카이스트(KAIST)는 전기및전자공학부 유회준(사진) 교수 연구팀이 실사에 가까운 이미지를 구현할 수 있는 인공지능(AI) 반도체 ‘메타브레인(MetaVRain)’을 세계 최초로 개발했다고 7일 밝혔다.

인공지능 반도체란 인식·추론학습·판단 등 인공지능 처리 기능을 탑재하고, 초지능·초저전력·초신뢰 기반의 최적화된 기술로 구현한 반도체를 말한다.

유 교수팀은 인공지능을 통해 3D 렌더링(이미지 합성)을 구현할 때 발생하는 비효율적인 연산들을 발견하고 이를 줄이기 위해 사람의 시각적 인식 방식을 결합한 새로운 컨셉의 반도체를 개발했다.

인공지능 반도체 메타브레인 활용 데모 화면. [KAIST 제공]

개발한 인공지능 반도체는 GPU로 구동되는 기존 기반 3D 렌더링을 새로 제작된 AI 반도체 상에서 인공지능 기반 3차원으로 만든다. 막대한 비용이 들어가는 3차원 영상 캡쳐 스튜디오가 필요없어 3D 모델 제작에 드는 비용을 크게 줄이고, 사용되는 메모리를 180배 이상 줄일 수 있다. 특히 복잡한 소프트웨어를 사용하던 기존 3D 그래픽 편집과 디자인을 간단한 인공지능 학습만으로 대체, 일반인도 손쉽게 원하는 스타일을 입히고 편집할 수 있다는 장점이 있다.

연구팀은 사람의 시각적 인식 과정을 모방한 하드웨어 아키텍처뿐만 아니라 최첨단 CMOS 칩을 함께 개발했다. 메타브레인은 인공지능 기반 3D 렌더링 기술에 최적화돼 기존 GPU보다 911배 빠른 속도를 달성했다. 뿐만 아니라, 1개 영상화면 처리 당 소모에너지를 나타내는 에너지효율 역시 GPU 대비 2만6400배 높인 연구결과로 VR/AR 헤드셋, 모바일기기에서도 인공지능 기반 실시간 렌더링의 가능성을 열었다.

메타브레인을 활용하면 사용자의 얼굴을 본떠 만든 실제에 가까운 3D 아바타를 만들거나, 각종 구조물들의 3D 모델을 만들고 영화 제작 환경에 맞춰 날씨를 바꾸는 등 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.

유회준 교수는 “현재 3D 그래픽스는 사람이 사물을 어떻게 보고 있는지가 아니라, 사물이 어떻게 생겼는지를 묘사하는데 집중하고 있다”며 “이번 연구는 인공지능이 사람의 공간 인지 능력을 모방하여 사람이 사물을 인식하고 표현하는 방법을 차용함으로써 효율적인 3D 그래픽스를 가능케 한 연구이다”고 말했다.

구본혁 기자