뇌처럼 스스로 기억하고 반응하는 "반도체 뉴런"

하이커뮤니티매니져 0 7 01:14

첨부1.(왼쪽부터 시계방향)김경민 교수, 이민구, 김대희, 송한찬 박사, 고태욱, 최문구, 김은영. KAIST 제공

왼쪽부터 시계방향으로 김경민 교수, 이민구, 김대희, 송한찬 박사, 고태욱, 최문구, 김은영. KAIST 제공

국내 연구진이 사람의 뇌처럼 스스로 기억하고 반응 특성을 조절하는 차세대 반도체 소자를 개발했다. 뇌의 핵심 기능인 ‘내재적 가소성’을 반도체에 구현한 것이다. 초저전력 인공지능 하드웨어의 새로운 전환점으로 주목된다.

KAIST는 김경민 신소재공학과 교수 연구팀이 뉴런의 적응 능력을 모방한 ‘주파수 스위칭 뉴리스터(Neuristor)’를 세계 최초로 개발했다고 26일 밝혔다. 이 기술은 뉴런이 과거 활동을 기억해 스스로 반응 민감도를 조절하는 내재적 가소성을 반도체 소자로 구현한 성과다.

연구팀은 순간 반응 후 원래 상태로 돌아가는 ‘휘발성 모트 멤리스터’와 입력 신호를 장기간 기억하는 ‘비휘발성 멤리스터’를 결합해 뉴런의 발화 주파수를 자유롭게 조절하는 소자를 제작했다.

소자는 뉴런 스파이크 신호와 소자 저항 변화가 상호작용하며 자동으로 반응 특성을 바꾸는 방식으로 작동한다. 반복된 자극에는 둔감해지고 특정 훈련에는 더 민감해지는 뇌의 적응 메커니즘을 반도체로 흉내 낸 것이다.

실험 결과 ‘주파수 스위칭 뉴리스터’를 적용한 '희소 신경망'은 기존 대비 27.7% 적은 에너지로 동일한 성능을 구현했다. 일부 소자가 손상되더라도 네트워크가 스스로 재구성돼 성능을 회복하는 복원력도 입증됐다. 인공지능 시스템이 전력을 절감하면서도 안정적으로 작동하고 일부 회로에 문제가 생겨도 스스로 보완해 정상적으로 작동할 수 있음을 보여준 것이다.

김경민 교수는 “이번 연구는 뇌의 적응 능력을 단일 반도체 소자로 구현해 에너지 효율과 안정성을 크게 향상시킨 성과”라며 “엣지 컴퓨팅, 자율주행 등 장시간 안정성이 요구되는 차세대 인공지능 시스템의 핵심 기술로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈'에 18일 온라인 게재됐다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74262

Comments

가입코드 : a12345

종목별 팀순위

순위	팀	경기	승	무	패	승점
1	리버풀	19	12	6	1	42
2	아스널	18	12	4	2	40
3	애스턴 빌라	19	12	3	4	39
4	토트넘	18	11	3	4	36
5	맨시티	17	10	4	3	34
6	맨유	19	10	1	8	31
7	웨스트햄	18	9	3	6	30
8	뉴캐슬	19	9	2	8	29
9	브라이튼	18	7	6	5	27
10	본머스	18	7	4	7	25
11	첼시	18	6	4	8	22
12	울버햄튼	18	6	4	8	22
13	풀럼	19	6	3	10	21
14	브렌트포드	17	5	4	8	19
15	크리스탈 팰리스	18	4	6	8	18
16	노팅엄 포레스트	19	4	5	10	17
17	에버턴	18	8	2	8	16
18	루턴	18	4	3	11	15
19	번리	19	3	2	14	11
20	셰필드	19	2	3	14	9