단국대 김동재 교수, 지각·학습 동일한 원리 작동 규명

김동재 단국대 교수…국제 학술지 게재

김동재 교수. 단국대 제공

[천안]단국대학교는 인공지능융합학과 김동재 교수(사진)가 인공지능 연구에 활용되는 뇌의 학습 원리를 새롭게 규명했다고 17일 밝혔다.

단국대에 따르면 뇌를 구성하는 신경세포인 뉴런은 외부의 정보를 지각하는 과정과 학습으로 나눈다. 시각·청각 등 지각을 담당하는 뉴런은 더 많은 정보를 받아들이기 위해 특정 자극에만 효율적으로 반응하도록 최적화돼 있다. 이를 효율 코딩 가설이라 한다. 학습을 담당하는 뉴런은 가장 높은 보상이 예측되는 행동을 선택해 정보로 받아들인다. 이를 강화학습이라 한다. 기존 학계에선 두 이론의 연결점이 없었다.

김 교수 연구팀은 뇌의 지각과 학습은 같은 원리로 작동하며 이 메커니즘을 활용해 인공지능의 성능을 높일 수 있음을 밝혀냈다. 김 교수는 쥐와 원숭이 실험을 통해 지각과 학습 뉴런의 데이터 값을 분석했다. 학습을 담당하는 도파민 뉴런 값이 지각을 담당하는 뉴런과 동일하게 효율 코딩 가설로 구성된 것을 검증했다. 즉 뇌의 도파민 뉴런이 보상을 최대화해 효율적으로 재배치되며 학습이 이뤄진다는 것을 의미한다.

김 교수는 "인간의 뇌와 같이 강화학습 원리는 현재 인공지능에 널리 사용되고 있다"라며 "새롭게 규명한 알고리즘을 인공지능 연구에 적용하면 보다 적은 에너지와 전력으로 더 많은 정보를 처리할 수 있게 된다"라고 밝혔다.

이번 연구는 뉴욕대학교 웨이 즈 마(Wei Ji Ma) 교수, 룩셈부르크대학교 에이코 슈트(Heiko Schutt) 교수와 공동으로 진행했다.

연구성과는 신경과학 분야 국제학술지 '네이쳐 뉴로사이언스' 6월 19일 자 온라인에 게재됐다.

#충남 #천안