규 표현식을 사용하여 YouTube 비디오 링크에서 비디오 ID를 추출합니다.
• youtube-transcript-api를 사용해 비디오 ID로 트랜스크립트를 추출합니다.
• 트랜스크립트를 효과적으로 요약하는 다양한 ChatGPT 프롬프트를 실험해 봅니다.
• OpenAI의 Python API를 사용하여 이 과정을 자동화합니다.

사용 라이브러리: openai, youtube-transcript-api

기술적으로, 이 프로젝트는 앞서 소개한 프로젝트와 유사합니다. 다만, 이 프로젝트에서는 비디오 트랜스크립트를 자동으로 추출하여 언어 모델(LLM)에 입력해야 한다는 점이 다릅니다.

import re
from youtube_transcript_api import YouTubeTranscriptApi

youtube_url = "video link here"

# 정규 표현식으로 비디오 ID 추출
video_id_regex = r'(?:v=|\/)([0-9A-Za-z_-]{11}).*'
match = re.search(video_id_regex, youtube_url)

if match:
    return match.group(1)
else:
    return None

# 트랜스크립트 추출
text_list = [transcript[i]['text'] for i in range(len(transcript))]
transcript_text = '\n'.join(text_list)

3) PDF 자동 정리 도구 (중급)

데스크탑에는 정리되지 않은 논문(PDF)들이 쌓여 있을 수 있습니다. 수동으로 이러한 논문을 검토하는 것은 시간이 많이 걸리기 때문에, AI를 활용해 보겠습니다.

데스크탑에 있는 각 PDF의 내용을 분석하고 주제별로 폴더를 만들어 자동으로 정리하는 도구를 구축할 수 있습니다. 텍스트 임베딩을 사용해 각 논문을 밀집 벡터 표현으로 변환한 뒤, 유사한 논문끼리 K-Means와 같은 전통적인 머신러닝 알고리즘으로 클러스터링할 수 있습니다.

구현 방법:

• PyMuPDF를 사용하여 각 논문의 초록을 읽습니다.
• sentence-transformers 라이브러리를 사용하여 초록을 텍스트 임베딩으로 변환하고, 이를 Pandas 데이터프레임에 저장합니다.
• sklearn의 선호하는 클러스터링 알고리즘을 사용하여 임베딩을 유사성 기반으로 그룹화합니다.
• 각 클러스터에 대한 폴더를 생성하고, 파일을 해당 폴더로 이동합니다.

사용 라이브러리: PyMuPDF, sentence_transformers, pandas, sklearn

이 프로젝트의 핵심 단계는 텍스트 임베딩 생성입니다. 다음은 sentence_transformers를 사용하여 임베딩을 생성하는 코드 예시입니다.

from sentence_transformers import SentenceTransformer

# 임베딩 모델 로드
model = SentenceTransformer("all-MiniLM-L6-v2")

# 초록을 목록에 저장
abstract_list = ["abstract 1", "abstract 2"]

# 임베딩 계산
embeddings = model.encode(abstract_list)

4) 멀티모달 검색 시스템 (중급)

특정 기술 보고서들을 위한 기본적인 RAG(검색 증강 생성) 시스템을 구축할 때, 보고서의 주요 정보가 텍스트가 아닌 플롯과 그림으로 표현되는 경우가 많아 검색에 어려움을 겪을 수 있습니다.

시각적 정보를 검색 과정에 포함시키기 위해 텍스트와 이미지를 동일한 공간에 표현하는 멀티모달 임베딩 모델을 사용하는 방법이 있습니다.

구현 단계:

• PDF를 섹션별로 나누고, PyMuPDF를 사용해 이미지를 추출합니다.
• nomic-ai/nomic-embed-text-v1.5와 같은 멀티모달 임베딩 모델을 사용해 각 섹션과 이미지를 밀집 벡터로 표현하고, 데이터프레임에 저장합니다.
• 지식 베이스에 있는 모든 PDF에 대해 이 작업을 반복합니다.
• 사용자가 쿼리를 입력하면 지식 베이스에서 사용한 동일한 임베딩 모델을 통해 쿼리를 임베딩으로 변환합니다.
• 쿼리 임베딩과 지식 베이스 항목의 임베딩 간 코사인 유사도 점수를 계산합니다.
• 상위 k개의 결과를 반환합니다.

사용 라이브러리: PyMuPDF, transformers, pandas, sklearn

이 프로젝트의 중요한 부분은 PDF를 어떻게 나누느냐에 있습니다. 가장 간단한 방법은 고정된 문자 수를 기준으로 약간의 중첩을 포함하여 나누는 것입니다. 또한, 각 청크에 파일 이름과 페이지 번호 같은 메타데이터를 포함하는 것이 유용합니다.

아래는 기본 코드 예시입니다.

import fitz  # PyMuPDF

def extract_text_chunks(pdf_path, chunk_size, overlap_size):
    # PDF 파일 열기
    pdf_document = fitz.open(pdf_path)
    chunks = []

    # 각 페이지를 반복하여 처리
    for page_num in range(len(pdf_document)):
        page = pdf_document[page_num]
        page_text = page.get_text()

        # 현재 페이지의 텍스트를 중첩을 포함하여 청크로 분할
        start = 0
        while start < len(page_text):
            end = start + chunk_size
            chunk = page_text[start:end]

            # 청크와 페이지 번호 저장
            chunks.append((page_num + 1, chunk))
            # 중첩 크기만큼 이동하여 다음 청크 설정
            start += chunk_size - overlap_size

    return chunks

# 추출 매개 변수 설정
pdf_path = "your_file.pdf"
chunk_size = 1000  # 각 텍스트 청크의 크기 (문자 수 기준)
overlap_size = 200  # 중첩 크기 (문자 수 기준)

text_chunks = extract_text_chunks(pdf_path, chunk_size, overlap_size)

# 페이지 번호와 함께 청크 출력
for i, (page_number, chunk) in enumerate(text_chunks):
    print(f"청크 {i + 1} (페이지 {page_number}):\n{chunk}\n{'-' * 50}")

5) 지식 기반 질문-응답(QA) 시스템 (고급)

가장 자주 요청받은 프로젝트가 바로 문서 질문-응답(QA) 시스템입니다. 이전 프로젝트를 기반으로, 이를 간단하게 구현할 수 있습니다.

구현 단계:

• 지식 베이스에서 검색을 수행합니다 (프로젝트 4에서 만든 것처럼).
• 사용자 쿼리와 상위 k개의 검색 결과를 결합하여 멀티모달 모델에 전달합니다.
• 질문-응답 시스템을 위한 간단한 Gradio 사용자 인터페이스를 생성합니다.

사용 라이브러리: PyMuPDF, transformers, pandas, sklearn, together/openai, Gradio

참고: Together AI의 API를 통해 Llama 3.2 Vision을 2025년까지 무료로 사용할 수 있습니다.

이 프로젝트는 본질적으로 프로젝트 2와 4를 결합한 형태입니다. 그러나 여기에는 사용자 인터페이스가 필수 요소로 포함됩니다. Gradio와 같은 대시보드 도구를 사용하여 간단한 채팅 UI를 몇 줄의 코드로 만들 수 있습니다.

아래는 Gradio의 문서에서 가져온 예시 코드입니다.

import gradio as gr
import time

def generate_response(message, history):
    """
        응답을 생성하는 코드 작성
    """
    return response

demo = gr.ChatInterface(
    fn=generate_response,
    examples=[{"text": "Hello", "files": []}],
    title="Echo Bot",
    multimodal=True
)

demo.launch()