한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 스파이킹 신경망 반도체를 활용한 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic Computing) 응용 및 알고리즘을 연구하는 ‘K-DARPA 파급혁신형사업’(2개 분야, 10억원)을 지난 5일부터 공모한다.

K-DARPA 파급혁신형사업은 산‧학‧연 협력을 통해 KIST가 개발한 혁신적 기술의 사업화를 촉진하는 사업이다. 이번 공모에서는 KIST가 2022년 국내 최초로 개발한 스파이킹 신경망 반도체인 ‘뉴플러스(Neu+)’와 ‘뉴로핏(NeuroFit)’을 제공하고 산업계와 학계가 이를 자유롭게 활용해 뉴로모픽 컴퓨팅 응용 및 알고리즘을 연구할 수 있는 과제를 추진한다.

뉴플러스는 대규모의 스파이킹 뉴런을 집적한 프로그래밍 가능한 범용 뉴로모픽 시스템으로, 스파이크 이벤트 기반 시공간적 데이터 처리 방식을 통해 드론 및 자율주행 로봇 등 저전력을 필요로하는 자율 시스템 분야에 적용할 수 있는 스파이킹 신경망 기반 응용 어플리케이션을 개발할 수 있다.

뉴로핏은 두뇌 신경망의 운동학습 방식을 모사하여 로봇 관련 다양한 응용분야로의 활용이 가능한 운동지능에 특화된 뉴로모픽 프로세서로, 초저전력 보정학습 기능을 통해 근력증강 웨어러블 로봇의 보조력 적응제어, 이족보행 로봇의 동적 균형제어, 자율주행차의 인간운전자 모방학습 등에 활용할 수 있다.

이번 사업은 총 10억원의 예산을 투입하며, 뉴플러스, 뉴로핏 2개 분야에서 총 5개 내외의 과제를 지원한다. 연구 기간은 ’23. 7. 1.일부터 ’24.12.31.까지 총 18개월이며, 평가에 따라 후속 단계 추진여부도 검토할 예정이다. 과제 공모는 5일부터 오는 21일(수)까지이며, 6월말 선정평가를 거쳐 7월 초부터 본격 착수할 계획이다.

스파이킹 신경망 반도체는 현재 주로 활용되는 심층신경망 구조의 인공지능(AI) 기술의 단점인 연산 복잡성과 그로 인한 과도한 에너지 소모 문제를 해결하기 위해 등장했다. 두뇌의 동작 원리 및 구조를 모사함으로써 스파이크 신호가 발현되었을 때만 정보 처리가 이루어지기 때문에 정보의 중요도에 상관없이 모든 입력값에 대해 계층별 연산이 필요한 기존 DNN의 구조의 AI 반도체와 비교해 매우 효율적이다.

스파이킹 신경망 하드웨어 분야의 선두 주자인 인텔은 2018년부터 북미와 유럽 기관을 위주로 인텔 뉴로모픽 리서치 커뮤니티(Intel Neuromorphic Research Community)를 결성하고 뉴로모픽 칩의 상용화를 연구하고 있다.

한편 국내의 뉴로모픽 반도체 연구역량은 뉴런 및 시냅스 신소자 개발에 집중되어 실제 뉴로모픽 컴퓨팅 응용연구를 위해 필요한 프로세서에 대한 접근성은 매우 떨어졌다. KIST의 이번 과제 공모를 통해 국내 독자적인 뉴로모픽 컴퓨팅 연구 생태계 조성의 발판을 마련하고 향후 시장성이 높은 뉴로모픽 컴퓨팅 응용 선별 및 관련 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 

뉴로모픽 프로세서 및 시스템 응용연구 공모 과제는 '운동학습 뉴로모픽 프로세서 응용 시스템 개발', '디지털 뉴로모픽 프로세서 응용 알고리즘 및 시스템 개발'로 제출서류는 공동연구계획서(보기)를 오는 21일(수)까지 제출하면 된다.

윤석진 KIST 원장은 “반도체 산업의 경쟁력은 외교·안보를 움직이는 전략 물자 확보 문제로 이어진다”면서, “KIST와 국내 뉴로모픽 반도체 기술개발 트렌드를 선도하고 국외 선도 그룹과 어깨를 나란히 할 수 있는 위대한 도전을 함께할 학계와 산업계의 많은 지원 바란다”고 말했다.