서울시립대 백형부·구민석 교수팀, 10억원 규모 교육부 미래도전 연구지원사업 선정

백형부 교수. [사진=서울시립대]

서울시립대는 교육부와 한국연구재단이 지원하는 2025년 3차 이공분야 학술연구지원사업 '미래도전 연구지원사업'에 인공지능학과 백형부 교수와 첨단융합학부 구민석 교수 연구팀이 최종 선정됐다고 11일 밝혔다.

연구팀은 2030년 8월까지 5년간 총 10억원의 연구비를 지원받아 '초저전력 뉴로모픽 AI 반도체 기반 실시간 LMM 플랫폼 연구'를 수행한다. 이번 연구는 자율주행차나 로봇 같은 소형 기기에서도 '챗GPT'와 같은 대형멀티모달모델(LMM, Large Multi-modal Model)을 실시간으로 구동하는 원천 기술 개발을 목표로 한다.

최근 NVIDIA, 현대차 등은 LMM의 뛰어난 추론 능력을 자율주행에 접목한 'DriveGPT'와 같은 새로운 패러다임을 제시했다. 그러나 LMM은 일반 인지 모델보다 1000배 이상 많은 전력을 소모하고 연산 시간이 길어 자율주행차나 로봇에 적용하기 어렵다는 현실적인 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 AI 모델(소프트웨어), AI 반도체(하드웨어), 그리고 이를 제어하는 시스템 소프트웨어를 통합 설계(Co-design)하는 새로운 접근법을 제시한다. 구체적으로는 △초저전력 AI 모델 '스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN, Spiking Neural Network)' 개발 △기존 GPU 대비 약 625분의 1의 전력으로 AI 연산을 수행하는 'LMM 특화 뉴로모픽 반도체' 설계 △여러 컴퓨팅 자원을 최적으로 제어해 실시간성을 보장하는 '실행 제어 플랫폼' 구축을 추진한다.

이를 통해 기존 GPU 기반 시스템 대비 전력 소모는 80% 절감, 반응 속도는 50% 향상된 AI 시스템을 구현할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 이는 전기차 주행거리를 60km 늘리고 배터리 교체 비용을 절감하는 등 산업 전반에 걸쳐 큰 파급 효과를 가져올 것으로 기대된다.

이번 연구는 AI 시스템 소프트웨어 전문가인 백형부 교수와 지능형 반도체(뉴로모픽) 설계 전문가인 구민석 교수의 융합 공동연구로 진행된다. 연구책임자인 백형부 교수는 AI 모델 경량화 및 자율주행 시스템 분야의 권위자다. 공동연구원인 구민석 교수는 뉴로모픽 반도체 및 PIM 기반 AI 가속기 설계 분야의 세계적인 전문가로 독보적인 연구 역량을 갖추고 있다.

백형부 교수는 "이번 연구를 통해 소프트웨어와 하드웨어의 경계를 넘나드는 융합 연구로 차세대 AI 반도체 플랫폼 핵심 원천 기술을 확보하겠다"며, "안전하고 에너지 효율적인 AI 시스템 구현으로 국내 자율주행 및 로봇 산업의 글로벌 기술 경쟁력을 한 단계 높이는 데 기여할 것"이라고 밝혔다.