미국 국방부의 연구기관이자, 인터넷을 탄생시키기도 했던 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)의 지원으로 세계적인 4개의 대학과 IBM이 진행하고 있는 SyNAPSE(Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics)라고 불리는 연구가 있다. 이 연구의 목표는 컴퓨터 칩을 인간의 뇌가 정보를 처리하는 방식으로 새롭게 개발하는 것이다.
이 프로젝트를 통해 개발된 칩은 인간의 뇌가 할 수 있는 감각과 인지, 상호작용 등이 가능할 것으로 기대하고 있는데, 이 프로젝트의 연구책임자인 다르멘드라 모다(Dharmendra Modha) 박사는 이런 인지컴퓨팅(cognitive computing)이 새로운 세대의 컴퓨터에 있어 가장 중요한 기반 기술이 될 것이라고 말한다. 실제로 이 연구가 성공적으로 수행되기 위해서는 수퍼컴퓨팅, 신경과학, 나노기술과 같은 최고의 첨단기술이 따로 떨어져 있는 것이 아니라 최신의 연구결과를 공유하고 융합해야만 성공할 수 있다.
현재의 컴퓨터는 비록 그 집적도가 올라가면서 용량이 커지고, 속도는 빨라졌지만, 기본적으로 계산기에서 출발했기 때문에 우리의 뇌가 동작하는 방식과는 완전히 다르다. 오늘날의 모든 컴퓨터의 원형이라고 할 수 있는 폰 노이만 방식의 컴퓨터는 작업을 굉장히 빠르고 효율적으로 해내는 것에는 훌륭하지만, 유연성이나 적응력, 진화와 학습 등에 있어서 많은 부분 문제가 있는 구조이다.
이 연구가 결실을 맺어서 상업적으로 이용가능한 뇌와 유사한 칩이 만들어진다면, 많은 지식산업 부분에 커다란 반향을 일으킬 것이 분명하다. 현재 SyNAPSE 프로젝트는 2008년 11월에 시작되어 1단계 연구를 마친 상태인데, 기초적인 컴퓨팅 유닛의 디자인을 마쳤다. SyNAPSE 프로젝트에서 완성시킨 `코어(core)'라고 불리는 작은 컴퓨팅 유닛은 인간의 뇌의 신경세포들과 유사한 디지털 프로세서를 가지고 있다.
이렇게 새로 등장하는 컴퓨터 칩이 기존의 폰 노이만 방식의 컴퓨터를 대체하지는 못할 것이다. 여전히 폰 노이만 방식의 컴퓨터는 수학연산과 직렬 프로세싱, 그리고 정확한 업무용 컴퓨팅에 있어 우월한 성능을 보여줄 것이다. 그렇지만, 인간의 뇌는 폰 노이만 방식 컴퓨터보다 매우 낮은 파워를 사용하며, 필요할 때만 사용되는 부분이 가동되는 매우 효율적인 구조를 가지고 있으며, 훨씬 유연하게 동작한다.
비록 인간의 뇌를 흉내낸 칩이 잘 동작한다고 하더라도 또 다른 난관이 있다. 전통적인 방식으로 컴퓨터 프로그래밍을 할 수가 없기 때문에, 새로운 도구와 모델이 필요하다. 인지컴퓨팅은 기본적으로 경험에서 배우고, 가정을 세우며, 기억을 강화하고, 결과를 보고서 다시 학습을 하는 단계를 거치게 되는데, 이 경우 사실 상 전통적인 방식의 프로그래밍이라는 것이 이용될 수가 없다. 아마도 어떤 일을 수행하면서 발생하는 이벤트나 경험을 통해 훈련을 하는 방식으로 학습을 시켜야 할 것이다.
현재 SyNAPSE 프로젝트에서는 2개의 프로토타입 칩이 완성된 상태로 다양한 테스트가 진행되고 있는데, 2단계에서는 이 칩들을 많이 만들어 연결하여 컴퓨터를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 컴퓨터는 복잡한 정보를 한꺼번에 처리하는 작업과 환경에 다양하게 적응하는 방법을 배우게 될 것이다. 현재 매우 전통적인 비디오 게임을 인간처럼 플레이하고 있으며, 그 밖에도 길을 찾는 네비게이션, 영상 및 패턴 인식, 연관 기억 및 분류와 같은 전통적인 인공지능 문제를 푸는 테스트들이 진행되고 있다. 이 프로젝트는 최종적으로 100억 개의 신경세포와 100조 개의 시냅스를 가진 컴퓨터를 만들려고 하는데, 이는 인간의 뇌를 뛰어넘는 수치이다. 이것이 모두 집적되어도 인간의 뇌의 크기를 넘지않고, 1kw 정도의 전기만 소모한다면 이 컴퓨터로 할 수 있는 일은 정말 무궁무진할 것이다.
