KAIST, 모바일 AI 반도체 칩 개발...세계 최초

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 실시간 학습이 가능한 모바일 인공지능(AI) 반도체 칩을 세계 최초로 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유희준 교수 연구팀이 인공지능의 실시간 학습을 모바일 기기에서 구현한 고정확도 AI 반도체를 개발했다고 23일 밝혔다.

기존 인공지능은 사전에 학습된 지능만으로 추론을 진행했기 때문에 학습하지 않은 새로운 환경 혹은 물체에 대해서는 물체 검출이 어려웠다.

하지만 연구팀이 개발한 실시간 학습은 추론만 수행하던 기존 모바일 인공지능 반도체에 학습 기능을 부여함으로써 인공지능의 지능 수준을 크게 끌어올렸다.

연구팀의 새로운 인공지능 반도체는 애플리케이션 수행 중에 학습한 지식을 함께 활용해 고정확도 물체검출 성능을 보였다. 특히 렌즈가 깨지거나, 기계 오류로 인한 인공지능의 예상치 못한 정확도 감소도 자동으로 인지하고 이를 실시간 학습을 통해 보정, 기존 인공지능의 문제점을 해결했다.

연구팀은 실시간 학습 기능에 더해, 모바일 기기에서 저전력으로 학습이 가능할 수 있도록, 저비트 인공지능 학습 방법, 직접 오류 전사 기반 저지연 학습 방식을 제안, 이를 최적화할 수 있는 반도체(HNPU) 와 응용 시스템을 모두 개발했다.

저전력, 실시간 학습을 수행할 수 있는 모바일 인공지능 전용 반도체, ‘HNPU’는 ▲확률적 동적 고정 소수점 활용 저비트 학습 방식 ▲레이어별 자동 정밀도 검색 알고리즘 및 하드웨어 ▲입력 비트 슬라이스 희소성 활용 ▲내재적 순수 난수 생성기 ▲다중 학습 단계 할당을 통한 고속 학습 알고리즘 및 하드웨어 ▲실시간 인공지능 학습 기반 자동 오류 검출 기능 저하 보정 시스템 개발 등 6가지 핵심 기술이 접목됐다.

이러한 기술을 사용해 HNPU는 저전력 물체검출을 구현해 다른 모바일 물체검출 시스템과 비교해 75% 높은 속도, 44% 낮은 에너지 소모를 달성하면서도, 실시간 학습으로 고정확도 물체검출을 개발해 주목을 받았다.

유회준 교수는 “현재 인공지능은 사전에 학습한 지식만으로 주어진 문제를 해결하고 있으며, 이는 변화하는 환경과 상황에 맞춰 계속 학습하는 인간의 지능과 뚜렷한 차이를 보인다”며 “이번 연구는 실시간 학습 인공지능 반도체를 통해 인공지능의 지능 수준을 사람 수준으로 한층 더 끌어올리는 연구”라고 설명했다.