人間頭腦模寫해 低電力으로 드론 正確한 姿勢制御한다

뉴시스
入力 2022年 5月 23日 15時 51分

코멘트: 個

좋아요: 個

코멘트: 個

韓國硏究財團은 世宗大學校金聖灝敎授硏究팀이 사람 頭腦의 神經網을 模寫한 ‘아날로그-디지털 하이브리드 演算回路’를 利用해 低電力으로 드론의 姿勢를 精巧하게 制御하는 技術을 開發했다고 23日 밝혔다.

旣存에는 ‘0’ 또는 ‘1’ 로 이뤄진 二進法演算의 디지털프로세서를 利用해 센서로 부터 얻어지는 情報를 演算하고 이를 基盤으로 드론의 姿勢를 制御해 왔다.

드론이 더욱 複雜한 任務를 遂行키 위해서는 高性能의 디지털프로세서가 必要하지만 制限된 배터리 容量 때문에 飛行時間이 짧아지는 等의 問題가 있어 低電力 데이터 處理技術이 매우 重要하다.

이에 따라 硏究팀은 人間頭腦의 神經網에서 이뤄지는 아날로그 方式의 演算過程을 模寫한 아날로그-디지털 하이브리드 回路를 具現했다.

아날로그的으로 動作하는 神經細胞模倣素子와 旣存 실리콘 半導體基盤 디지털集積回路를 融合한 하이브리드 回路는 旣存과 同一한 演算正確度를 가지면서 에너지 消耗側面에서는 유리하다.

이를 위해 硏究팀은 2次元半導體物質인 黃化朱錫(SnS2) 基盤의 神經細胞模倣素子를 製作했다. 이 神經細胞模倣素子는 적은 에너지로 精巧하게 아날로그的狀態調節이 可能하기 때문에 人間頭腦의 神經網을 닮은 아날로그 演算方式을 具現할 수 있다.

아날로그的으로 動作하는 神經細胞模倣素子와 旣存 실리콘 半導體基盤 디지털集積回路가 融合된 하이브리드回路는 角速度센서와 加速度센서로부터 測定된 센서 데이터를 入力받아 센서퓨전 알고리즘을 計算하고 이를 通해 드론의 正確한 姿勢를 測定하게 된다.

硏究팀은 또 實驗을 통해 旣存 디지털프로세서 對比 4分의 1의 電力消耗만으로 同一한 性能의 드론 姿勢制御가 可能하고 센서 데이터를 低電力으로 處理할 수 있음을 證明했다.

向後 드론의 姿勢制御뿐만 아니라 經路探索, 障礙物回避, 自律飛行等複雜한 機能具現에 하이브리드 演算回路를 適用, 低電力으로도 長時間任務遂行이 可能한 知能型 드론 硏究을 持續할 計劃이다.

硏究財團의 支援으로 遂行된 이番硏究成果는 國際學術誌 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 온라인版에 지난 19日揭載됐다.(논문명:Analog-digital hybrid computing with SnS2 memtransistor for low-powered sensor fusion)

金聖灝敎授는 “이 技術은 센서가 搭載되는 事物인터넷, 모바일 機器, 드론, 自律走行車等에서 汎用的으로 活用될 수 있을 것”이라며 “特히 에너지 效率이 높은 하이브리드 演算方式은 小型電子시스템에 높은 次元의 人工知能搭載可能性을 열어줄 실마리가 될 것으로 期待한다”고 말했다.

[大田=뉴시스]