VOL.102 · March 2 · 2018
IDX 시대를 선도하는 ETRI의 'AI'기술
4차 산업혁명을 이끌 핵심중 하나는 빅데이터 정보를 ‘인공지능(AI)’ 기술을 통해 이용하는 것이다. ETRI는 4차 산업혁명에 대비하기 위해 IDX라는 국가적 실행전략을 선제적으로 제시했다. IDX 전략은 모든 산업 분야에 ICT를 접목하는 지능형 디지털 혁신 전략이다. 초연결 · 초지능 · 초실감이 그 기반이다. ETRI는 ICT와 혁신이 이루어지는 IDX 시대로의 이행을 위해 심혈을 기울이고 있다. IDX 시대를 이끌어나갈 ETRI의 인공지능 기술들을 살펴보자.
ETRI는 작년 7월 미국 하와이 컨벤션센터에서 개최된 ‘국제영상인식대회(이미지넷)’ 사물검출 분야에서 전 세계 기업, 대학 연합팀들과 겨루어 사물 종류별 검출 성능 기준 2위, 평균 검출 정확도 기준 3위의 우수한 성적을 냈다. ‘이미지넷 대회’는 전 세계 인공지능 기술 경연의 장으로 영상 데이터 내 특정 사물을 정확하게 검색하는 기술 평가 대회다. 그동안 마이크로소프트, 페이스북, 구글 등 세계적인 기관들이 기술 경쟁을 해왔다.
ETRI는 ‘딥뷰’팀과 ‘콘텐츠 비주얼 브라우징’팀이 참가했다. 딥뷰 팀은 딥 러닝 기술을 기반으로 사물의 종류와 위치를 검색하는 네트워크를 설계하고 학습하여 검출 성능과 정확도를 높이는 데 주력했다. 그 결과 사물 종류별 검출성능 기준으로는 ‘딥뷰’팀이 2위를 달성했다.
‘콘텐츠 비주얼 브라우징’팀은 KAIST 신진우 교수팀과 함께 함께 평균 검출 정확도(mAP) 기준 0.61로 3위를 달성했다. mAP는 200가지 전체 사물의 검출 정확도를 나타내는 지표로 사물 검출 분야 종합 수준을 나타낸다. 전체 14개 참가기관 중 3개 팀만이 정확도 0.60 이상의 성적을 거뒀다.
한동원 소프트웨어(SW)콘텐츠연구소장은 “ETRI가 괄목할만한 기술력을 바탕으로 세계 대회에서 훌륭한 성적을 거뒀다”며 “소통과 협업문화 확산으로 ICT 분야에서 더 큰 성과를 내도록 노력하겠다.”라고 말했다.
ETRI ‘딥뷰’팀이 대회에서 확보한 사물 인식 기술을 바탕으로 시각지능 기술을 발전시켜 경찰청, 지자체, 학교 등이 CCTV, SNS, 블랙박스 심층 분석 및 방송 콘텐츠에 적용 중이다.
ETRI는 교통사고, 범죄와 같은 위험 상황을 실시간 자동 감지하여 경찰에 알려주고, 사고와 관련된 용의자와 차량을 자동으로 식별 · 추적할 수 있도록 CCTV에 인공지능 기술을 접목한 미래형 첨단 치안 기술을 개발 중이다.
교통사고 자동 감지를 위한 영상 딥 러닝 기술, 용의자 및 용의차량 식별, 추적을 위한 재인식 기술(Re-Identification), 야외 CCTV 실증 영상 빅데이터 학습 기술, 영상 보안침해 방지 기술 등이 기반기술로 활용된다. 이 원천기술을 바탕으로 심야시간 등 치안에 취약한 시간대에 발생하는 범죄나 교통사고를 즉각 감지하고 후속 상황을 정확하게 인식할 뿐만 아니라 사람의 시각 한계를 극복하는 지능형 차량번호판 판독 기술(Deep Resolution)개발을 통해 CCTV에 접목할 계획이다.
연구진은 기술개발을 통해 이미 설치된 CCTV 상에서 차종, 차량 색상, 모델 등을 인공지능 기술로 자동 추출하게 되고 범죄 용의자 이동 시 동일인 여부의 판단도 가능하게 될 것으로 예상한다. 아울러 초당 30프레임으로 수집되는 HD급 CCTV 내의 치안 위험상황도 실시간 자동 인식, 추적이 가능하게 될 것이다. 이 기술은 빅데이터에 기반을 둔 치안 지능 연구 결과물을 창출함으로써 미래형 첨단 치안을 위한 포석을 마련하고 사회 안전기술 트렌드를 주도할 것으로 기대된다.
