함돈희 석좌교수 “뇌 기초 연구, 미래 컴퓨팅 설계의 토대될 것”

최종현학술원 개최 특별강연 “뉴로모픽 반도체에 영감줄 것”

함돈희 하버드대 석좌교수가 지난 28일 서울 강남구 한국고등교육재단 빌딩에서 열린 특별강연에서 발언하고 있다.최종현학술원 제공

“인간의 뇌를 이해하는 기초 연구가 미래 컴퓨팅 패러다임 설계의 토대가 될 겁니다.”

뉴로모픽 컴퓨팅 분야의 세계적 권위자인 함돈희 하버드대 공학·응용과학부 석좌교수는 지난 28일 서울 강남구 한국고등교육재단에서 최종현학술원이 개최한 특별강연에서 신경과학 분야와 반도체 공학 융합이 지닌 시사점에 대해 이렇게 설명했다.

‘한국인 최연소 하버드대 교수’로 화제를 모았던 함 교수는 2024년 삼성전자의 싱크탱크 역할을 맡은 SAIT(옛 삼성종합기술원)의 부원장을 역임한 바 있다.

함 교수는 인간 뇌의 정보처리 과정을 규명함과 동시에 차세대 컴퓨팅 기술 개발의 발판이 될 연구 성과를 소개했다. 이날 강연의 핵심은 반도체칩을 이용해 수천개 뉴런 내부에서 발생하는 전기 신호를 동시에 측정하는 시스템인 ‘iMEA’였다.

함 교수 연구팀이 14년 연구 끝에 구현한 iMEA는 반도체 기반 신경 신호 측정 플랫폼으로 1밀리볼트(mV) 수준의 미세신호까지 감지하는 정밀도와 수천개 뉴런을 한 번에 측정할 수 있는 대규모 분석 능력을 모두 탑재했다. 이는 신경과학 분야의 오랜 과제였던 정밀 측정과 대규모 관측 간의 딜레마를 극복한 것은 물론, 인간 뇌의 정보처리 과정을 본떠 효율을 높이는 뉴로모픽 반도체 개발에도 새로운 가능성을 열었다는 평가를 받는다.

연구팀은 iMEA를 활용해 뉴런이 정보를 전달하는 과정에서 발생하는 미세 신호인 시냅스후전위(PSP)를 대량으로 동시에 측정하는 데 성공했다. 또 하나의 칩에서 배양된 수천개 뉴런의 활동을 분석해 7만개 규모의 기능적 시냅스 연결 지도를 재구성해 뇌의 정보 처리 과정을 보다 정밀하게 분석하는 토대를 구축했다.

함 교수는 “컴퓨터는 기억과 연산장치가 분리돼 있지만 뇌는 동시에 이뤄진다”며 “뇌의 학습과 기억 매커니즘을 이해하는 것은 향후 뉴로모픽 반도체 설계에 중요한 영감을 제공할 것”이라고 말했다.

최종현학술원은 고(故) 최종현 SK그룹 선대회장의 뜻을 기려 설립된 비영리 공익재단으로, 최태원 회장이 이사장을 맡고 있다.

이주은 기자 juny@kmib.co.kr

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