국내 연구진이 초소형·초저전력 인공지능(AI) 시냅스 소자를 개발했다. 

박배호 건국대 물리학과 교수팀은 강유전체 분극 전환과 금속이온 이동을 통해 인간의 뇌와 비슷한 크기로 인공지능을 만들고 에너지 소모도 매우 적은 시냅스 소자를 제작하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 

이번에 개발된 소자는 인간의 뇌처럼 스스로 선택해 학습할 수 있는 인공지능을 위한 핵심 기술로 평가된다. 

시냅스 소자는 인간 뇌의 뉴련과 뉴런, 뉴런과 다른 세포의 접합부위인 시냅스의 생물학적 기능을 모방한 소자다. 인간의 뇌에는 약 1000조개의 시냅스가 있어 기억, 학습, 판단 기능을 하는데 10와트 가량의 전력만 소모할 정도로 에너지 효율이 높은 것으로 알려졌다. 

연구팀은 4나노미터 두께의 강유전체 초박막을 금속이온 이동을 위한 선택적 전해질로 사용해 간단한 구조의 시냅스 소자를 제작했다. 두께가 기존의 1/2~1/20정도로 얇아 동일한 면적에 많은 소자를 포함할 수 있고 에너지 소비량도 매우 적다. 

인간의 뇌와 비슷한 스스로 선택하고 학습 및 기억할 수 있는 기능을 갖췄다고 연구팀은 설명했다. 

또 강유전체 분국 방향이 하부 전극을 향하면 학습 기능이 활성화되고, 상부 전극을 향하면 뇌 학습 기능이 정지되는 등 강유전체 분극 방향을 제어함으로써 시냅스 기능을 강화할 수 있다. 

박 교수는 "인간의 뇌 크기만한 인공지능 하드웨어로 응용할 수 있는 자가 선택적 학습제어가 가능한 초저전력, 고집적 시냅스 소자를 개발한 것으로 향후 인간의 뇌신경을 모방한 시스템 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다. 

이 연구결과는 국제 학술지 '나노레터스(지난달 25일자)'에 실렸으며, 연구재단의 리더연구자지원사업의 지원을 받아 연구가 수행됐다.