“軍 통신·레이더에 적용할 신경 네트워크 커널 개발”
DSP 모델에 내장… 데이터 처리
사전학습 통해 현실에 맞게 조정
 
미국 국방고등연구기획국(DARPA)이 군에서 운용 중인 수학적 디지털 신호처리 모델(DSP)에 내장할 수 있는 ‘신경 네트워크 내 신호처리(SPiNN)’ 사업을 발표했다.

SPiNN 사업은 군 통신과 레이더에 신경 네트워크 신호처리 기술을 적용함으로써 재래식 DSP의 성능을 개선하는 데 중점을 뒀다.

재래식 DSP 기법은 신호 장애를 연속적으로 완화하기 위해 전담 처리용 물리학적 모델을 사용함으로써 왜곡된 신호를 복구한다. 이것은 가우스 잡음이 있는 정적인 채널 모델을 취하기 때문에 시간 분산, 비선형 왜곡, 간섭 및 재밍 인공물 등을 처리하는 능력이 제한된다. 또 모델링하기 어려운 사건을 포착하고 처리할 수 있는 고유한 능력이 부족하다. 특수한 상황과 신규 사건을 놓칠 수 있고, 컴퓨터 작업량이 방대한 것도 단점이다.

SPiNN 사업에서는 기존 물리학에 기반을 둔 수학적 DSP 모델에 내장할 수 있는 새로운 신경 네트워크 커널 세트를 개발할 예정이다. SPiNN 커널은 검증된 DSP 모델을 이용해 사전 훈련된 신경 네트워크 판별장치를 확립함으로써 들어오는 데이터를 정확히 처리할 수 있다.

개선된 신경 네트워크 커널은 사전 학습을 통해 실제 현실 데이터에 맞게 미세 조정되며, 이를 바탕으로 재래식 DSP 모델의 성능을 능가한다는 게 DARPA의 설명이다.

SPiNN 사업의 1단계는 물리학적 모델에 기반을 둔 신호처리 커널을 개발·시연하고, 변환기 층을 이용해 이 모델을 적응시킬 계획이다. 통신 적용방안에는 이동전화, 사물인터넷(IoT), 점 대 점 링크, 인지형 무전기 등이 포함될 전망이다. 레이더 센서 적용방안에는 감시 레이더, 이동표적 지시 레이더, 합성개구 레이더, 자동차용 레이더 등이 있다.