포스텍(POSTECH)은 이남윤 전자전기공학과 교수 연구팀(박찬호 박사후연구원, 박범수 박사과정)이 특정 태스크를 위해 사전학습된 트랜스포머에서 생성된 토큰 정보 중요도를 표준기술에 기반한 비트 단위의 정보 압축과 전송 과정 전반에 반영하는 새로운 시멘틱 통신 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
이번 성과는 지난해 연구팀이 발표한 다중 정보타입·다중 태스크 시멘틱 통신 기술 후속 연구로, 최근 통신 분야 대표 국제학술대회인 'IEEE ICC 2026'에서 기술 데모 시연했다.
기존 4G·5G 통신이 데이터를 원본 그대로 복원하는 데 초점을 맞췄다면, 시멘틱 통신은 정보의 의미와 중요도에 따라 필요한 정보만 효율적으로 전달하는 차세대 통신 기술이다.
인공지능(AI)이 영상 속 객체를 인식하는 것이 목적이라면, 인식에 필요한 핵심 정보에 통신 자원을 집중해 더 적은 데이터로도 높은 성능을 구현할 수 있다.
연구팀은 비전 트랜스포머를 활용해 이미지 내 객체 분류 태스크에 필요한 정보의 중요도를 토큰 단위로 분석하고, 이를 비트 단위로 동작하는 표준 압축과 오류 정정 과정에 반영했다.
이미지 압축 단계에서는 중요한 영역에 더 많은 정보를 할당하는 '어텐션 기반 JPEG' 기술을 개발했으며, 전송 단계에서는 중요한 정보에 더 강한 오류 보호를 적용하는 '차등 오류 보호 폴라 코드'를 구현했다. 이를 통해 적은 통신 자원과 낮은 지연 환경에서도 높은 인식 정확도를 유지할 수 있음을 확인했다.
특히 이번 기술은 기존 국제표준과 높은 호환성을 갖춘 것이 특징이다. 애플리케이션 레이어에서 동작하는 트랜스포머 모델에서 추출한 토큰 단위의 정보 중요도를 비트 단위의 국제표준 이미지 압축 규격인 JPEG와 5G 표준 폴라 코드 구조에 통합 반영하는 방식을 고안해 별도의 대규모 AI 송수신기 없이도 기존 통신 시스템에 적용할 수 있다. 연구팀은 소프트웨어 정의 라디오(SDR) 기반 시험 환경에서 실제 무선 전송 실험을 수행한 결과, 기존 방식보다 적은 통신 자원으로도 높은 이미지 분류 성능을 유지할 수 있음을 입증했다.
이남윤 교수는 “이번 연구는 정보의 중요도를 압축부터 채널 부호화까지 일관되게 반영하면서도 기존 통신 표준과 호환되는 시멘틱 통신 프레임워크를 구현했다는 점에서 의미가 있다”라며 “향후 객체 검출과 의미론적 분할 등 다양한 인공지능 기반 영상 처리 분야는 물론, AI-RAN과 6G 이동통신, physical AI를 실현하기 위한 인공지능 로봇 간 통신 등 주파수 효율과 지연 성능을 동시에 확보해야 하는 차세대 응용 분야에서 핵심 기술로 활용될 것으로 기대한다”고 전했다.
한편, 이번 연구는 이남윤 교수 연구팀과 LG전자 CTO부문 C&M 표준연구소(소장 제영호, 이상림 PL)의 산학협력을 통해 수행됐다. 정보통신기획평가원(IITP)의 차세대 네트워크(6G) 산업기술개발사업(AI-Native 응용서비스 지원 AI-Native 무선 인터페이스 기술 개발), 보건복지부 재원으로 한국보건산업진흥원의 한국형 ARPA-H 프로젝트 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
