전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

KAIST, 통증 느끼는 뉴로모픽 반도체 소자 최초 개발…로봇 피부 적용 기대

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

생물학적 감각신경제 특성 모사 구현
보안·차세대 컴퓨팅 분야 활용 기대

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 국내 연구진이 반도체를 통해 통증을 느낄 수 있는 방법을 찾았다. 향후 휴머노이드 로봇의 피부에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST)는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 새로운 메모리 소자인 멤리스터를 사용해 통증자극 민감도 조절 기능을 갖는 뉴로모픽 통각수용체 소자를 최초로 개발·구현했다고 15일 밝혔다.

멤리스터(memristor)는 메모리(memory)와 저항(resistor)의 합성어로, 전류의 흐름에 따라 저항이 변화하는 전자 소자를 말한다.

흥분성 및 억제성 신경전달물질로 인한 통각수용체의 동작 모식도 [자료=한국과학기술원] 2023.11.15 biggerthanseoul@newspim.com

감각신경계의 핵심적인 역할 중 하나는 유해한 자극을 감지해 위험한 상황을 회피하는 것이다. 통각수용체는 자극이 민감도의 임계치를 넘으면 통증 신호를 발생해 인체가 자극에서 회피할 수 있도록 한다.

이를 위해 통각수용체의 신호 전달에는 통증 신호를 전달하는 흥분성 신경전달물질(Excitatory Neurotransmitter)과 외부 자극에 대한 임계치를 조절하는 억제성 신경전달물질(Inhibitory Neurotransmitter)이 관여하는 것으로 알려진다.

억제성 신경전달물질은 흥분 작용과 역균형을 이뤄 신경의 과도한 활성화를 방지하고, 다양한 외부 자극에 적절하게 반응하기 위한 핵심적인 역할을 가지게 된다.

김경민 교수 연구팀은 이중 전하 저장층 구조를 통해 외부에서의 자극에 대한 임계치를 조절할 수 있는 뉴로모픽 통각수용체 소자를 최초로 개발했다.

두 종류의 서로 다른 전하 저장층은 각각 전도성을 조절하는 흥분성 신경전달물질의 역할과 임계치를 조절하는 억제성 신경전달물질의 역할을 맡아 통각수용체의 필수적인 기능들인 통증 전달 특성(threshold triggering), 통증 완화(Relaxation), 통증 민감화(Sensitization) 등의 특성을 조절할 수 있다는 점이 확인됐다.

이는 신경계의 복잡한 기능을 신경계의 동작 원리를 모방해 단순한 구조의 전자 소자로 구현하는 새로운 방법을 제시했다는 데서 의미가 남다르다.

이 소자는 온도 자극에도 반응하는 온도수용체 특성을 나타냈다. 또 억제성 상태를 제어해 단일 소자가 고온 범위와 저온 범위를 모두 감지할 수 있는 가변적인 온도수용체 특성을 구현할 수 있었다.

이같은 통각수용체, 온도수용체 소자는 인간을 모방하는 휴머노이드 피부에 적용해 인간과 같은 방식으로 자극을 감지하는 센서로 활용될 수 있다. 

김경민 한국과기원 교수는 "이번 연구는 흥분성 및 억제성 신호 작용의 특성을 단일 소자에 구현해 간단한 반도체 기술로 복잡한 생물학적 감각신경계의 특성을 모사하는 새로운 방법론을 제시한 것"이라며 "임계치를 조절할 수 있는 특성은 감각신경계 모사뿐 아니라 임계 스위칭 특성을 활용하는 보안 소자나 차세대 컴퓨팅 소자에도 활용될 수 있을 것"이라고 전망했다.

