Translate

2017년 7월 23일 일요일

조용히 등장한 인텔의 인공지능 컴퓨트 스틱 - Movidius Neural Compute Stick



(출처: 인텔) 


 인텔이 독특한 제품을 조용히 등장시켰습니다. 모비디우스(Movidius) 신경망 컴퓨트 스틱(Neural Compute Stick, NCS)이 그것으로 USB 스틱형 코프로세서입니다. 목적은 이름처럼 신경망 연산 등 AI 관련 연산과 AR/VR 관련 연산을 하는 것입니다. 가격은 양심적인 79달러인데 과연 수요가 있을지는 잘 모르겠다는 생각입니다. 


 사실 사람들이 잘 몰라서 그렇지 신경망 컴퓨트 스틱은 이전에도 있었습니다. 2016년에 나온 Fathom이라는 물건으로 역시 모비디우스만큼이나 생소한 물건입니다. 아무튼 이 모비디우스 컴퓨트 스틱은 Myriad 2 VPU라는 생소한 GPU를 연산용으로 사용하고 있으며 TSCM의 28nm 공정으로 제조되었지만, 1W 당 100GFLOPS의 인공 지능 관련 연산을 수행할 수 있는 높은 전력 대 성능비를 가지고 있습니다. 


 다만 컴퓨트 스틱 형태로 개발된 점을 봐서도 알 수 있지만, 전력 소모는 2.5W 미만이며 절대 성능 자체가 높은 것은 아니라고 할 수 있습니다. 다만 그래픽 카드를 탑재할 수 없는 경량 노트북에서 인공 지능 및 관련 연산을 수행하는 경우 목적이라면 나름 유용하게 사용할 수 있을지도 모르겠습니다. 


 모비디우스는 USB 3.0 Type A을 사용하며 텐서플로 대신 Caffe라는 딥 러닝 프레임워크를 지원합니다. 4 GB LPDDR3 메모리를 사용하며 FP16 연산에 특화된 물건이라고 할 수 있습니다. 신기한 재주 가운데 하나는 여러 개의 모비디우스 스틱을 연결해 병렬 연산을 할 수 있다는 점으로 이를 Multi-Stage (stick) Multi-Task Convolutional Neural Network (MTCNN)라고 부릅니다. 


 일반 사용자는 좀처럼 쓸일이 없는 독특한 물건이지만, AI나 AR/VR이 강조되는 시대 상황에 맞춰 나온 물건이라고 생각합니다. 문제는 지금 인텔이 여기에 매달릴 상황이 아니라는 점이겠죠. 몇 년 사이 조금씩 성능을 향상시킨 CPU만 내놓으면서 인텔은 AMD에 추격을 허용했고 라이젠 출시 이후에는 서버 및 전문가 시장에서 우위를 잃어버릴 위기에 처했습니다. 


 새로운 시장에 도전하는 것도 좋지만 본래 주력 사업인 PC와 서버 부분을 놓치면 회사가 어려움에 처하게 될 것입니다. 아무래도 지금은 회사의 역량을 새로운 CPU를 개발하는 데 집중해야 할 시기일 것입니다. 


 참고 


우주 이야기 683 - 지구보다 작고 토성보다 무겁다? 초고밀도 행성 발견



(Archival images of EPIC 228813918, demonstrating its proper motion over nearly six decades. The images are from (i) 1954, (ii) 1992, and (iii) 2012. Each image is 50 by 50, and in each case North is up and East is to the left. The position of EPIC 228813918 (J2000 epoch) is indicated with a red reticle. The blue reticle in the leftmost panel indicates the position of the star used to determine the limiting magnitude of the image. The arbitrarily-positioned green rectangle in image (ii) indicates the size of the photometric aperture used by Vanderburg & Johnson (2014) to extract the flux of EPIC 228813918. The cyan (NE of target) and magenta (SE of target) reticles in image (ii) indicate the positions of EPIC 228814238 and EPIC 228813721, respectively. Credit: Smith et al., 2017.)


 국제 천문학자 팀이 K2 데이터를 이용해서 매우 독특한 외계 행성을 찾아냈습니다. 지구에서 310광년 떨어진 위치에 있는 EPIC 228813918 b이 그것으로 2016년 7월 6일에서 9월 20일 사이 진행된 캠페인 10에서 발견된 후 8.2m 구경의 스마루 망원경과 10m 구경의 켁 망원경을 비롯한 다수의 지상 망원경으로 그 존재와 특징이 연구되었습니다. 


