전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 자동차

속보

더보기

'진짜 인간 뇌처럼' 고신뢰성 인공 시냅스 소자 개발

기사입력 : 2018년08월27일 12:15

최종수정 : 2018년08월27일 12:15

DGIST 연구성과..기억의 생성, 저장, 삭제 과정 실험 성공
뉴로모픽 시스템 AI, 두뇌 모방형 지능형반도체 활용 기대

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 시냅스는 인간의 뇌에서 기억을 담당하는 뉴런(신경세포)과 뉴런이 신경 흥분 신호를 주고받을 수 있도록 축색돌기와 수상돌기가 만나는 부분으로 뇌 속에 수십조에서 수백조개가 있는 것으로 알려져 있다. 

뇌에서 정보를 전달하는 이런 화학적 시냅스 정보 전달 시스템은 매우 적은 에너지로도 고도의 병렬 연산을 처리할 수 있어 시냅스의 생물학적 기능을 모방한 소자인 인공 시냅스 소자에 대한 연구가 세계적으로 진행되고 있다. 

27일 DGIST(대구경북과학기술원)에 따르면 이 대학 지능형소자융합연구실 이명재 실장 연구팀은 서울대 박경수, 중앙대 박성규, POSTECH 황현상 교수팀과의 공동연구를 통해 전이금속 물질인 탄탈옥사이드를 이용해 다중치를 갖는 고신뢰성 인공 시냅스 소자를 개발했다. 

[그림] 연구팀이 개발한 탄탈옥사이드 기반 인공 시냅스 소자 모식도 : 연구팀은 전이금속 물질인 탄탈옥사이드를 이용해 인공 시냅스 소자를 개발했다. 인공 시냅스 소자는 인간 뇌의 뉴런과 시냅스 연결 부위에서 시냅스 연결 강도를 조절해 기억의 생성, 저장, 삭제에 이르는 일련의 과정인 시냅스 가소성을 구현할 수 있다. [자료=DGIST]

연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼스 & 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)’ 지난달 23일자 온라인판에 게재됐고 올 8월호 표지 논문으로도 게재될 예정이다. 

연구팀이 개발한 인공 시냅스 소자는 전기신호의 강도에 따라 탄탈옥사이드층의 저항값이 점진적으로 커지거나 작아지면서 뇌의 시냅스 기능을 모사한 전기적 시냅스 소자다. 

연구진은 이 소자의 일부에서만 전류 제어가 가능하도록 함으로써 기존 소자의 내구성 한계를 극복하는데 성공했다. 

또한 뉴런 간의 시냅스 연결 강도를 조절해 기억을 저장하는 장기강화작용, 기억을 지우는 장기억제작용 등 기억의 생성, 저장, 삭제 과정인 시냅스 가소성을 구현하는 실험도 성공했다. 

연구팀이 적용한 비휘발성 다중치의 데이터 저장방식은 인공 시냅스 소자 시스템 면적이 작고 회로 연결 복잡성이 덜하며 소모 전력을 1000분의 1 이상 줄일 수 있는 기술적 장점이 있다. 

아울러 연구팀이 개발한 새로운 개념의 고신뢰성 인공 시냅스 소자는 저전력 병렬 연산이 가능해 방대한 양의 빅데이터 정보처리를 위한 초절전 소자 혹은 회로로 사용할 수 있다. 

나아가 머신러닝과 딥러닝 등의 인공지능(AI) 개발, 두뇌 모방형 반도체와 같은 차세대 지능형반도체 소자 기술에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 

    DGIST 지능형소자융합연구실 이명재 실장 [사진=DGIST]

