함돈희 미 하버드대 교수 "뇌를 이해하면 미래 컴퓨팅 패러다임 설계 가능"

뉴로모픽 컴퓨팅 연구 전문가
최종현학술원 초청 특별강연

함돈희 미국 하버드대 공학·응용과학부 석좌교수가 5월 28일 서울 강남구 한국고등교육재단 빌딩에서 열린 최종현학술원 초청 특별강연에 나와 강연하고 있다. 최종현학술원 제공

최종현학술원이 뉴로모픽 컴퓨팅 연구자인 함돈희 미국 하버드대 공학·응용과학부 석좌교수를 초청해 특별강연을 진행했다고 1일 밝혔다. 지난달 28일 서울 강남구 한국고등교육재단빌딩에서 열린 강연에 나온 함 교수는 효율 높은 차세대 반도체 설계에 활용될 최신 기술을 소개했다.

현재 인공지능(AI) 시스템은 대규모 연산을 위해 막대한 전력을 쓰지만, 인간 뇌는 약 20와트(W) 에너지로 연산과 기억을 수행하는 고효율 정보 처리가 가능하다. 컴퓨터나 반도체의 한계를 뛰어넘기 위해 뇌의 작동 원리를 이해하고 적용한다는 개념이 바로 뉴로모픽이다.

함 교수는 10여 년간 개발해온 신경세포 전기신호 측정 플랫폼(iMEA)이 뉴로모픽 반도체의 현실화 가능성을 높일 것으로 예상했다. 이는 칩 하나에 전극 4,000개를 집적해 신경세포 내부에서 발생하는 여러 전기신호를 동시에 측정할 수 있는 시스템이다.

신경과학 분야에선 '정밀도와 규모의 딜레마'가 난제로 꼽혀왔다. 세포 내부 전기신호는 소수의 신경세포에서만 정밀 측정이 가능했고, 수천 개 신경세포 신호를 동시 분석하려면 신호가 세포 외부에 있어야 했기 때문이다. 함 교수 연구팀은 iMEA에서 반도체 칩 위에 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 크기의 '홀 구조' 전극을 구현하는 방식으로 이 한계를 극복했다. 쥐 신경세포 실험에서 실제 신호 확보에도 성공했다고 함 교수는 설명했다.

그는 "현재 컴퓨터는 연산장치와 기억장치가 분리돼 있지만, 뇌는 기억과 연산이 하나의 네트워크 안에서 동시에 이뤄진다"며 "뇌 작동 원리를 이해하는 것은 신경과학을 넘어 미래 컴퓨팅 패러다임 설계와 직결된다"고 했다.

손현성 기자 hshs@hankookilbo.com