 이에 따르면 EPIC 228813918 b의 자전 주기는 4.3시간에 불과해 지금까지 알려진 행성 자전 주기 가운데 2번째로 짧습니다. 놀라운 부분은 밀도로 지름은 지구의 0.89배에 불과하지만, 질량은 목성의 0.7배 수준입니다. 이는 지구보다 작은 행성이 토성보다 거의 2배 무거운 것입니다. 


 이런 엄청난 밀도를 고려할 때 이 행성은 대부분 철 같이 무거운 금속으로 된 행성일 가능성이 큽니다. 아마도 구성 물질의 반 정도가 철이고 나머지도 밀도가 높은 원소로 된 금속 행성일 것입니다. 그래서 강한 중력으로 물질이 더 압축되어 매우 밀도가 큰 행성이 되었을 것입니다.


 이런 행성이 존재할 수 있는 이유는 잘 모릅니다. 개인적으로는 본래 대형 가스 행성이었는데, 매우 가까운 거리에서 공전하는 과정에서 대부분의 기체 상태 물질을 잃어버리고 핵만 남은 것은 아닐까 하는 생각도 드네요. 


 과학자들이 계속해서 새로운 외계 행성을 밝혀내면서 우리가 이전에는 상상하기 힘들었던 독특한 행성들이 여럿 존재한다는 사실이 계속 밝혀지고 있습니다. 우리가 알고 있는 외계 행성은 전체에 비하면 사막이 모래 한줌에 불과합니다. 당연히 아직도 우리가 상상조차 하지 못했던 기괴한 행성들이 수없이 존재하겠죠. 


 참고 


More information: EPIC 228813918 b: an Earth-sized planet in a 4.3-hour orbit around an M-dwarf, arXiv:1707.04549 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1707.04549


수압 시스템으로 지느러미를 조절하는 참다랑어



(Researchers from the lab of Barbara Block at Stanford University and the Monterey Bay Aquarium have discovered a bio-hydraulic system in fins of tunas. This system can change the shape and position of the fins for swimming and maneuvering control. Credit: Monterey Bay Aquarium)



 거대한 몸집을 지닌 참다랑어 (bluefin tuna)는 매우 빠른 속도로 움직이는 어류로 알려져 있습니다. 빠른 속도와 큰 질량을 감안하면 방향 전환이 어려울 것으로 생각되지만, 참다랑어와 그 근연 관계에 있는 대형 어류들은 마치 하늘을 가르는 제트기처럼 자유자재로 방향을 조절하면서 마치 제트기처럼 물 속을 빠르게 돌아다닙니다.  


 최근 스탠포드 대학의 바딤 파블로프(Vadim Pavlov, a postdoctoral fellow at Stanford)와 그의 동료들은 참다랑어의 지느러미에 예상하지 못한 비밀이 숨겨져 있다는 사실을 발견했습니다. 이들이 등과 배지느러미에 이전에 알지 못했던 작은 방들이 있었던 것입니다. 더 놀라운 사실은 여기에 림프액이 채워지면서 지느러미의 모양과 방향을 조절할 수 있다는 점입니다. 


 참다랑어의 수압 지느러미 컨트롤 시스템 (pressurized hydraulic fin control)은 매우 정교하게 지느러미를 조절해서 이들이 물 속에서 유연하게 움직일 수 있도록 도와줍니다. 물론 체액이나 혈액을 이용해서 모양을 변형시키는 경우는 포유류를 비롯해서 다른 동물에서도 볼 수 있는 메카니즘이지만, 지느러미를 이렇게 변형시키는 메카니즘은 처음 발견되는 것입니다. 


 연구팀에 의하면 이 시스템은 크게 세 가지로 나눠져 있습니다. 펌프의 역할을 하는 것은 근육이고 혈관은 컨트롤 시스템의 역할을 합니다. 마지막으로 림프액이 든 작은 방(sinus)이 있는 지느러미 줄(fin rays) 액추에이터(actuator)의 역할을 담당합니다. 설명을 듣고 봐서 그런지 확실히 지느러미가 막이 아니라 뭔가 통통한 게 안에 들어있는 듯 한 외형인 것 같습니다.  


 이와 같은 생물학적 수압 시스템은 진화가 만들어낸 놀라운 기계 가운데 하나일 것입니다. 아무튼 횟감으로 인기가 좋은 이런 유명한 물고기에 아직 우리가 모르는 사실이 이렇게 많다는 점도 흥미로운 사실인 것 같습니다. 