이명재 실장은 “이번 연구결과를 통해 기존 인공 시냅스 소자의 신뢰성을 확보하고 단점으로 지적된 부분을 개선했다”며 “뉴런의 기능을 모방한 회로를 만들어 인간의 뇌를 모사하는 뉴로모픽 시스템 인공지능 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] 日 여행객 'K-쌀' 사간다 [세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 일본 여행객이 한국을 방문, 한국 쌀을 직접 구매해 들고 나가는 사례가 급증하고 있다. 일본 내 쌀값이 고공행진을 이어가는 가운데 '밥맛 좋은 한국 쌀'이 대체제로 급부상하면서 벌어지는 현상이다. 3일 <뉴스핌>이 입수한 자료에 따르면, 올해 1월부터 6월까지 상반기 동안 일본 여행객이 한국에서 직접 구매해 일본으로 들고 간 국산 쌀은 3만3694kg로 집계됐다. 일본은 지난 2018년부터 휴대식물 반출 시 수출국 검역증을 의무화한 나라로, 병해충과 기생식물 등 식물위생 문제에 매우 엄격하다. 특히 쌀처럼 가공되지 않은 곡류는 검역 과정이 매우 까다롭다. 그럼에도 불구하고 일본 여행객들의 한국산 쌀 열풍은 지속됐다. 지난해 한 해 동안 일본 여행객이 반출한 국산 쌀은 1310kg에 불과했지만, 올해는 상반기에만 무려 25배 이상 급증했다. 같은 기간(2024년 1~6월)으로 비교하면 작년 106kg에서 올해 3만3694kg로 약 318배 증가한 셈이다. 농식품부 관계자는 "일본 여행객들의 '쌀 쇼핑'이 열풍을 불면서 관련 문의가 급증했다"며 "한국쌀이 일본쌀에 비해 맛과 품질이 뒤떨어지지 않는다는 인식이 생기면서 반출되는 양도 많아지고 있다"고 설명했다. 쌀을 화물로 탁송하는 사례도 동반 상승했다. 올해 상반기 기준 화물검역을 통해 일본으로 수출된 국산 쌀은 43만1020kg에 달한다. 지난해 화물 검역 실적이 1.2kg에 그쳤던 것과 비교하면 폭증 상태다. 업계에서는 이번 흐름이 국산 쌀에 대한 일시적 특수로 끝나지 않고 국내에서 정체된 쌀 소비의 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 내다보고 있다. 임정빈 서울대 농경제학과 교수는 "일본에서 쌀 가격이 두 배 이상 올랐으니 한국에 와서라도 쌀을 구매하는 여행객이 늘어난 것"이라고 짚었다. 이어 "다만 일본의 쌀 관세율이 매우 높기 때문에 한국 쌀의 가격만 보지는 않았을 것"이라며 "국산 쌀의 품질이 높기 때문에 이 부분에서도 합격점이 있을 것"이라고 평가했다. [영종도=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 11일 오전 인천국제공항 제1터미널에 중국발 여행객들이 입국하고 있다. 2023.03.11 pangbin@newspim.com 정부 역시 이같은 수요에 대응해 일본 관광객을 대상으로 검역제도 안내·홍보에 나서기로 했다. 현재는 농림축산검역본부를 통한 사전신청, 수출검역, 식물검역증 발급, 일본 통관까지 최소 3단계 이상이 요구된다. 다만 한국 쌀을 일본으로 반출할 때 한국에서 식물검역증을 발급받아야 한다는 사실을 모르는 일본 관광객이 일본에 돌아가 쌀을 폐기하는 일이 생기면서 홍보의 필요성이 대두됐다. 농식품부 고위 관계자는 "지난달 오사카 엑스포 현장 방문을 계기로 일본 농림수산성과 예방할 기회가 주어졌는데 그 자리에서 쌀 검역 문제가 논의됐다"며 "한국 정부는 일본 여행객이 애써 한국 쌀을 구매한 뒤 일본으로 돌아가 폐기하는 일이 없도록 제도 홍보에 만전을 기하겠다"고 전했다. plum@newspim.com 2025-07-03 11:10
사진
내란특검, 尹재판 증인 72명 신청 [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 12·3 비상계엄 관련 내란 사건을 수사 중인 조은석 특별검사팀이 윤석열 전 대통령의 내란 우두머리 혐의 재판에서 증인 72명을 추가 신청했다. 서울중앙지법 형사합의25부(재판장 지귀연)는 3일 내란우두머리·직권남용권리행사방해 혐의로 재판에 넘겨진 윤 전 대통령의 9차 공판기일을 열었다. 조은석 내란 특별검사. [사진=뉴스핌DB] 특검 측은 앞서 1차로 38명의 증인을 신청한 데 이어 이날 재판부에 증인 72명을 추가로 신청하겠다고 밝혔다.  재판부는 오는 10일 열릴 10차 공판에서는 이날 증인신문을 마치지 못한 고 전 처장에 이어 정성우 전 방첩사 1처장(준장), 김영권 방첩사 방첩부대장(대령)을 불러 신문할 예정이다. 정 전 처장은 여인형 전 방첩사령관으로부터 선관위 전산실 통제와 서버 확보를 지시받은 인물이며 김 부대장은 비상계엄 당일 곽종근 전 육군 특수전사령관이 윤 전 대통령으로부터 지시받을 당시 함께 합참 지휘통제실에 있었던 것으로 알려졌다.  한편 이날 재판에서 윤 전 대통령 측은 조은석 특검이 검찰로부터 사건을 이첩받은 절차가 위법해 무효라고 주장했으나, 특검은 "법과 상식에 비춰봤을 때 납득할 수 없는 주장"이라고 반박하며 신경전을 벌였다.  sykim@newspim.com 2025-07-03 20:47
안다쇼핑
Top으로 이동