국민대 최성진·세종대 김성호 교수 “지능형 시스템에 적용”
탄소나노튜브 기반의 신경세포모방소자 모식도와 소자 실제 사진.한국연구재단
한국연구재단은 국민대 최성진·세종대 김성호 교수팀이 뇌 신경세포처럼 작동하는 신경세포모방소자를 개발했다고 23일 밝혔다.
연구팀은 탄소나노튜브를 이용해 신경세포의 전기적 특성을 정밀하게 모사하며 안전성, 균일도, 신뢰성이 우수한 신경세포모방소자를 제작했다.
이 소자는 신경세포의 전기적 특성을 모사해 사람의 뇌처럼 아날로그 방식으로 정보를 처리하고 학습할 수 있다.
특히 고집적 회로 구현에 용이토록 소자의 구조를 3단자(3-terminal)로 개발해 소자 사이에서 발생할 수 있는 간섭현상을 원천적으로 제거했다.
또한 연구팀은 인간의 시각 이미지 처리 과정에서 인간 두뇌의 신경망에서 발생하는 전기적 신호의 흐름을 이해하고, 이를 모사하는 학습 알고리즘을 고안했다.
연구팀은 이 학습알고리즘과 신경세포모방소자 회로를 융합시켜 인공두뇌시스템을 완성했다.
연구팀은 인공두뇌시스템에 반복적으로 사람의 필기체 이미지를 학습시켜 프로그램 없이도 하드웨어 자체적으로 이미지를 구별하고 판단할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 검증했다.
김성호 교수는 “이 인공두뇌시스템은 알파고처럼 기존 컴퓨터에 새로운 소프트웨어를 탑재해 구현하는 것이 아닌 하드웨어 자체가 인간의 뇌처럼 동작하도록해 인공지능 기술의 또 다른 길을 연 것에 의미가 있다”며 “앞으로 스마트 로봇, 무인자동차, 사물인터넷(IoT) 등 지능형 시스템에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 2월 21일자에 게재됐다.
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