 참고 


 V. Pavlov el al., "Hydraulic control of tuna fins: A new role for the lymphatic system in vertebrates," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aak9607


2017년 7월 22일 토요일

우주 이야기 682 - 차세대 행성 사냥꾼 Mascara



(Each Mascara device is made up of five digital cameras built from off-the-shelf-components(Credit: ESO/G. J. Talens))

(The Mascara exoplanet hunter will scan the sky from ESO's La Silla observatory in Chile(Credit: ESO/G. Otten and G. J. Talens))


 유럽 남방 천문대 (ESO)가 새로운 외계 행성 사냥꾼을 건설했습니다. 마스카라 (Multi-site All-Sky CAmeRA (Mascara))는 다른 것보다 캐논 상표 덕분에 마치 시중에서 쉽게 구할 수 있는 카메라처럼 생겼지만, 사실 밤하늘 전체를 촬영하기 위해서 만들어진 특수 카메라입니다. 다섯 개의 개별적인 카메라를 정교하게 작동시켜 별의 밝기 변화를 추적해 외계 행성의 존재를 증명합니다. 


 마스카라는 북반구에 카나리스 제도(Canary Islands)와 남반구의 아타카마 사막의 라 실라 관측소(La Silla facility in the Atacama Desert)에 하나씩 설치되어 하늘 전체를 커버할 수 있습니다. 방식은 케플러 우주 망원경처럼 밝기 변화를 관측해 행성이 별 앞을 지나가는 것을 확인하는 것이지만, 우주 망원경이 아니기 때문에 관측 범위는 넓어도 관측할 수 있는 별의 숫자는 적을 것으로 예상됩니다. 다만 밤하늘 전체에서 관측이 가능하다는 점은 큰 장점입니다. 


 주요 관측 목표는 뜨거운 목성이지만, 해왕성이나 지구 크기의 천체 발견도 가능할 것으로 기대하고 있습니다. 물론 케플러 우주 망원경처럼 밝기 변화를 우선 관측한 후 실제로 외계 행성에 의한 것이지를 다시 확인해야 합니다. 이 과정은 몇 년이 걸릴 수도 있습니다. 


 어떤 결과가 나올지 궁금하지만, 아무튼 카메라 덮개 때문인지 뭔가 고가의 과학장비가 아니라 일반 소비자용 제품 같은 착각을 불러일으키는 것 같습니다. 


 참고 




당뇨 백신의 꿈이 이뤄질까?



 당뇨병은 크게 1형 당뇨와 2형 당뇨로 구분합니다. 주로 성인에서 잘생기는 2형 당뇨는 한국인 당뇨의 거의 대부분을 차지합니다. 2형 당뇨의 경우 인슐린 자체의 부족보다는 사실 인슐린 저항성 등이 원인이 되는 경우가 많으며 정도가 심하지 않은 경우 인슐린 없이도 치료가 가능합니다. 


 반면 1형 당뇨는 소아 청소년 시기에 잘 생기며 누가 생길지 미리 알기 어렵습니다. 자가 면역 질환으로 발생하며 인슐린을 생성하는 췌장의 베타 세포를 파괴시키기 때문에 인슐린 자체가 부족한 상황입니다. 따라서 인슐린 주사를 계속해서 사용해야 하는 불편함이 있습니다. 특히 어린 시절에 발병하는 경우 환자 본인은 물론 가족까지 크게 고통받는 문제가 있습니다. 


 비만, 가족력, 운동 부족, 고혈압 등 위험 인자가 잘 알려진 2형 당뇨와는 달리 1형 당뇨는 위험인자를 회피해서 예방하기가 매우 어렵습니다. 그런데 일부 바이러스 감염이 연관이 있다는 사실이 알려져 이전부터 백신 개발의 목표가 되었습니다. 하지만 아직 인간에서 효과를 입증한 1형 당뇨 백신은 없습니다. 


 핀란드 탐페레 대학 (University of Tampere)의 연구팀은  엔테로바이러스 (Enterovirus) 가운데 1형 당뇨와 연관이 있는 것으로 보이는 6개의 균주를 이용한 백신을 개발했습니다. 이 백신은 동물 실험에서 안전성과 효능을 입증해 이제 사람을 대상으로 한 임상 시험을 앞두고 있습니다. 


