[더구루=홍성일 기자] 중국 난징대학교와 싱가포르국립대학교 공동 연구팀이 인간의 시각 정보 처리 메커니즘을 모방해 전력 소모와 지연 시간을 획기적으로 줄인 차세대 비전 칩을 개발했다. 기존 비전칩의 데이터 병목 현상과 전력 소모를 대폭 개선함으로써, 임바디드 AI(Embodied AI, 체화형 인공지능) 개발의 새로운 길을 열었다는 평가를 받고있다.
29일 중국 관영 신화통신에 따르면 난징대·싱가포르국립대 공동 연구팀은 최근 센싱 기술 분야 국제 학술지 '네이처 센서스(Nature Sensors)'에 '2D 감광성 메모리 집적을 통한 직접 광-토큰 변환(Direct light-to-token conversion with integrated 2D photosensitive memory)'이라는 제목의 연구 논문을 게재했다.
기존 비전 트랜스포머 기반 시각 AI 시스템은 카메라 센서가 사진을 촬영한 뒤 이를 그래픽처리장치(GPU)나 신경망처리장치(NPU)로 전송해 처리하는 방식으로 작동한다. 전송된 이미지는 연산 칩에서 패치(조각) 단위로 나뉜 뒤 AI가 이해할 수 있는 형태인 토큰(Token)으로 변환된다. 이 과정에서 연산 칩은 상당한 에너지를 소비하고, 여러 단계를 거치다보니 지연시간도 발생한다.
반면 공동연구팀이 개발한 비전 칩은 빛을 감지하는 동시에 신호를 자체적으로 저장하고, 토큰 형태로 변환한다. 이미지를 토큰화하는데 필요했던 중간단계 자체가 사라진 것이다. 연구팀은 해당 칩에 '라이트톡(LightTok)'이라는 이름을 붙였다.
라이트톡 시스템은 표준 이미지 인식 벤치마크 테스트에서 87.3%의 정확도를 기록해, 기존 소프트웨어 기반 디지털 방식과 대등한 성능을 입증했다. 토큰화 프로세서의 에너지 효율은 10배 이상 높은 것으로 나타났다.
연구팀은 라이트톡이 자율비행 드론, 소형 로봇 등 실시간 영상 분석과 지속적인 모니터링이 필요한 피지컬 AI 기기의 가동 시간을 비약적으로 늘릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.
연구를 주도한 먀오펑(Miao Feng) 난징대 교수는 "인간의 망막이 뇌로 시각 정보를 전송하기 전에 초기 단계에서 핵심 정보를 먼저 추출하는 원리를 반도체에 적용했다"며 "비전칩의 데이터 병목과 전력 소모 문제를 해결할 새로운 돌파구를 열었다"고 말했다.