ETRI가 세계 최소 수준인 1와트(W) 내외의 저전력으로 자율주행차가 요구하는 영상인식 및 제어 기능을 통합, 실행하는 프로세서 칩을 개발했다. 이 프로세서는 자율주행차의 필수 기능인 영상인식 및 차량제어 기능을 통합 실행하는 ‘알데바란’으로 명명됐다.
알데바란 칩은 가로 7.8mm 세로 6.7mm에 불과하지만, 영상을 해석하여 차선을 읽거나 행인들의 동작을 인식할 수 있다. 전자장치 고장도 확인할 수 있어 급발진 등의 사고에도 99% 이상 스스로 대응할 수 있다. 이 프로세서는 자율주행차 성능을 결정하는 핵심 기술이다. 그동안 해외에 의존해 왔지만 이제는 국내에서 자체개발 할 수 있게 됐다.
연구진은 2016년에 이어 지난해에 프로세서 코어를 4개에서 9개로 늘렸다. 프로세서가 9개라는 의미는 초당 90억 회의 고속 연산이 가능하다는 뜻이다. 두뇌가 늘어난 만큼 처리속도가 빨라져 더 깨끗하고 큰 영상 구현이 가능하다.
인식기능도 훨씬 좋아졌다. 현재 실시간 초고화질(UHD) 영상 처리와 함께 보행자, 차량, 차선, 움직임 인식은 물론 레이더 및 GPS 신호처리 인식에도 성공했다. 향후 라이다, 초음파에도 응용될 예정이다.
ETRI가 개발한 알데바란 칩의 성능은 세계적 수준이다. 또한, 글로벌 경쟁 업체가 내놓은 분리형 칩이 내장된 모듈 가격이 수십만 원대인 데 비해 수만 원대로 낮출 수 있어 가격 경쟁력이 우수하다. 향후 신경망(Neural network) 기술을 활용하여 영상인식 엔진에 초고성능의 인공지능 기술을 넣어 칩화 할 계획이다.
인공지능 발(發) 4차 산업혁명을 앞두고 게임 산업에도 인공지능 기술을 결합하고 있다. ETRI가 참여하고 있는 게이머들의 행동 반응에 대한 인공지능 예측 능력 평가가 가능한 평가 셋을 처음으로 개발했다.
게이머들의 반응을 실시간으로 읽어 상품개발에 적용하는 움직임이 시작됐다. 이로써 게임분석에 인공지능 방법론을 도입, 기술 분석은 물론, 향후 다양한 분야 응용이 가능해져 산업적 파급효과가 예상된다.
ETRI는 온라인 게임에서 플레이어들의 행동을 예측하고 효율적으로 대비하는 대응 시나리오 자동생성 기술 개발에 성공했다. 연구진은 (주)엔씨소프트, 세종대와 손잡고 게이머들의 서비스 이탈에 대한 예측과 미래 행동결과를 확률적으로 계산하여 분석 성능 비교를 위한 표준화된 평가 셋을 국내 게임 기반으로 마련했다. 이 기술은 향후 게임 행동 양식을 보고 범죄예방의 추정, 군중심리 예측 등이 가능할 것으로 본다.
ETRI는 이 기술을 게임뿐 아니라 다양한 분야에도 적용할 수 있다고 밝혔다. 즉 게임 인공지능 기술을 실생활에 접목할 수 있다는 것이다. 실세계를 축소해놓은 게임과 같은 가상세계를 예측하다 보니 실제 상황 예측도 가능한 셈이다. ETRI는 게임 인공지능 연구에 중요한 게임 로그 데이터 구축 표준화를 위해, OMA, ITU 등 국제 표준화 기구를 통해 활발한 표준제안을 하고 있다.
향후 ETRI는 축적된 연구역량을 통해 국내 게임 산업 활성화를 위해 선도기술 확보로 기존 게임 강국으로서 국내 게임 산업 노하우를 유형 자산화 할 수 있는 기술지원 방법을 지속해서 모색할 예정이다.
인간의 두뇌와 같이 컴퓨터도 스스로 학습, 판단하는 시스템이 있다. 기존의 컴퓨터와 같이 프로그래밍 된 순서 안에서만 작업하는 시스템과는 달리 좀 더 유연한 문제 해결을 지원하는 데 도움이 된다. 우리는 이 시스템을 인공지능이라고 부른다. ETRI는 딥 러닝 기반의 인공지능 기술을 적용하여 방송플랫폼 기술, 가상 군사훈련 시스템, 음성인식기, 자율주행차, 똑똑한 CCTV 기술을 선보인바 있다. 그 외에도 재난을 감지하는 기술과 게임의 영역까지도 다양한 방향으로 기술을 확장해 나가고 있다. ETRI는 4차 산업혁명에 선제 대응하기 위해 국가 · 사회시스템을 '지능형 디지털화'함으로써, 새로운 비즈니스와 부가가치를 만들 수 있는 R&D 전략 수립에 박차를 가하고 있다.
