우리 연구진이 실리콘 기반으로 초소형 진동 신경망을 구축, 컴퓨팅 난제를 해결했다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 최양규 전기 및 전자공학부 교수팀이 실리콘 바이리스터 소자로 생물학적 뉴런 상호작용을 모방한 뉴로모픽 진동 신경망을 개발했다고 3일 밝혔다.
진동 신경망은 뉴런 상호작용을 모방한 인공 신경망이다. 신호 크기가 아닌 진동을 이용, 연산을 수행한다. 소모 전력 면에서 이점이 있다.
연구팀은 실리콘 기반 진동자로 진동 신경망을 개발했다. 축전기로 두 개 이상 실리콘 진동자를 연결하면, 각각 진동 신호가 상호작용해 시간이 경과하면서 동기화 된다.
연구팀은 진동 신경망으로 영상 처리에 사용되는 '경계선 인식' 기능을 구현, 난제 중 하나인 '그래프 색칠 문제'를 해결했다.
이 문제는 그래프의 각 정점에 서로 다른 색을 할당하는 색깔 구분 문제다. 방송국 주파수가 겹쳐 난시청 지역이 발생하지 않도록 주파수를 할당하는 문제 등 다방면에 응용된다.
연구팀은 이 기술이 복잡한 회로나 기존 반도체 공정, 호환성이 낮은 소재 및 구조가 필요치 않아 양산에 바로 적용 가능하다고 밝혔다.
연구를 주도한 윤성윤 KAIST 박사과정, 한준규 서강대 교수는 “개발한 진동 신경망은 신약 개발, 반도체 회로 설계 및 스케줄링 등에 유용하게 사용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
윤성윤 박사과정과 한준규 교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 '나노 레터스'에 3월 24권 9호에 출됐고, 추가 표지 논문으로 선정됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업 및 국가반도체연구실지원핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
