가위바위보 이기는 로봇손…'인공 뇌' 반도체 개발

[앵커]

인간의 뇌는 인공지능 반도체보다 최대 1억 배 적은 에너지를 사용해 기억하고 판단하고 움직인다고 합니다.

뇌가 그만큼 효율이 높다는 얘기인데, 국내 연구진이 사람의 뇌를 모방한 반도체를 만들어 로봇손에 적용해 가위바위보 게임에서 이기는 데 성공했습니다.

김은별 기자입니다.

[기자]

가위바위보 게임 프로그램에 '보자기'라는 정보를 입력하자,

로봇손이 '보자기'를 이기기 위해 손가락을 접어 '가위' 모양을 만듭니다.

인간의 뇌 구조를 모사해 전력을 대폭 줄인 '뉴로모픽 반도체'입니다.

인간의 뇌는 정보 전달을 하는 세포인 '뉴런'이 '시냅스'라는 연결 고리를 통해 정보를 처리하고 저장합니다.

이를 모방하려면 반도체에서 '시냅스' 역할을 하는 부품은 기억 저장을 위해 전기 경로의 상태를 계속 유지해야 합니다.

또 '뉴런' 부품은 신호를 발생시키는 역할인 만큼 일정 크기 이상의 전압이 들어오면 순간적으로 전기 신호를 냈다가 다시 원래 상태로 돌아와야 합니다.

서로 다른 역할의 두 핵심 부품을 구현하기 위해서는 각기 다른 재료가 필요했지만, 연구팀은 한 가지 재료로 이를 모두 구현했습니다.

온도에 따라 전기적 성질이 달라지는 '바나듐 산화물'입니다.

500도 이상의 열을 가하면 이 '바나듐 산화물' 만으로 뉴런과 시냅스 소자를 동시에 구현할 수 있습니다.

[박 관 영 / 고려대 KU-KIST융합대학원 연구원 : "하부에는 나노 다공성 층을 만들어 장기 기억하는 특성을 만들게 되었고 상부층의 치밀한 박막을 사용을 해서 휘발성으로 신호를 내는 뉴런의 특성을 구현을 하게 되었습니다." ]

연구팀은 이렇게 만들어진 뉴로모픽 반도체로 가위바위보 실험을 한 결과 약 98%의 정확도를 보였다고 설명했습니다.

특히 피지컬 AI의 제조 공정에 이번 기술이 효율성을 높일 것으로 기대했습니다.

[왕 건 욱 / 고려대 KU-KIST융합대학원 교수 : "(피지컬 AI를) 뉴로모픽 반도체로 구현하기 위해서는 여러 가지 소자들이 필요합니다. / 하나의 소자 플랫폼으로 두 가지 기능을 할 수 있기 때문에 공정의 난이도와 그리고 하드웨어의 복잡성이 매우 단순해질 수가 있고 …."]

이번 연구는 재료과학 분야 국제 학술지 '어드벤스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 게재됐습니다.

YTN 사이언스 김은별입니다.



YTN 사이언스 김은별 (kimeb0124@ytn.co.kr)