지스트 이병근‧이보름교수팀, 뇌파인식 신경망 개발

이병근 교수, 국내 연구진이 사람의 시냅스 역할을 하는 소자인 멤리스터(memristor)를 활용해 상상에 의한 뇌파(EEG)를 실시간으로 인식하는 하드웨어 신경망을 구현하는 데 성공했다. [사진=지스트 제공]

아주경제 김태성 기자 = 국내 연구진이 사람의 시냅스 역할을 하는 소자인 멤리스터(memristor)를 활용해 상상에 의한 뇌파(EEG)를 실시간으로 인식하는 하드웨어 신경망을 구현하는 데 성공했다.
이번 연구는 환자나 장애인 등 의사소통이 불가능한 사람들이 상상만으로 의사표현을 할 수 있도록 돕는 데 기여할 것으로 기대된다.

지스트(GIST‧광주과학기술원)는 기전공학부 이병근 교수와 의료시스템학과 이보름 교수(공동 교신저자)가 주도하고 기전공학부 추명래 박사과정생과 박상수 박사(공동 제1저자)가 수행한 이번 연구는 네이처 출판 그룹에서 발간하는 세계적인 과학전문지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 5일자 온라인판에 게재됐다고 13일 밝혔다.

이번 연구에는 포항공대 황현상 교수(신소재공학과)를 비롯해 지스트 이병훈 교수(신소재공학부‧미래전자소자연구센터장)와 전문구 교수(정보통신공학부) 등이 공동 연구자로 참여했으며, 3년 동안 다양한 분야를 아우르는 통합 연구를 통해 세계 최고 수준의 연구 성과를 거뒀다.

사람의 뇌를 모사한 하드웨어 신경망은 전자기기 등이 정보를 처리할 때 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 방법으로서 연구되고 있는데, 특히 멤리스터는 하드웨어 신경망의 효율을 증가시킬 수 있는 소자로 주목받고 있다.

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사람의 뇌파를 전자기기로 인식하는 경우 컴퓨터를 이용한 디지털 신호처리를 통해 특징을 추출하고 있는데, 이 방법은 잡음에 의한 뇌파의 왜곡이 심해 인식하는데 시간이 오래 걸리는 한계가 있다.
연구팀은 사람이 발음을 상상할 때 발생하는 뇌파를 측정하고 이를 멤리스터가 적용된 하드웨어 신경망에 학습시키는 방법으로 ‘상상’에 의한 뇌파를 인식하는 데 성공한것이다.

이병근 교수와 이보름 교수는 "이번 연구는 멤리스터 소자를 활용한 하드웨어 신경망 시스템의 다양한 활용 가능성을 증명한 것"이라며 "하드웨어 신경망 시스템이 향후 의사소통이 어려운 환자나 장애인들이 상상만으로 의사소통하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.