국내 연구진이 다수의 센서에서 동시에 얻어지는 복잡한 데이터를 적은 전력 소모만으로 처리할 방법의 실마리를 인간 두뇌 신경망에서 찾는데 성공했다.

한국연구재단 김성호 연구팀이 인간 두뇌의 신경망을 모사한 아날로그-디지털 하이브리드 연산회로를 이용해 저전력으로 드론의 자세를 정교하게 제어하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 
 
기존의 드론은 디지털프로세서를 이용하여 센서로 부터 얻어지는 정보를 연산하고 이를 기반으로 드론의 자세를 제어한다. 

또 드론이 더욱 복잡한 임무를 수행하기 위해서는 고성능의 디지털프로세서가 필요한데, 제한된 배터리 용량 때문에 비행시간이 짧아지는 문제가 있다.

이에 연구팀은 인간 두뇌의 신경망에서 이루어지는 아날로그 방식의 연산과정을 모사한 아날로그-디지털 하이브리드 회로를 구현했다. 

아날로그적으로 동작하는 신경세포모방 소자와 기존 실리콘 반도체 기반 디지털집적회로를 융합한 하이브리드 회로는 기존과 동일한 연산 정확도를 가지면서 에너지 소모 측면에서는 유리한 장점을 나타냈다.

기존 디지털프로세서 대비 1/4의 전력소모만으로 동일한 성능의 드론 자세제어가 가능하여 센서 데이터를 저전력으로 처리할 수 있음을 실험적으로 검증했다.

김성호 교수는 “개발된 기술은 센서가 탑재되는 IoT/모바일 기기, 드론, 자율주행차 등에서 범용적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”며 “에너지 효율적인 하이브리드 연산방식은 소형 전자시스템에 보다 높은 차원의 인공지능 탑재 가능성을 열어줄 실마리가 될 것”이라고 말했다.

향후 연구팀은 드론의 자세제어뿐만 아니라 경로 탐색, 장애물 회피, 자율비행 등 복잡한 기능 구현에 하이브리드 연산회로를 적용하여, 저전력으로도 장시간 임무 수행이 가능한 지능형 드론 개발 연구 등을 지속할 계획이다.

한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 및 교육부와 한국연구재단이 추진하는 대학중점연구소사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 5월 19일 온라인 게재됐다. 

[전국매일신문] 대전/ 정은모기자 
J-em@jeonmae.co.kr

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