| ▲ 유회준 카이스트 교수가 26일 과학기술정보통신부에서 인공지능 반도체 칩을 소개하고 있다. [사진=김동훈 기자] |
국내 연구진이 스마트폰에서 딥 러닝(Deep Learning·기계학습기술)을 세계 최고 수준의 저전력으로 처리하는 인공지능(AI) 반도체 칩을 개발했다. 연구진은 이 반도체 칩을 통해 사람의 표정에서 감정을 인식하는 시스템도 함께 개발해 다양한 영역에서 활용될 것으로 기대된다.
유회준 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀은 26일 정부과천청사에서 열린 과학기술정보통신부 정례 브리핑에서 반도체 분야 스타트업인 유엑스 팩토리와 공동으로 가변 인공신경망 등의 기술을 적용, 딥 러닝을 효율적으로 처리하는 인공지능 반도체를 개발했다고 밝혔다.
인공지능 반도체는 인식과 추론·학습·판단 등 인공지능 처리 기능을 탑재하고, 초지능·초저전력·초신뢰 기술로 구현한 반도체를 뜻한다. 스마트폰에서 인공지능을 구현하려면 고속 연산을 저전력으로 처리해야 한다. 하지만 현재는 연산 속도가 느리고 전력 소모가 큰 소프트웨어 기술을 활용하고 있어 이같은 인공지능 가속 프로세서 개발이 필수적이다.
연구팀은 하나의 칩으로 회선 신경망과 재귀 신경망을 동시에 처리할 수 있고, 인식 대상에 따라 에너지 효율과 정확도를 다르게 설정할 수 있는 인공지능 반도체(UNPU·Unified Neural Network Processing Unit)를 개발함으로써 인공지능 반도체의 활용 범위를 넓혔다.
회선 신경망(CNN·Convolutional Neural Network)은 2차원 데이터의 학습에 적합한 구조를 가지며, 이미지 내 객체 분류·탐지 등에 사용된다. 재귀 신경망(RNN·Recurrent Neural Network)의 경우 시간의 흐름에 따라 변화하는 데이터를 학습하기 위한 딥 러닝 모델로 영상·음성인식, 단어 의미 판단 등에 쓰인다.
이번에 개발된 기술은 작년 8월 반도체 칩 관련 학회인 '핫칩스'(HotChips)에서 구글의 TPU(Tensor Processing Unit)보다 최대 4배 높은 에너지 효율을 보여 큰 주목을 받았다고 유 교수는 강조했다.
또 에너지 효율과 면적 효율은 중국 칭화대학, 일본 홋카이도 대학의 것보다 우수했고, 삼성전자 스마트폰 '갤럭시S6', '엔비디아 TX2' 등 상용 제품과 비교해도 UNPU의 에너지 효율이 최대 24배 가까이 높았다고 설명했다.
특히 연구팀은 이번에 스마트폰 카메라를 통해 사람의 얼굴 표정을 인식해 행복과 슬픔, 놀람, 공포, 무표정 등 7가지의 감정 상태를 자동으로 인식하고 스마트폰 상에 실시간으로 표시하는 감정인식 시스템도 개발했다. 물체인식, 감정인식, 동작인식, 자동번역 등 다양한 영역에서 상용화가 가능할 전망이다. 예를 들어 스마트폰이 사용자의 표정을 보고 감정을 인식해 대화·음악·쇼핑 등 다양한 서비스를 제공할 수 있다는 얘기다.
유회준 교수는 "스마트폰뿐만 아니라 노트북, 로봇, 독거노인 돌봄 서비스, 쇼핑 센터 등에서도 활용될 수 있는데, 쇼핑몰을 방문한 고객이 어떤 상품에 좋은 반응을 보이는지 파악하는 서비스가 가능하다"며 "삼성전자, 애플 등 스마트폰 제조사들이 이 기술에 관심을 보이고 있다"고 말했다. 쇼핑몰에서 쓰일 경우 사진 정보를 비식별 개인정보로 활용해 개인정보보호 문제는 없을 것이라고 유 교수는 덧붙였다.
한편, 이번 연구 성과는 과기정통부 정보통신방송기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 용홍택 과기정통부 정보통신산업정책관은 "과기정통부도 산업부와 협력해 인공지능 반도체 기술개발을 위한 대형 사업을 기획하고 있으며, 올해 중 예비 타당성 조사를 신청할 계획"이라고 밝혔다.
