슈퍼컴퓨터 연산을 데스크톱에서 몇 초 만에 해결

복잡한 수학 문제를 수천 배 빠르게 풀이하는 ‘DIMON’ 

 

▶ 미국 존스홉킨스대 연구진이 인공지능(AI) 기술 진보로 공학 설계의 패러다임을 바꿀 혁신 도구 ‘DIMON’(Diffeomorphic Mapping Operator Learning) 관련 연구 성과를 발표함

 

▶ DIMON은 공학과 과학 등 다양한 분야에서 복잡한 시스템을 모델링하기 위해 필수로 활용하는 편미분방정식(PDE)을 빠른 속도로 정확하게 풀이하는 AI 프레임워크임. 이번 연구 결과는 ‘Nature Computational Science’에 게재됐으며, 연구진은 이러한 연구 성과를 통해 슈퍼컴퓨터가 해내던 역할을 일반 PC로 대체할 수 있을 것이라고 기대함

 

▶ 연구진에 따르면 DIMON은 자동차 충돌 실험에서의 변형, 우주선의 극한 환경에서의 반응, 교량의 응력 견딤과 같은 복잡한 문제들을 해결하기 위해 사용될 수 있으며, 기존에 수 시간에서 며칠씩 걸리던 계산을 단 30초로 단축해 마무리할 수 있음

 

▶ DIMON 연구를 공동 주도한 Natalia Trayanova 교수는 “DIMON은 공학과 과학 분야의 거의 모든 문제를 해결할 수 있는 범용적이고 확장 가능한 솔루션”이라면서, 다양한 편미분방정식을 풀이해 복잡한 문제를 빠르고 효율적으로 해결할 수 있다고 강조함

 

▶ 전통적으로 편미분방정식은 복잡한 형상을 작은 요소로 나누는 그리드/메시 방식으로 해결해 왔지만, 형상이 변화하면 그리드를 재구성하고 계산을 다시 해야 하므로 비효율성이 컸음. DIMON은 AI를 이용해 이러한 과정을 대체함으로써 물리 시스템이 다양한 형상에서 어떻게 작동하는지 학습하고 예측하는 방식으로 문제를 해결함

 

▶ DIMON의 공동 개발자인 Minglang Yin 박사후연구원은 “DIMON은 하나의 형상에서 방정식을 해결한 후 이를 새로운 형상에 적용하는 방식으로 작동한다”면서, “형상을 변환하면서도 높은 정확도를 유지하는 이 기술은 많은 공학 문제를 해결할 수 있는 열쇠가 될 것”이라고 설명했음

 

▶ 이번 연구는 미국 국립보건원(NIH), 국립과학재단(NSF), 미국 에너지부, 공군연구소(AFRL) 등 다수의 기관에서 연구비를 지원받아 추진되었으며, 향후 연구진은 DIMON을 공학 설계와 의학 진단 등 다양한 분야에서 실용화하면서 더욱 발전시킬 계획임

 

<동향리포트>는 글로벌 과학기술문화, 과학·수학·정보 교육 분야의 정책 의사결정자들을 위한

국가별 정책, 연구조사보고서, 유관기관 동향 등 시의성 있는 유용한 정보를 제공합니다.