인간의 뇌를 본떠 전력 소모는 줄이고 신호 전달 능력은 높일 수 있는 반도체 칩이 나왔다.

8일 한국연구재단은 포항공대 이장식 교수 연구팀이 빛에 의해 신호 세기가 조절되는 뉴로모픽 칩을 구현했다고 밝혔다.

뉴로모픽 칩은 뇌 신경 구조를 모방해 사람의 사고 과정과 비슷한 방식으로 정보를 처리하도록 고안한 반도체다.

▲ 광 시냅스 소자의 광 반응성(a)과 시냅스에서 신경전달물질 반응성(b) 모식도

대량의 정보를 처리하면서도 소비 전력을 최소화할 수 있어 차세대 정보처리 기술로 주목받고 있다.

뉴로모픽 칩 중 특히 빛에 따라 전류의 흐름이 조절되는 광 시냅스 소자는 동작 속도는 빠르면서도 소비 전력이 낮다는 장점이 있다.

하지만 광 반응성을 제어하기가 까다로워 뇌의 '시냅스 가소성'(synaptic plasticity·신경세포 간 정보 전달이 이뤄지는 부위인 시냅스에서 외부 자극에 대응해 신호를 유연하게 바꿔 전달하는 과정)을 모사하기 어려웠다.

연구팀은 신경세포끼리 신경전달물질이 분비되면서 전기적 신호를 전달하는 것처럼, 빛에 의해 생성된 전자가 빛이 사라지면서 다시 결합하는 방식으로 전류의 세기를 바꾸면서 정보를 처리할 수 있는 광 시냅스 소자를 개발했다.

개발된 소자는 신호 전달 능력인 시냅스 가중치 변화가 20배 이상 높다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 지난달 13일 자에 실렸다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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