한국전자기술연구원(이하 KETI)이 컨볼루션 신경망(CNN)과 비전 트랜스포머(ViT) 등 다양한 영상 기반 인공지능(AI) 모델을 지원하는 차량용 엣지 AI 반도체를 개발했다. 이 반도체는 저전력으로 복잡한 AI 연산을 처리하며, 클라우드와 연동되는 '협력학습 플랫폼'을 통해 AI 모델의 성능을 지속적으로 개선할 수 있도록 설계되었다.

이번에 KETI가 개발한 반도체의 특징은 저전력 소모를 유지하면서도 여러 종류의 객체인식 AI 모델을 효율적으로 처리할 수 있다는 점이다. 연구원이 설계한 신경망처리장치(NPU)는 특정 AI 모델의 연산 구조에 맞게 하드웨어 구조를 최적화하는 '재구성 가능(Reconfigurable) 아키텍처'를 적용했다. 이 때문에 업계에서 널리 사용되는 '컨볼루션 신경망(CNN)'이나 최신 '비전 트랜스포머(ViT)' 같은 상이한 구조의 모델을 각각 효율적으로 구동하는 것이 가능하다.

이 반도체는 클라우드와 연동되는 '협력학습 플랫폼'의 일부로 작동한다. 차량에 탑재된 엣지 AI 반도체는 실시간으로 객체를 인식하는 한편, AI 모델의 성능 개선에 필요한 특정 데이터를 선별해 클라우드로 전송한다. 클라우드에서는 여러 차량에서 수집된 데이터를 기반으로 기존 AI 모델을 학습시켜 성능을 개선하고, 이렇게 업데이트된 모델은 다시 차량으로 전송되어 적용되는 구조다.

이번 개발은 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 지원하는 ‘IoT 다중 인터페이스 기반의 데이터센싱, 엣지컴퓨팅 분석 및 데이터공유 지능형 반도체 기술 개발’ 과제의 일환으로 수행됐다. 해당 과제는 다양한 IoT 기기에 사용할 수 있는 국산 AI 반도체 기술을 확보하고, AI 반도체 기반 개방형 플랫폼을 마련하는 것을 목표로 한다.

KETI는 자체 개발한 NPU를 테스트 차량에 탑재하여 최근 경기도 화성 일대에서 실도로 주행 실증을 진행했다. 이를 통해 NPU의 안정적인 실시간 객체 인식 성능과 협력학습을 위한 데이터 수집 및 전송 기능의 원활한 작동을 검증했다.

KETI는 앞으로 NPU의 연산 효율을 더욱 높이고 지원 가능한 AI 모델을 확장하는 등 후속 연구를 지속할 계획이다. 이번 연구 성과는 미래 모빌리티의 핵심으로 꼽히는 엣지용 AI 반도체 분야의 국내 기술 생태계 기반을 강화했다는 점에서 의미를 갖는다.