중앙대, '지능형 광 뉴로모픽 인공시각 장치·컴퓨팅 회로 기술' 개발

차세대 전자시스템 상용화 앞당길 계기 마련

왼쪽부터 박성규 중앙대 교수(연구책임자), 권성민 박사과정 학생(제1저자), 곽지영 학부 연구생(제2저자)[사진=중앙대 제공]

중앙대 박성규 교수 연구팀이 인공지능 컴퓨터와 인공시각장치 등 차세대 전자시스템의 상용화를 앞당길 수 있는 획기적인 계기를 마련했다.

중앙대는 박성규 전자전기공학부 교수가 연구책임자, 권성민 박사과정 학생이 제1저자, 곽지영 학부 연구생이 제2저자를 맡은 연구팀이 '차세대 지능형 광 뉴로모픽 인공시각 장치 및 컴퓨팅 회로' 기술 개발에 성공했다고 30일 밝혔다.

이세돌 9단과 바둑으로 대결을 벌인 알파고(AlphaGo)가 등장한 이후 딥 러닝, 생체 인식, 자율 주행 분야 등에 필수 활용되는 인공지능 기술이 급속도로 주목받기 시작했다. 이후 인텔, IBM, 구글 등 IT기업들은 새로운 형태의 컴퓨터인 '뉴로모픽 컴퓨터'를 개발 중이다. 뉴로모픽 컴퓨터는 인간의 뇌 신경 구조와 특성을 모방해 만드는 인공지능형 반도체로 인간의 뇌에 가까운 효율적인 연산 처리 장치다.

그중에서도 빛을 신호로 이용하는 '광 뉴로모픽' 기술은 핵심 인공지능 하드웨어 기술이다. 기존에 존재하던 광통신의 장점을 활용해 뉴로모픽 컴퓨터에 중요한 요소인 저전력, 고밀도 장치 개발 등을 가능하게 한다.

연구팀은 첨단 소재와 적층 소자를 이용한 회로의 모놀리식 설계를 통해 여러 파장의 빛을 매개로 인간의 신경 전달 방식을 모방한 컴퓨터 장치와 회로 어레이를 구현했다. 또한 이를 머신러닝 기술과 융합해 시각 패턴 인식 훈련에 적용할 수 있는 대면적 광 뉴로모픽 인공시각 장치 및 컴퓨팅 회로를 최초로 개발했다.

기존에 개발된 광 뉴로모픽 장치 기술로는 완전한 광 제어 구현을 할 수 없거나 면적이 큰 형태의 칩을 양산 제작하기 어려웠다. 산업적인 활용성이 제한된 제조 공정의 한계 때문에 광 뉴로모픽 컴퓨터 장치를 구현하는 데 어려움이 많았다. 연구팀이 이번에 거둔 연구성과는 이런 한계들을 넘어서는 계기를 마련했다.

박 교수는 "이번 연구는 뉴로모픽 컴퓨터 장치와 광 커뮤니케이션 기술 접목을 가능하게 만든 중요한 융합 기술"이라고 말했다. 이어 "향후 자율 주행, 인공시각장치, 인공지능 컴퓨터 등 차세대 전자 시스템의 도입을 앞당길 수 있는 핵심적인 기술 연구"라고 덧붙였다.

연구 성과는 '다파장 빛으로 양방향 변조가 가능한 대면적 광 뉴로모픽 픽셀 회로 기술 개발' 논문에서 확인할 수 있다. 연구팀이 연구 책임을 맡아 노스웨스턴대, 서울대, 성균관대와 공동 발표한 해당 논문은 전자전기 및 재료 분야 저명 학술지 'Advanced Materials'에도 온라인 게재됐다.

박상규 중앙대 총장은 "중앙대는 중장기 발전계획 CAU 2030을 통해 AI캠퍼스 구축을 선포하고 모든 학문 단위가 인공지능과 접목하는 AI+X 교육시스템을 추진 중"이라고 밝혔다. 이어 "인공지능 컴퓨터와 인공시각장치 기술이 크게 도약할 수 있는 계기를 만든 이번 연구성과가 더욱 발전해 나갈 수 있도록 지원을 아끼지 않을 것"이라고 말했다.