정지훈 명지병원 IT융합연구소장ㆍKAIST 문화기술대학원 겸직교수
이 프로젝트를 통해 개발된 칩은 인간의 뇌가 할 수 있는 감각과 인지, 상호작용 등이 가능할 것으로 기대하고 있는데, 이 프로젝트의 연구책임자인 다르멘드라 모다(Dharmendra Modha) 박사는 이런 인지컴퓨팅(cognitive computing)이 새로운 세대의 컴퓨터에 있어 가장 중요한 기반 기술이 될 것이라고 말한다. 실제로 이 연구가 성공적으로 수행되기 위해서는 수퍼컴퓨팅, 신경과학, 나노기술과 같은 최고의 첨단기술이 따로 떨어져 있는 것이 아니라 최신의 연구결과를 공유하고 융합해야만 성공할 수 있다.
현재의 컴퓨터는 비록 그 집적도가 올라가면서 용량이 커지고, 속도는 빨라졌지만, 기본적으로 계산기에서 출발했기 때문에 우리의 뇌가 동작하는 방식과는 완전히 다르다. 오늘날의 모든 컴퓨터의 원형이라고 할 수 있는 폰 노이만 방식의 컴퓨터는 작업을 굉장히 빠르고 효율적으로 해내는 것에는 훌륭하지만, 유연성이나 적응력, 진화와 학습 등에 있어서 많은 부분 문제가 있는 구조이다.
이 연구가 결실을 맺어서 상업적으로 이용가능한 뇌와 유사한 칩이 만들어진다면, 많은 지식산업 부분에 커다란 반향을 일으킬 것이 분명하다. 현재 SyNAPSE 프로젝트는 2008년 11월에 시작되어 1단계 연구를 마친 상태인데, 기초적인 컴퓨팅 유닛의 디자인을 마쳤다. SyNAPSE 프로젝트에서 완성시킨 `코어(core)'라고 불리는 작은 컴퓨팅 유닛은 인간의 뇌의 신경세포들과 유사한 디지털 프로세서를 가지고 있다.
이렇게 새로 등장하는 컴퓨터 칩이 기존의 폰 노이만 방식의 컴퓨터를 대체하지는 못할 것이다. 여전히 폰 노이만 방식의 컴퓨터는 수학연산과 직렬 프로세싱, 그리고 정확한 업무용 컴퓨팅에 있어 우월한 성능을 보여줄 것이다. 그렇지만, 인간의 뇌는 폰 노이만 방식 컴퓨터보다 매우 낮은 파워를 사용하며, 필요할 때만 사용되는 부분이 가동되는 매우 효율적인 구조를 가지고 있으며, 훨씬 유연하게 동작한다.
비록 인간의 뇌를 흉내낸 칩이 잘 동작한다고 하더라도 또 다른 난관이 있다. 전통적인 방식으로 컴퓨터 프로그래밍을 할 수가 없기 때문에, 새로운 도구와 모델이 필요하다. 인지컴퓨팅은 기본적으로 경험에서 배우고, 가정을 세우며, 기억을 강화하고, 결과를 보고서 다시 학습을 하는 단계를 거치게 되는데, 이 경우 사실 상 전통적인 방식의 프로그래밍이라는 것이 이용될 수가 없다. 아마도 어떤 일을 수행하면서 발생하는 이벤트나 경험을 통해 훈련을 하는 방식으로 학습을 시켜야 할 것이다.
현재 SyNAPSE 프로젝트에서는 2개의 프로토타입 칩이 완성된 상태로 다양한 테스트가 진행되고 있는데, 2단계에서는 이 칩들을 많이 만들어 연결하여 컴퓨터를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 컴퓨터는 복잡한 정보를 한꺼번에 처리하는 작업과 환경에 다양하게 적응하는 방법을 배우게 될 것이다. 현재 매우 전통적인 비디오 게임을 인간처럼 플레이하고 있으며, 그 밖에도 길을 찾는 네비게이션, 영상 및 패턴 인식, 연관 기억 및 분류와 같은 전통적인 인공지능 문제를 푸는 테스트들이 진행되고 있다. 이 프로젝트는 최종적으로 100억 개의 신경세포와 100조 개의 시냅스를 가진 컴퓨터를 만들려고 하는데, 이는 인간의 뇌를 뛰어넘는 수치이다. 이것이 모두 집적되어도 인간의 뇌의 크기를 넘지않고, 1kw 정도의 전기만 소모한다면 이 컴퓨터로 할 수 있는 일은 정말 무궁무진할 것이다.
정지훈 명지병원 IT융합연구소장ㆍKAIST 문화기술대학원 겸직교수
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