자율주행 자동차, 차량 운송 시스템, 로봇, 머신 비전 등과 같은 다양한 분야에 적용 기대
곤충의 시신경계를 모방해 초고속, 저전력 동작이 가능한 신개념 ‘지능형 센서’ 반도체가 개발됐다.
KAIST는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 다양한 멤리스터(Memristor, 입력 신호에 따라 소자의 저항 상태가 변하는 전자소자) 소자를 융합해 곤충의 시신경에서의 시각 지능을 모사하는 지능형 동작인식 소자를 개발하는데 성공했다고 19일 밝혔다.
인공지능(AI) 기술의 발전과 함께 이를 활용한 비전 시스템은 이미지 인식, 객체 탐지 및 동작 분석과 같은 다양한 작업에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다.
하지만 기존 비전 시스템은 이미지 센서에서 수신된 신호를 복잡한 알고리즘을 이용해 물체와 그 동작을 인식한다.
이 방식은 상당한 양의 데이터 트래픽과 높은 전력 소모가 필요해 모바일 또는 사물인터넷 장치에 적용되기 어렵다.
연구팀은 다양한 기능의 멤리스터 소자들을 집적해 곤충의 시신경을 직접 모사하여 사물의 움직임을 판단할 수 있음을 확인했다.
연구팀은 개발된 동작인식 소자의 실질적인 활용에 대한 가능성을 입증하기 위해 차량 경로를 예측하는 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템을 설계, 여기에 개발한 동작인식 소자를 적용했다.
그 결과 기존 기술 대비 에너지 소비를 92.9 % 감소해 더 정확히 사물의 움직임을 예측할 수 있음을 검증했다.
김경민 KAIST 신소재공학과 교수는 “곤충은 매우 간단한 시각 지능을 활용해 놀랍도록 민첩하게 물체의 동작을 인지하는데, 이번 연구는 신경의 기능을 재현할 수 있는 멤리스터 소자를 활용해 이를 구현할 수 있었다는 점에 큰 의의가 있다”며, “최근 AI가 탑재된 휴대폰과 같이 에지(edge)형 인공지능 소자의 중요성이 매우 커지고 있는데 이 연구는 동작 인식을 위한 효율적인 비전 시스템 구현에 기여할 수 있어 향후 자율주행 자동차, 차량 운송 시스템, 로봇, 머신 비전 등과 같은 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, IF: 29.4)’에 지난 1월 29일 字 온라인 게재됐다.
