'모바일에서 딥페이크 구현' AI반도체 개발

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 저전력 기기인 스마트폰이나 태블릿PC에서도, 인공지능(AI)을 활용해 이미지를 합성하거나 스타일을 바꾸는 등의 이미지를 생성하는 생성적 적대 신경망(GAN)을 구축할 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)는 유회준 전기및전자공학부 교수 연구팀이 GAN을 저전력으로 처리할 수 있는 AI반도체인 GANPU를 개발했다고 6일 밝혔다.

이 반도체는 기존 스마트폰 등 모바일 기기에서 연산이 불가능했던 GAN를 구현한다. GAN은 가짜를 생성하는 딥러닝 네트워크와 이를 감별하는 딥러닝 네트워크가 서로 경쟁하면서 학습하는 차세대 딥러닝 기술이다. 이를 활용하면 인간이 데이터를 주입하지 않아도 AI가 스스로 학습해 이미지를 생성한다. 최근 딥 페이크 (Deep Fake) 등 사람도 속일 수 있을 정도의 이미지를 생성하는 기술로 주목을 받고 있다.

연구팀은 GANPU에 적응형 워크로드 할당, 입출력 희소성 활용 극대화, 지수부만을 사용한 0패턴 추측 등의 핵심 기술을 통해 저전력으로도 GAN이 가능하도록 개발했다. 이를 통해 GANPU는 기존 반도체보다 4.8배 높은 에너지 효율을 확보할 수 있게 됐다.

특히 연구팀은 GANPU를 통해 태블릿 카메라로 찍은 사진을 사용자가 직접 수정할 수 있는 응용 기술을 시연하기도 했다. 사진 속 얼굴을 대상으로 머리·안경·눈썹 등 17가지 특징에 대해 추가·삭제 및 수정사항을 입력하면 GANPU가 실시간으로 주문에 맞게 이미지를 생성한다.

유회준 교수는 "이번 연구는 하나의 칩에서 추론만이 아니라 학습까지 모두 가능해 여러 개의 딥러닝 네트워크를 동시에 지원하는 AI반도체를 개발했다는 점에서 의미가 크다"며 "모바일 기기에서의 AI 활용 영역을 크게 넓혀 향후 이미지 스타일 변환, 영상 합성, 이미지 복원 등 GAN과 관련된 애플리케이션에 다양하게 응용될 것으로 기대된다"라고 말했다.

이번 연구 결과는 최근 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr