[IT 소식] 인간 두뇌처럼 인지·학습하고 추론···'인공뉴런 소자'개발

인간 두뇌처럼 인지·학습하고 추론···'인공뉴런 소자'개발

KIST, 인-센서 컴퓨팅 실용화 기여 '인공 뉴런 소자' 선보여
센서-AI 결합 차세대 인공지능 개발 기대

KIST 연구진이 인간 두뇌처럼 효율적인 정보처리가 가능한 인공뉴런 소자를 개발하는데 성공했다. 생명·안전과 관련된 다양한 사회 문제 해결 기여가 기대된다.[사진=KIST]

국내 연구진이 인간 두뇌처럼 효율적인 정보처리가 가능한  '인공뉴런 소자'를 개발하는데 성공했다. 차세대 인공지능 기술로 자연 상태의 저전력·고효율 컴퓨터라 할 수 있는 인간 신경계의 정보처리 메커니즘을 모방하는 '인-센서 컴퓨팅' 실용화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 

KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 이수연 인공뇌융합연구단 박사팀이 '인공뉴런 소자'를 개발했다고 6일 밝혔다. 

뉴런은 눈·코·입·귀·피부 등의 감각기관이 받아들이는 방대한 외부 자극을 일차적으로 스파이크(spike) 형태의 정보로 정제해 두뇌가 인지·학습·추론·예측·판단 등의 복잡한 작업을 적은 에너지로도 신속하게 통합 수행할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 한다.

연구팀은 입력되는 신호가 특정 세기를 넘어설 때 스파이크 신호를 발생시키는 뉴런의 동작을 흉내 낼 수 있는 소자를 구현하고 뉴런 거동을 모사하기 위해 스위칭 전압을 제어할 수 있는 3단자 OTS(Ovonic Threshold Switch) 소자를 개발했다. 3단자 OTS 소자의 제3 전극에 외부 자극을 전압으로 변환하는 센서를 연결함으로써 외부 자극에 따라 스파이크 신호의 형태가 달라지는 감각 뉴런 소자를 구현할 수 있었다.

연구진은 3단자 OTS 소자를 광전 변환 센서와 연결해 인체 감각기관의 정보처리 방식을 흉내 내는 인공시각 뉴런소자를 구현하는데도 성공했다. 또 인공 시각 뉴런 소자를 두뇌의 시각 중추를 모사한 인공 신경망과 연결해 폐의 X-ray 이미지 학습을 통해 86.5%의 정확도로 코로나19와 바이러스성 폐렴을 구별할 수 있음을 보였다.

이수연 단장은 "이번에 개발한 인공감각 뉴런소자는 기존 센서와 연결하여 시각, 촉각 등 다양한 감각 뉴런소자를 구현할 수 있는 플랫폼 기술로, 인-센서 컴퓨팅 기술 분야에서 매우 중요한 기술"이라며 "검사와 동시에 진단이 가능한 의료영상 진단시스템 개발, 맥박이나 혈압의 시계열 패턴 분석을 통한 급성 심장질환의 예측, 가청 주파수 바깥의 진동을 감지해 건축물 붕괴 사고나 지진, 쓰나미 등을 예방하는 초감각의 구현 등 특히 생명·안전과 관련된 다양한 사회 문제 해결에 많은 기여를 할 것"으로 기대했다. 

연구내용은 Nano Letters 최신호에 게재됐다. 

김지영 기자 orghs12345@hellodd.com

원문 : https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=96146