박정열 敎授 硏究팀이 開發한 流體 基盤 컴퓨팅 素子의 모습을 나타낸 그림이다. 西江大 提供
國內 硏究팀이 液體를 基盤으로 한 '뉴로모픽' 컴퓨팅 素子를 開發했다. 뉴로모픽 컴퓨팅은 腦의 構造를 모사하고 作動 原理를 컴퓨팅 시스템에 使用하는 分野다. 旣存 컴퓨팅 素子의 痼疾的인 問題였던 '發熱'을 根本的으로 解決할 수 있다는 展望이 나온다.
서강대는 25日 박정열 機械工學科 敎授 硏究팀이 르네 半 로이 네덜란드 위트레흐트大 理論物理學科 敎授 硏究팀과 물과 이온을 基盤으로 하는 무發熱 뉴로모픽 素材를 開發했다고 밝혔다.
固體 素子를 基盤으로 한 旣存 컴퓨팅 시스템은 데이터處理, 推論 等 性能面에서 優秀하지만 發熱量과 에너지 消耗量이 높다는 問題가 있다. 最近 人工知能(AI)의 發達로 데이터 需要가 增加하며 發熱 問題 解決이 더욱 重要해졌다. 이를 위해 學界에서 서버나 素子를 바닷물이나 非전도성 流體에 담그는 '液浸冷却方式'을 考案하기도 했다.
硏究팀은 생각을 轉換했다. 發熱 問題를 根本的으로 겪지 않도록 컴퓨팅 小子 自體를 流體 基盤으로 만들기로 한 것이다. 우리 몸의 神經細胞 作動 原理에 着眼했다. 神經細胞에서 '이온'이 채널을 통해 細胞膜 內部와 外部를 移動할 때 信號가 發生하고 傳達된다.
硏究팀은 '나노粒子 自己 組立火', '소프트 리소그래피'를 利用해 素子의 마이크로 채널 內에 非對稱形 이온 다이오드 素子를 具現해 流體 基盤의 컴퓨팅 素子를 開發했다. 소프트 리소그래피란 極히 微細하고 複雜한 電子回路를 半導體 基板에 그려 集積回路를 만드는 技術이다.
素子의 채널은 이온과 液體로 채워져 있다. 電氣 衝擊을 받으면 液體 內의 이온이 채널을 通해 移動하며 信號를 傳達한다. 衝擊의 强度나 時間에 따라 信號의 强度가 달라진다. 硏究팀에 따르면 單純한 2進法이 아닌 여러 種類의 信號를 活用한 竝列的 學習과 推論이 可能하다.
朴 敎授는 " 流體 基盤의 뉴로모픽 컴퓨팅 技術은 腦 神經細胞의 環境 및 作動原理를 가장 가깝게 模寫할 수 있는 시스템이다"라며 ”腦-컴퓨터 인터페이스(BCI) 및 生體 揷入型 바이오 센서 分野에도 活用이 可能하다“라고 말했다.
