호주 RMIT대 연구팀이 빛으로 구동되는 인공지능(AI) 칩을 개발했다.
사이언스 데일리는 연구진이 인간의 뇌가 시각 정보를 처리하는 방식을 모방함으로써 하나의 칩에 AI 머신러닝, 프로세싱, 이미징, 메모리를 결합할 수 있었다고 18일(현지시간) 보도했다.
AI 구동에 필요한 핵심 소프트웨어와 이미지 센싱 하드웨어를 하나의 칩에 결합한 혁신적인 기술이다. 이를 통해 더 똑똑하고 작은 자율적 로봇 기술, 인공 망막 등 스마트 웨어러블, 생체 이식 기술을 가능하게 할 수 있다.
RMIT 대학과 호주, 미국, 중국 연구원들로 구성된 국제 연구팀의 이번 연구는 학술지 어드밴스드 머티리얼(Advanced Materials)에 게재되었다.
RMIT 수석 연구원 수밋 왈리아 교수는 시제품이 하나의 강력한 장치에 뇌와 같은 기능을 제공했다며, "우리의 새로운 기술은 여러 가지 구성 요소와 기능을 단일 플랫폼에 도입함으로써 효율성과 정확성을 획기적으로 향상했다"고 말했다.
그는 "인간의 두뇌라는 자연의 가장 위대한 컴퓨팅 혁신에서 영감을 받은 올인원 AI 기기에 가까워지고 있다"며 "우리 목표는 시력을 기억으로 각인시킴으로써 뇌가 어떻게 학습하는지의 핵심 특징을 복제하는 것"이라고 설명했다.
궁극적으로는 "우리가 개발한 프로토타입은 뉴로보틱스, 인간과 기계의 상호작용을 위한 더 나은 기술, 확장 가능한 바이오닉 시스템을 향한 큰 도약"이라고 왈리아 교수는 강조했다.
일반적으로 AI는 소프트웨어와 클라우드 기반 데이터 처리에 크게 의존한다. 새로운 기술은 엣지 디바이스에서의 신속한 결정을 위해 하드웨어와 인텔리전스를 통합하는 것을 목표로 한다.
자동차에 달린 카메라 센서가 신경망 하드웨어와 통합돼, 인터넷에 연결할 필요 없이 빛, 표지판, 물체를 인식하고 즉각적인 결정을 내릴 수 있다는 것이다.
왈리아 교수는 "이 모든 것을 하나의 칩으로 통합함으로써 우리는 자율적이고 인공지능이 주도하는 의사 결정에서 전례 없는 수준의 효율성과 속도를 제공할 수 있다"고 전했다.
연구진에 따르면 새로운 임베디드 기능으로 이 AI칩은 이미지를 캡처하고 자동으로 개선하고 숫자를 분류하며 90% 이상의 정확도로 패턴과 이미지를 인식하도록 훈련받을 수 있다.
이번 연구는 신체의 전기 시스템을 매우 정밀하게 파고들어 빛을 이용해 뉴런을 조작할 수 있도록 하는 생명공학의 새로운 도구인 광유전학에 의해 영감을 받았다.
AI칩은 다른 파장의 빛에 반응하여 전기 저항을 변화시키는 초박형 물질인 흑색 인광을 기반으로 한다. 이미징이나 메모리 저장과 같은 다른 기능들은 칩에 다른 색의 빛을 비추면 된다.
주저자인 RMIT 타이무르 아흐메드 박사는 빛 기반 컴퓨팅이 기존 기술보다 훨씬 더 빠르고, 더 정확하며, 더 적은 에너지를 필요로 한다고 말했다.
아흐메드는 "많은 핵심 기능을 하나의 컴팩트 나노스케일 장치로 패키징해, 머신러닝과 AI가 더 작은 애플리케이션으로 통합될 수 있었다"며, "예를 들어, 인공 망막과 함께 우리의 칩을 사용하면, 과학자들은 이 새로운 기술을 소형화하고 생체 공학 눈의 정확도를 향상시킬 수 있을 것"이라고 말했다.
그는 "우리의 프로토타입은 전자제품의 궁극적인 발전을 향한 중요한 진전"이라고 강조했다.
