일본산업뉴스요약

해부: 첨단거점
뇌의 정보 처리를 재현
NEC 브레인 인스파이어드 컴퓨팅 (Brain-Inspired Computing)협동연구소

《거점의 개요》
▽명칭: NEC 브레인 인스파이어드 컴퓨팅 협동 연구소
▽장소: 오사카(大阪) 스이타시(吹田市)
▽연구원 수: 13명
▽연구 내용: 최신 뇌 과학의 지식을 활용, 뇌의 기능을 본 뜬, 유연하고 효율적인 정보처리 기술의 개발

사람의 뇌는 처음으로 접한 정보라도 상황에 맞게 적절하게 처리해, 컴퓨터의 만 분의 1 이하의 힘으로 움직인다. 사람의 뇌가 가진 복잡한 기능에서 힌트를 얻어, 유연한 정보 처리를 지향하는 연구가 시작되었다. 그 무대가, 오사카대학과 NEC의 공동 연구거점으로써 4월에 설립된「NEC 브레인 인스파이어드 컴퓨팅 협동연구소」이다.

뇌의 정보 처리를 모방한 인공지능(AI) 기술로써, 최근 심층학습(딥러닝)이 주목 받고 있다. 2012년에는 대량의 영상을 통해, 사람이 가르쳐주지 않아도 고양이를 인식했다. 그러나, 현실 세계의 정보를 처리하기에는「고양인가, 아니면 그 외의 것인가?」라고 하는 한 종류의 구별 만으로는 부족한 경우가 많다.

우리들의 뇌는, 어떤 동물을 보고 고양인지 개인지를 구별할 수 있을 뿐만 아니라, 목걸이의 유무로 야생인지 Pet(펫)인지를 구별할 수도 있다. 상황에 맞게 카테고리의 분류를 유연하게 바꾸는 것이 뇌의 정보 처리방법이다. 연구소의 부소장인 NEC의 카노(加納) 주석기술주임은「뇌의 활동을 연구해 정보 처리 기술을 만들고 싶다」라고 말한다.

연구소에는 현재, NEC와 오사카대학, 두 곳의 연구원이 소속되어 있다. 최신 뇌 과학의 지식을 소프트웨어의 개발에 도입해, 컴퓨터 상에서 뇌의 유연한 정보 처리 능력을 재현하려는 연구가 추진되고 있다. 오사카대학의 캠퍼스 안엔 NEC의 연구원들이 모이는 방이 마련되어 있으나, 그 곳에만 머물지 않고 교내의 여러 곳에서 연구원들과 자주 스타디 모임을 열고 있다.

발족한지 아직 반년 정도 밖에 지나지 않았지만, 이미 많은 연구가 이루어지고 있다. NEC의 심(Xin) 연구원은 뇌가 이전에 학습한 내용을 기억한 채로 새로운 정보를 학습하는 시스템을 컴퓨터 상에서 재현하려 하고 있다. 신경 세포 기능을 모방한 기존의 뉴럴 네트워크(Neural Network) 기술에서는, 새로운 내용을 알게 되면 이전의 학습 내용을 모두 소거하는 결점이 있었다. 뇌 과학 논문을 참고해 시스템을 만들고, 시행착오를 반복한다.

오사카대학의 와카미야(若宮) 교수는, 뇌가 가지고 있는「동요(動搖)」에 착안하고 있다. 눈속임 그림에서는, 옆에서 본 항아리 그림이 서로 마주보고 있는 두 사람의 옆 모습으로도 보인다. 뇌는 이러한 동요를 일부러 만들어내어「어느 정도의 정답 비율로 재빨리 효율적으로 답을 만들어 내고 있다」라고 와카미야 교수는 말한다. 뇌의 동요에 기반을 둔 AI가 만들어진다면, 계산의 양을 낮추면서 어느 정도의 정답 비율을 가진 알고리즘을 만들어낼 수 있다.

NEC는 도쿄대학과도 공동연구 협정을 맺고 있다. 도쿄대학 측에서는 뇌의 구조를 연구해 실제로 연산 회로를 만들고 있다. 압도적으로 적은 전력으로 움직이는 뇌의 정보 처리를 재현하는 하드웨어의 연구이다. 카노 주석기술주임은「장래에 오사카대학에서의 소프트 연구와 조합해 나가고 싶다」고 말한다.

연구소의 설치 기간은 3년이다.「이 기간 동안에 뇌형(型) 컴퓨터의 요소가 되는 모델이 만들어졌으면 한다」고 오사카대학 와카미야 교수는 말한다. 장래에는 모든 사물이 인터넷과 연결되는 IoT의 분야에서 센서기기에 도입하는 것이 목표이다. 상황에 맞게 필요한 정보만을 현장의 기기가 선택해, 실시간으로 데이터를 처리할 수 있도록 한다. 도시의 방범이나 인프라의 감시 등의 응용이 기대된다.

뇌의 능력을 모방한 정보 처리는 해외에서도 본격적인 연구가 시작되고 있다. 올 9월에는 미국 IBM가 매사추세츠(Massachusetts)공과대학(MIT)과 이 분야에서의 공동 연구를 시작한다고 발표하였다. 보다 유연하고 사람에 가까운 정보 처리 능력을 지향해, AI의 연구 개발은 다음 단계로 이동해 가고 있다.

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