동국대 이세준 교수팀, 외부전원 없이 기계적 촉각 에너지로 스스로 학습하는 AI 전자소자 개발

동국대학교는 시스템반도체학부 연구팀이 사람의 신경 시냅스처럼 스스로 학습하고 기억하며 인지된 정보를 스스로 추론할 수 있는 '차세대 인공지능(AI) 웨어러블 전자소자'를 개발했다고 19일 밝혔다.

이번 연구는 촉각 신호와 같이 생체에서 발생할 수 있는 기계적 에너지를 이용해 스스로 학습하는 AI 전자소자라는 새로운 접근을 제시해 주목된다.

연구팀이 개발한 AI 소자는 기계적 움직임에서 발생하는 에너지를 전기 신호로 변환해 외부 전원 공급 없이도 동작한다. 동시에 사람의 신경 시냅스처럼 스스로 외부 신호를 감지-학습-인지-추론-판단하는 기능을 갖는다. 사람의 피부가 촉각을 감지하듯이, 외부 접촉이나 움직임으로부터 발생한 에너지를 활용해 스스로 촉각 정보를 감지-학습-인지-추론-판단할 수 있다.

특히 이번 기술은 배터리 없이 작동할 수 있는 자가발전 웨어러블 AI 전자소자로 주목받는다. 개발된 AI 소자는 사람의 기억 과정과 유사하게 정보를 단계적으로 저장하고 학습하는 특성을 보였다.

연구팀은 "인간의 신경 시스템을 모방한 '뉴로모픽 AI 기술'로의 활용 가능성을 제시했을 뿐 아니라, 사람의 움직임을 구분하는 '웨어러블 AI 센서로의 응용 가능성'을 보여준 것"이라고 설명했다.

연구팀은 향후 이 기술이 웨어러블 AI 기기, 전자피부, 차세대 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다.

이세준 교수는 "이번 연구는 사람의 감각과 학습 기능을 동시에 모방할 수 있다. 특히 배터리 없이 작동하는 차세대 뉴로모픽 기술을 제시한 것"이라며 "향후 배터리 없이 작동하는 생체신호 구동형 스마트 헬스케어 기기 등의 개발에 중요한 기반이 될 것"이라고 했다.

이번 연구 논문은 재료·나노과학 분야 세계 최상위 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials·첨단 소재)'에 지난 9일 온라인 게재됐다. 조한성 석사과정생이 제1저자, 이세준·이영민 교수가 공동 교신저자로 각각 참여했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 핵심연구와 교육부 4단계 두뇌한국(BK)21 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.