 첫 단계에서는 우선 건강한 성인을 대상으로 안전성을 입증하고 그 다음 단계에서는 건강한 소아를 대상으로 한 실험을 진행한 후 마지막으로 대규모 임상 시험을 거쳐 효능과 안전성을 입증하게 될 것입니다. 이 과정은 적어도 8년 정도의 시간이 필요하며 도중에 문제가 발견되거나 효과가 없는 것으로 드러나면 결국 당뇨 백신 개발은 실패할 수도 있습니다. 


 다만 성공한다면 매년 8만명 이상 새로운 환자가 생기는 1형 당뇨 발병률을 줄여 근본적인 예방이 가능해지므로 적지 않은 성과라고 해야 할 것입니다. 어떤 결과가 나올지는 장담하기 힘들지만, 긍정적인 결과가 있기를 기대합니다. 


 참고 


고강도 3D 프린터 출력물을 만드는 새로운 기술



(Credit: Texas A&M University)


 3D 프린터는 이미 여러 분야에서 널리 사용되고 있지만, 금속 3d 프린터 같은 경우를 제외하면 사실 대부분의 출력물은 강도가 약해서 용도가 제한될 수밖에 없는 한계가 있습니다. 이는 조금씩 소재를 적층해서 열로 붙이는 제조 방식의 한계 때문입니다. 텍사스 A&M 대학의 소재 과학 및 공학과(Department of Materials Science and Engineering at Texas A&M University)의 연구팀은 3D 프린터로 출력한 소재의 강도를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 개발했습니다. 


 이들이 사용한 방법은 우선 3D 프린터로 카본 나노튜브 폴리머 소재를 출력한 후 이를 마이크로웨이브파로 열을 가해 굽는 것입니다. 이렇게 한 번 구워낸 소재는 훨씬 강도가 강해져서 각종 부품이나 도구로 사용하는 데 더 적합한 성질을 지니게 됩니다. 



(동영상) 


 도자기를 굽듯이 오븐에 굽는 것으로 볼 수도 있지만, 소재가 파괴되지 않고 원하는 강도를 획득하게 하기 위해서는 더 정교한 작업이 필요하다고 합니다. 따라서 특수한 카메라를 이용해서 그 과정을 추적해 적절한 수준으로 마이크로웨이브가 가게 조절합니다. 


 연구팀은 Essentium Materials라는 회사와 더불어 이를 상업화하기 위해서 특허를 신청한 상태입니다. 의도대로 된다면 매우 높은 기계적 압력과 힘에도 견딜 수 있는 가벼운 3D 프린터 출력물을 이용해서 매우 여러 가지 용도로 활용이 가능할 것으로 기대됩니다. 


 참고 


More information: Charles B. Sweeney et al. Welding of 3D-printed carbon nanotube–polymer composites by locally induced microwave heating, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1700262 


2017년 7월 21일 금요일

연속 발사 테스트를 진행 중인 미 해군의 레일건




 미 해군 연구소 (Office of Naval Research (ONR))에서 개발 중인 레일건의 최신 발사 테스트 영상입니다. 새로운 발사 테스트 영상에서는 자동 재장전 및 레일건 연사 테스트가 진행 중이라는 것이 공개되었습니다. 별도의 작약없이 장전하는 레일건의 장전 방식이 같이 보여지는 데 기존의 화포와 좀 다르면서도 어딘지 닮은 모습입니다. 




(동영상) 


 레일건은 화약이 아니라 전자기력의 힘으로 탄자를 발사하는 것으로 발사시 레일 사이에서 가속되는 금속 탄자의 마찰열 때문에 포신이 견디기 힘들고 열 팽창으로 인해 포신 자체가 커지는 문제가 있어 실용화가 어려웠습니다. 구체적으로 어떻게 해결했는지는 알 수 없지만, 미 해군 연구소와 BAE 같은 협력 기업에서는 이 문제를 거의 해결하고 실용화가 임박한 수준의 레일건을 선보이고 있습니다. 


 연사 속도가 얼마나 빠른지, 그리고 포신의 수명은 어느 정도인지 모르겠지만, 연사 속도가 너무 느리다면 사실 이런 무기를 실전배치하기 어려울 것이므로 연사 속도와 신뢰성이 실전 배치 결정에 큰 영향을 미칠 것으로 생각됩니다. 




 과연 기존의 함포를 대신해서 줌왈트 급에 탑재될 것인지 결론이 꽤 궁금하네요. 사진은 적당한 게 없어 웰페이퍼 한 장으로 대체합니다.