【브레이크뉴스 포항】박영재 기자=POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)은 노준석 교수팀이 빛의 속도로 계산을 수행할 수 있도록 하는 메타물질 기반의 광학 컴퓨터의 가능성을 확인했다고 14일 밝혔다.
 ▲ 연구 관련 그림 (C) 포스텍 |
POSTECH에 따르면 기계공학과·화학공학과 노준석 교수· 인공지능대학원 트레본 베드로(Trevon Badloe) 박사·기계공학과 석박사통합과정 이석호 씨 연구팀이 메타물질을 이용해 미분·적분과 같은 기본 연산의 광학적, 물리적 구현을 소개하고, 메타물질을 이용한 인공 신경망을 확인했다.
이번 연구는 포스코 산학연 융합연구소 사업 등의 지원으로 수행됐으며 광학분야 권위지 ‘어드밴스드 포토닉스(Advanced Photonics)’에 게재됐다.
4차 산업 혁명이 시작되면서 정보의 양의 폭발적으로 증가하고 있으며 그에 맞춰 기존의 전자 컴퓨터를 뛰어넘는 새로운 컴퓨팅 시스템의 필요성이 더욱 커지고 있다.
광 컴퓨팅은 빛의 속도로 계산을 수행할 수 있고, 대규모 병렬화가 가능하며, 연산에 극도로 낮은 에너지 소비만을 필요로 한다는 장점 덕분에 매력적인 대안으로 떠오르고 있다.
지금까지의 전자식 컴퓨터는 전자를 기본 단위로 하여 연산을 진행했다면, 광 컴퓨팅은 빛을 이용해 계산을 수행하기 때문에 빛의 속도로 계산할 수 있다.
연구팀은 메타물질을 이용해 미분과 적분 같은 기본 연산을 빛의 속도로 처리 하고, 인공 신경망 컴퓨팅을 구현했다. 메타물질은 이차원적인 구조 때문에 이미지를 이용한 연산에 강점을 보인다.
예를 들어, ‘윤곽선(edge)’라는 이미지 정보를 처리할 때 기존 시스템에서는 카메라로 이미지를 촬영하고 컴퓨터로 후처리를 통해서 그 정보를 얻을 수 있었다.
하지만 메타표면을 이용하면 메타표면을 지나기만 하면 ‘엣지’의 정보를 바로 얻게 된다. 또한, 이미지를 처리하는 인공 신경망을 구현하면서 인공지능의 복잡한 연산을 빛의 속도로 처리할 수 있게 된다.
노준석 교수는 “이번 연구를 통해 메타물질을 이용한 광학 컴퓨팅의 장점, 극복해야 하는 문제, 미래 방향을 제시하고자 한다”며, “이 연구가 메타물질을 이용한 광학 컴퓨팅 플랫폼 분야를 연구하는 사람들에게 도움이 되기를 기대한다”고 말했다.
<구글번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
POSTECH Professor Jun-Seok Noh's team develops metamaterials for optical computation and neural networks
POSTECH (Pohang University of Science and Technology, President Moo-Hwan Kim) announced on the 14th that Professor Jun-Seok Roh's team has confirmed the possibility of a metamaterial-based optical computer that can perform calculations at the speed of light.
According to POSTECH, Professor Joon-Seok Noh of the Department of Mechanical Engineering and Chemical Engineering, Dr. Trevon Badloe of the Graduate School of Artificial Intelligence, and Seok-Ho Lee's combined master's and doctoral course in the Department of Mechanical Engineering and his research team introduced optical and physical implementation of basic operations such as differential and integral calculus using metamaterials. and confirmed an artificial neural network using metamaterials.
This research was carried out with the support of the POSCO Industry-University-Research Convergence Research Center project and was published in Advanced Photonics, an authoritative journal in the field of optics.
As the 4th industrial revolution begins, the amount of information is explosively increasing, and accordingly, the need for a new computing system beyond the existing electronic computer is growing.
Optical computing is emerging as an attractive alternative due to its ability to perform computations at the speed of light, its ability to be massively parallelized, and its extremely low energy consumption for computations.
While conventional electronic computers have performed calculations using electrons as the basic unit, optical computing can calculate at the speed of light because it uses light to perform calculations.
The research team used metamaterials to process basic calculations such as differentiation and integration at the speed of light and implemented artificial neural network computing. Metamaterials show strength in computation using images because of their two-dimensional structure.
For example, when processing image information called 'edge', in the existing system, an image was taken with a camera and the information was obtained through post-processing with a computer.
However, if you use a metasurface, you can get the information of the 'edge' just by passing the metasurface. In addition, while implementing an artificial neural network that processes images, complex operations of artificial intelligence can be processed at the speed of light.
Professor Junseok Noh said, “Through this research, we would like to present the advantages of optical computing using metamaterials, problems to be overcome, and future directions.” I hope to be,” he said.
원본 기사 보기:브레이크뉴스 대구경북
