정보전자신소재공학과 강성준 교수 연구팀이 사람의 눈처럼 시각 정보를 처리하는 차세대 광 뉴로모픽 기술을 개발했다.

정보전자신소재공학과 강성준 교수 연구팀
뉴로모픽 컴퓨팅 기술 활용해 사람처럼 시각정보 처리하는 광 시냅스 소자 개발

정보전자신소재공학과 강성준 교수 연구팀이 인공지능에 사람의 눈을 달았다. 강성준 교수 연구팀은 사람의 눈처럼 시각 정보를 처리하는 차세대 광 뉴로모픽 기술을 개발해 큰 주목을 받고 있다. 이 기술로 자율주행 자동차, 로봇, 의료 영상 처리 등 다양한 분야에서 인공지능이 시각 정보를 빠르고 정확하게 처리하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이번 연구는 획기성을 인정받아 세계적인 학문지 ＜Advanced Functional Materials(IF=19)＞의 9월호 표지 논문으로 선정됐다.

인공지능은 자율주행, 스마트 로봇, 의료 진단 등 다양한 산업에 접목되며 빠르게 발전하고 있다. 하지만 인공지능의 시각정보 처리는 그 발전 속도에 미치지 못해 산업 발전에 어려움을 겪고 있다. 인공지능의 시각정보는 전통적인 폰-노이만 구조의 컴퓨팅 기술로 처리됐다. 이 방법은 메모리와 프로세서를 분리해 데이터를 처리하는 방식으로, 대량의 시각정보를 효율적으로 처리하는 데 한계가 있었다. 이 구조는 연산 속도가 느리고, 전력 소모가 크며, 데이터 처리의 효율성이 떨어졌다. 강성준 교수는 “인공지능이 점점 더 복잡한 데이터를 다루는 시점에서 전통적인 처리 기술의 한계가 더욱 두드러지고 있다”고 설명했다.

이번 연구는 획기성을 인정받아 세계적인 학문지 ＜Advanced Functional Materials(IF=19)＞의 9월호 표지 논문으로 선정됐다.

이에 반해 뉴로모픽 컴퓨팅은 인간의 신경망을 모사해 데이터를 처리한다. 메모리와 프로세서가 통합돼 데이터 처리 속도와 효율성을 크게 높였다. 뉴로모픽 기술은 인공지능이 인간과 가까운 방식으로 정보를 처리하도록 유도해 자율주행 자동차, 로봇, AI 시스템 등 다양한 분야에서 빠르고 정확한 판단을 가능하도록 만든다.

강성준 교수 연구팀은 뉴로모픽 컴퓨팅 기술을 활용해 세계 최초로 적외선, 가시광선, 자외선 등 다섯 가지 파장을 처리하는 광 뉴로모픽 소자를 개발했다. 광 시냅스 소자는 512개 이상의 전도 상태를 구현해 다양한 파장의 광신호를 처리할 수 있다. 이를 통해 인간의 시각 범위를 뛰어넘는 영역의 파장을 단일 소자 내에서 처리할 뿐만 아니라 빠르고 정확해 차세대 인공지능 기반 시각정보 처리 기술의 핵심으로 활용될 전망이다.

개발된 광시냅스 소자의 또 다른 중요한 특징은 광신호 자극이 없는 상태에서도 장기 기억을 유지할 수 있다는 점이다. 강성준 교수는 “사람이 눈을 감았을 때 잔상이 남는 것과 유사한 현상이다. 소자가 광신호를 입력받은 후에도 일정 시간 동안 그 신호를 기억하고 처리할 수 있다”고 말했다. 이 특성으로 추가적인 메모리 장치 없이도 시각정보를 처리할 수 있으며, 정확하고 지속적인 데이터가 가능하다.

강성준 교수는 "이번 연구 성과는 차세대 인공지능 기술의 핵심을 이루는 중요한 발판이 될 것"이라며, "자율주행 자동차, AI 기반 시각정보 처리 시스템 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것"이라고 말했습니다. 연구팀은 앞으로 이 기술을 통해 산업화에도 도전할 계획이다. 강성준 교수는 “실제 데이터 처리에 적용하고, 머신러닝 기법과 결합해 더욱 발전된 시각정보 처리 시스템을 개발해 기술 기반 창업에 도전할 계획”이라고 밝혔다.

연구팀은 앞으로 머신러닝 기법과 결합해 더욱 발전된 시각정보 처리 시스템 개발에 나설 계획이다.

글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr


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