연세대 연구팀, 인간 반응 모사하는 인공 신경계 시스템 개발

국제학술지 '사이언스 어드밴시스' 최신호에 게재

조정호 연세대학교 화공생명공학과 교수(맨 왼쪽) 연구팀이 인간의 의식적 반응을 모사하는 인공 신경계 시스템 개발에 성공했다.(연세대학교 제공)© 뉴스1

(서울=뉴스1) 장지훈 기자 = 연세대학교는 조정호 화공생명공학과 교수팀이 인간의 의식적 반응을 모사하는 인공 신경계 시스템을 처음으로 개발했다고 12일 밝혔다.

조 교수팀은 과학기술정보통신부가 주관하는 미래소재디스커버리 사업 지원을 받아 인공지능(AI) 반도체 소자를 활용해 인간의 신호전달 시스템을 모사하는 연구를 진행했다.

인간은 다양한 자극을 인지하고 이에 대응하는 정교한 반응 시스템을 가지고 있는데 무릎 반사 등 무의식적 반응과 떨어지는 물건을 잡는 것과 같은 의식적 반응으로 나뉜다. 반복 학습을 통해 자극에 대한 반응 속도가 빨라지도록 강화할 수 있다.

조 교수팀은 AI 반도체 소자를 기반으로 인간의 망막으로 들어온 신호에 대한 의식적인 반응을 모사하는 연구를 수행했다. 시각 정보처리에 필요한 망막·시냅스·뉴런·근육 등을 각각 양자점·광검출기·유지형 전기 이중층 트랜지스터·상보성 금속 산화물 반도체 기반 뉴런회로 및 로봇 손 등으로 대체하는 것이 골자다.

조 교수팀은 인체의 자극 수용 시스템과 매우 유사한 인공신경 시스템을 구현해 외부자극에 대한 의식적인 반응을 가능하게 했다. AI 반도체 소자의 학습 및 데이터 처리 능력을 활용해 반복적인 빛 신호에 대한 로봇 손의 반응 속도를 제어하는 데 성공했다.

이번 연구 결과는 인간의 생체신호 전달 체계를 인공적으로 유사하게 구현했다는 데에서 나아가 AI 반도체 소자의 학습 및 데이터 처리 능력을 통해 의식적 반응을 모사했다는 점에서 주목된다. AI 반도체 소자와 인공 신체기관을 융합하는 헬스케어 및 소프트 로봇 기술의 가능성을 열었다는 평가가 나온다.

조 교수는 "이번 연구는 기존의 단순한 자극 전달 및 무의식적 반응을 모사한 자극-반응 시스템의 한계를 극복한 연구로 전자소자를 이용한 생체모사 연구가 단위 소자의 영역에서 벗어나 인간의 신경시스템을 모사하는 연구로의 발전 방향을 제시한 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 최신호에 게재됐다.

hunhun@news1.kr