KAIST, 인간 뇌 뉴런·시냅스 동시 구동 모사 메모리 구현

"한번 배운 내용 더 빨리 재학습…뇌 역설계 연구에 도움"

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 이건재 교수팀이 100㎚(나노미터) 두께 단일 소자에서 인간 뇌의 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 메모리를 개발했다고 23일 밝혔다.

뉴런은 신경계를 이루는 기본적인 단위세포이고, 시냅스는 뉴런 간 접합 부위를 뜻한다. 1천억개 뉴런과 100조개 시냅스의 복잡한 네트워크로 구성된 인간 뇌는 그 기능과 구조가 고정된 것이 아니라 외부 환경에 따라서 유연하게 변한다.

뉴로모픽 소자는 뉴런·시냅스 특성을 모사해 기존 컴퓨터로는 구현할 수 없는 인간 뇌의 고도 인지 기능을 실현하는 데 가장 큰 목적을 둔다.

지금까지 뉴로모픽 컴퓨팅 구현을 위해 시모스(CMOS·상보성 금속 산화막 반도체) 집적회로와 비휘발성 메모리 등을 이용한 연구들이 진행됐으나, 뉴런과 시냅스 기능을 분리해 모사하는 데 그쳤다.

연구팀은 휘발성 소자로 뉴런을, 비휘발성 상변화 메모리 소자로 시냅스를 모사해 단기·장기 기억이 공존하는 단일 뉴로모픽 소자를 개발했다.

이건재 교수는 “인간은 뉴런과 시냅스의 상호작용을 통해 기억·학습·인지 기능을 발현하기 때문에 둘 모두를 통합 모사하는 것이 인공지능에 있어 필수”라며 “한 번 배운 내용을 더 빨리 학습하는 재학습 효과를 구현해 인공지능뿐만 아니라 뇌를 역설계하는 연구에도 도움이 될 것”이라고 말했다.

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