[헤럴드경제=이정아 기자] 인공지능(AI) 컴퓨터 시대를 맞이하고 있는 시대에 필요한 기술은 뇌의 구조를 하드웨어적으로 모방한 ‘신경망 컴퓨터‘ 기술이다. 그런데 기존의 반도체 기반의 트랜지스터 기술은 속도, 집적도, 소비전력 및 열적 한계를 가지고 있다. 인간의 두뇌를 이루는 뉴런처럼 외부 환경에 적응해 스스로 학습하고 진화할 수 있는 새로운 개념의 컴퓨터 신소재와 메모리 소자가 필요한 이유다.

서강대학교 물리학과 이기진 교수와 이한주 박사는 7년 동안의 연구 기간을 통해 기존의 전기전류 신호에 의해 구동되는 반도체 트랜지스터가 아닌 마이크로파에 의해 구동되는 현상을 발견했다고 15일 밝혔다. 

[사진설명=입력한 마이크로파 신호에 따라 자기구역의 형태 변화한다.]

이는 외부 마이크로파 신호인 주파수, 진폭, 진행방향를 기억하고 학습해 스스로 진화하는 메모리 현상을 가진 강자성 물질을 발견한 것으로, 연구팀은 이 효과를 ‘멤피던스’(wave memory impedance) 효과라고 설명했다.

연구팀이 발견한 신 메모리 소자는 마이크로파를 이용한 컴퓨터로서 인간 뇌의 기능을 수행할 수 있는 소자다. 최소한의 에너지를 소비하고, 온도로 인한 문제가 없이 정보처리 속도는 빛의 속도로 구동이 가능한 수준의 AI용 컴퓨터 메모리 소자를 개발하는 데 적용될 것으로 기대된다.

개발된 신 메모리 소자는 뇌신경을 구성하는 뉴런과 가장 흡사한 전자소자이기 때문에 인공지능 분야 및 뇌과학 분야에서 주목받을 것으로 기대된다. 뇌신경을 구성하는 뉴런의 유사성을 활용해 인간의 뇌신경을 재현하고 스스로 학습하는 인공지능을 만들 수 있을 가능성이 있기 때문이다.

[사진설명=마이크로파 주파수에 따라 메모리 특성 변화 이미지]

연구 성과는 세계적 과학 학술지인 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈’에 14일에 게재됐다.

이 연구는 교육부와 한국연구재단이 지원하는 이공학개인기초연구지원사업의 일환으로 새로운 아이디어나 실패 위험이 높은 고위험 연구에 지원하는 SGER(Small Grant for Exploratory Research) 제도 지원을 통해 진행됐다.

이 교수는 “이 메모리 특성을 이용해 인간의 뇌 구조를 모방한 신경망 컴퓨터를 개발할 수 있는 가능성을 열었다”고 말했다.

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