사람 뇌 닮은 로봇 비전 센서 개발

UNIST·KIST·서울대 연구팀
데이터 여과 처리로 정확도↑
드론 등 인공지능 분야 ‘주목’

왼쪽부터 UNIST 권종익 연구원·최문기 교수, KIST 최창순 박사, 서울대학교 김대형 교수·김지수 연구원 [UNIST 제공]

로봇이 사람의 뇌로까지 진화했다. 사람 뇌에서 일어나는 신경 전달 원리로 사물의 윤곽 정보를 추출하는 비전 센서가 개발돼 주변 환경을 빠르고 정확하게 인식해야 하는 자율주행, 드론 등 차세대 인공지능 비전 기술 분야의 획기적인 발전이 기대되고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 최문기 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST) 최창순 박사팀, 서울대학교 김대형 교수팀과의 공동 연구를 통해 시냅스 모방 로봇 비전 센서를 개발했다고 4일 밝혔다.

비전 센서는 기계의 눈 역할을 하는 부품. 이 센서가 감지한 정보를 뇌 역할을 하는 프로세서로 전달해 처리하는데, 이때 정보가 여과 없이 전달되면 전송 데이터가 늘어나 처리 속도가 느려지고, 또 불필요한 정보로 인해 인식 정확도가 떨어질 수 있다.

이에 따라 공동연구팀은 뇌 시냅스에서 일어나는 도파민-글루타메이트 신호 전달 경로를 모방해 윤곽선처럼 명암 대비가 큰 시각 정보만을 골라낼 수 있는 비전 센서를 개발해 처리 속도와 인식 정확도를 높였다.

UNIST 최문기 교수는 “눈 자체에 뇌의 일부 기능을 부여한 인 센서 컴퓨팅(in-sensor computing) 기술을 적용해 영상 데이터의 밝기와 대비를 스스로 조절하고, 불필요한 정보는 걸러낸다”며 “초당 수십 기가비트(Gb)에 달하는 영상 데이터를 처리해야 하는 로봇 비전 시스템의 부담을 근본적으로 줄여줄 수 있다”고 설명했다.

실제 실험 결과, 이 비전 센서는 데이터 여과 처리로 영상 데이터 전송량을 기존 대비 91.8% 줄이면서 객체 인식 시뮬레이션의 정확도는 86.7%까지 끌어올리는 것으로 확인됐다.

KIST 최창순 박사는 “이번 기술은 로봇·자율주행 자동차·드론·IoT 기기 등 다양한 비전 기반 시스템에 폭넓게 적용할 수 있다”며 “데이터 처리 속도와 에너지 효율을 동시에 높일 수 있어 차세대 인공지능 비전 기술의 핵심 솔루션으로 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구는 한국연구재단 우수신진사업, KIST 미래원천반도체기술개발사업, 기초과학연구원의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 지난달 2일 국제학술지 <사이언스 어드밴시스>(Science Advances) 온라인판에 게재돼 연구의 우수성을 인정받았다. 울산=박동순 기자