KIST, 뇌신경세포망 모사 인공섬유소자 개발

[테크월드뉴스=서유덕 기자] 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 임정아, 주현수 박사 연구팀이 뉴런과 유사한 형태와 기능을 갖고, 뇌의 신경세포망과 같은 기능을 구현할 수 있는 인공신경섬유 소자 개발에 성공했다고 3일 밝혔다.

컴퓨터 연산을 뇌와 같은 방식으로 처리하기 위해서는 뇌의 뉴런과 시냅스 역할을 할 수 있는 소자가 필요하다. 그러나, 이전까지는 뉴런이나 시냅스 동작에 대한 소자를 개별적으로 연구·개발해왔다.

KIST 연구진은 두 가지 동작 특성을 모두 갖는 개별 소자인 인공신경섬유를 개발해 이전 연구의 한계를 넘어섰다. KIST 광전소재연구단이 개발한 인공섬유소자를 연결하면 신경망 네트워크 시스템을 비교적 간단하게 제작할 수 있다.

뇌의 신경세포는 끝이 여러 가닥으로 갈라져 여러 자극을 한 번에 받아들일 수 있는 섬유 구조를 갖고, 전기자극에 의한 이온의 이동으로 신호전달이 이뤄진다. 연구진은 2019년 개발한 섬유형 트랜지스터 소자를 활용, 뇌신경세포와 유사한 구조로 인공신경섬유를 만들어냈다. 이어, 연구팀은 개발한 인공신경섬유를 엮어 100개 시냅스로 구성된 인공신경망을 제작했으며, 안정적인 소자 특성을 확인했다. 제작된 인공신경섬유 소자들을 이용해 음성인식 학습을 진행 시킨 결과 88.9%의 인식률을 달성했다.

연구개발을 주도한 주현수, 임정아 박사는 “개발된 인공신경섬유 소자는 실제 뇌신경망과 유사한 대규모, 저전력(~2pJ/신호), 고신뢰성 인공신경망을 실현할 수 있는 원천기술”이라며, ”인공신경섬유소자의 유연한 특성을 바탕으로, 인공지능 반도체 소자가 웨어러블, 로보틱스 등에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘Advanced Materials’에 게재됐다.