"유해가스 유출 실시간 잡아낸다" 사람 코 못잖은 전자코 등장
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- KIST, 단일 전자소자로 외부 기체 자극 감지·기억
[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 사람 후각 성능을 모사한 전자코에 활용할 수 있는 인공후각 시냅스 전자소자를 개발했다. 한국과학기술연구원KIST은 강종윤, 윤정호 박사팀이 뉴로모픽 반도체 소자를 이용해 인간의 후각 신경 시스템과 유사하게 외부 기체 자극을 손쉽게 전기적인 신호로 변환하고 처리하는 전자소자를 개발했다고 밝혔다. 연구팀이 개발한 전자소자는 단일소자에서 외부 기체 자극을 전기적인 신호로 변환하고 이력을 저장할 수도 있다. 인간의 후각 시냅스는 외부 자극에 대한 정보를 변형해 다음 뉴런에게 전달한다. 이때 시냅스가 자극을 변형하는 정도를 ‘가중치’라 한다. 이를 모방하기 위해서는 외부 기체 자극에 대한 정보를 아날로그 방식으로 제어할 수 있어야 하는데, 지금까지 인공후각 분야에서 주로 연구하고 있는 산화물 반도체형 가스 센서로는 불가능했다. KIST 연구진은 멤리스터 소자에 산소 공공이 발생함에 따라 전기저항이 낮아지는 현상을 통해 인간의 후각 시냅스를 모사했다. 후각 시냅스가 외부 기체의 종류산화, 환원성 기체에 따라 반응이 달라지는 것을 이용해 산소 공공의 개수를 미세하게 조절함으로써 점진적으로 소자의 전도도를 변환시켜 인공후각 시냅스의 아날로그 특성을 모방한 것이다.
연구진은 개발한 인공후각 시냅스 소자를 어레이array 형태로 구성했을 때 가스 누출 지점으로부터의 거리에 따라 감응 특성이 달라지는 것을 통해 가스 누출의 특정 패턴을 감지하는 신경망 시뮬레이션을 수행했다. 개발된 뉴로모픽 인공후각 시냅스 소자는 최대 92.76%의 추론 정확도를 확보해 우수한 성능을 입증했다. 또한 동일한 구조를 가지는 인공후각 시냅스 소자와 위험 정도 조절기를 직렬로 연결해, 가스의 노출 농도를 모니터링하고 위험한 정도를 넘으면 알려주는 알람 시스템을 개발했다. 기존 반도체식 가스 센서는 자체적으로 위험 가스 노출 이력을 저장할 수 없어 메모리를 추가해야 하기 #xfffd;#xfffd;문에 시스템이 복잡하고 추가 전력 소비도 필요하다. 반면 KIST 연구진이 개발한 소자는 자체적으로 위험 가스의 노출 시간에 따른 절대량을 기억할 수 있기 때문에 상시 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 에너지 효율도 높은 장점이 있다 강종윤 박사는 “이번에 개발한 인공후각 시냅스 소자는 산소 공공의 개수를 미세하게 조절하는 새로운 메커니즘으로 단일소자를 이용해 외부 기체 자극을 탐지할 뿐만 아니라 이를 기억할 수도 있어 기존 가스 센서의 한계를 극복하고, 향후 인공후각 분야를 선도할 수 있는 연구성과”라고 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈Advanced Materials’ 표지논문으로 선정됐다. nbgkoo@heraldcorp.com [베스트 클릭! 헤럴드 경제 얼리어답터 뉴스] ▶ "이승만 기념관 모금할래요"…기부천사 이영애, 발 벗고 나선 이유 ▶ 백종원, 예산 상인에 또 분노…"공장 찍어내듯 음식 만들어" ▶ 오상진 김소영 부부, 5년 만에 둘째 임신…“15주차” ▶ 안정환·이혜원 子 리환군, 트럼펫 대회 1등…"아빠 이젠 응원해달라" ▶ “女 연예인 아이폰만 쓰는데?” 얼굴 가린 뜻밖에 ‘여성’ 누군가 했더니 ▶ 임신 중 ‘하혈’ 아내 보러온 남편, 촬영팀이 병원서 문전박대…무슨 드라마길래 ▶ "승리 아직도 클럽 다닌다"…출소 7개월만에 목격담 ▶ 18년 열애…원조 ‘꽃보다 남자’ 아라시 마츠모토 준, 결혼 발표 ▶ ‘대전 교사 가해자’ 별점테러 당한 김밥집 최후…“사실관계 떠나 자진폐업” ▶ 권오중 "발달장애子, 전세계 15명 있는 희귀질환" Copyright ⓒ 헤럴드경제 All Rights Reserved. |
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