이번 연구는 KAIST 신소재공학과 김근영 석박사통합과정 학생이 제1저자로 참여했으며, 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 10월 21일자 온라인에 게재됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
홍준표, 김부겸 지지 선언 [서울=뉴스핌] 신정인 기자 = 홍준표 전 대구시장이 차기 대구시장으로 김부겸 전 총리를 언급한 것과 관련 "후임 대구시장이 능력 있고 중앙정부와 타협이 되는 사람이 됐으면 좋겠다는 뜻"이라고 밝혔다. 홍 전 시장은 2일 오전 자신의 페이스북에 "부산은 스윙보터 지역이라 민주당이 가덕도 신공항도 해주고 해수부 이전도 해주지만 대구는 막무가내식 투표를 하니 민주당 정권이 도와주지도 않고 버린 자식 취급한다"며 이같이 말했다. 홍준표 전 대구시장. [사진=뉴스핌 DB] 이어 "대구 국회의원들은 당 때문에 당선된 사람들이지 자기 경쟁력으로 된 사람이 없다"며 "자치단체장은 행정가이지 싸움꾼이 아니다"라고 했다. 그러면서 "대구에 도움이 된다면 당을 떠나 정치꾼이 아니라 역량 있는 행정가를 뽑아야 한다"며 "민주당을 지지한 게 아니라 김부겸을 지지했다고 봐달라"고 강조했다. 앞서 홍 전 시장은 자신의 소통 플랫폼인 '청년의꿈'에서 김 전 총리에 대해 "TK 현안을 해결할 사람이 필요하다", "유연성 있고 여야 대립 속에서 항상 화합을 위해 노력했던 훌륭한 분"이라고 평가했다. 김 전 총리도 출마 선언 다음날인 지난 31일 MBC '뉴스외전'과 인터뷰에서 홍 전 시장을 언급한 바 있다. 당시 김 전 총리는 "적절한 시기에 전임 시장으로서 그분(홍 전 시장)이 하려고 했던 것, 또 부족했던 것, 그리고 막힌 것, 이런 것들을 저도 경험을 들어야 되니까 조만간 한번 찾아뵈려고 요청드릴 생각"이라고 했다. allpass@newspim.com 2026-04-02 09:36
사진
인니 동부 해상서 규모 7.4 지진 [서울=뉴스핌] 오영상 기자 = 인도네시아 동부 해상에서 규모 7.4의 지진이 발생해 인명 피해와 건물 파손 등 피해가 잇따르고 있다고 로이터통신이 보도했다. 당국은 쓰나미 경보를 발령하고 해안가 주민들에게 긴급 대피를 권고하며 상황 대응에 나섰다. 미국지질조사국(USGS)에 따르면 2일(현지시간) 오전 인도네시아 북말루쿠주 몰루카 해역에서 규모 7.4의 지진이 발생했다. 이번 지진은 당초 규모 7.8로 발표됐으나 이후 7.4로 하향 조정됐고, 진원 깊이도 약 10km에서 35km로 수정됐다. 진앙은 필리핀 해안에서 남쪽으로 약 580km, 말레이시아 사바주에서 약 1000km 떨어진 해역으로, 인도네시아 동부와 주변 해역에 광범위한 영향을 미친 것으로 분석된다. [사진=NHK 캡처] 이번 지진으로 북슬라웨시주의 주도 마나도에서는 건물 잔해가 떨어지면서 1명이 사망한 것으로 확인됐다. 현지 방송 메트로TV 등은 텔나테와 마나도 일대에서 다수의 건물이 파손되고 외벽이 붕괴되는 등 피해가 발생했다고 전했다. 여진도 이어지고 있다. USGS는 본진 이후 최대 규모 5.5에 달하는 여진이 여러 차례 관측됐다고 밝혔다. 추가 피해 가능성에 대한 우려도 커지고 있다. 지진 직후 인도네시아 기상기후지질청(BMKG)은 북말루쿠주와 북슬라웨시주 전역에 쓰나미 경보를 발령했다. 진앙 반경 1000km 이내에 위치한 인도네시아, 필리핀, 말레이시아 해안에서는 쓰나미 발생 가능성이 제기됐다. 미 태평양쓰나미경보센터(PTWC)는 한국과 일본, 대만, 필리핀, 괌 등지에서도 0.3m 미만의 해수면 변동이 나타날 수 있다고 경고했다. 인도네시아는 환태평양 조산대, 이른바 '불의 고리'에 위치해 있어 지진과 화산 활동이 빈번한 지역이다. 지진으로 건물 밖으로 피신한 사람들 [사진=로이터 뉴스핌] goldendog@newspim.com 2026-04-02 11:07
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동