동국대학교(총장 윤재웅)는 본교 시스템반도체학부 연구팀(제1저자 조한성 석사과정생, 교신저자 이세준 교수, 공동교신저자 이영민 교수)이 사람의 신경 시냅스처럼 스스로 학습하고 기억하며, 인지된 정보를 스스로 추론할 수 있는 ‘차세대 인공지능 웨어러블 전자소자’를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 촉각 신호와 같이 생체에서 발생할 수 있는 기계적 에너지를 이용하여 스스로 학습하는 인공지능 전자소자라는 새로운 접근을 제시해 기대를 모은다.
왼쪽부터 동국대 이세준 교수, 이영민 교수, 조한성 석사과정생 사진=동국대제공
연구팀이 개발한 인공지능 소자는 기계적 움직임에서 발생하는 에너지를 전기 신호로 변환해 외부 전원 공급 없이도 동작하며, 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 인공지능 전자소자로 주목받는다. 또한, 개발된 인공지능 소자는 사람의 기억 과정과 유사하게 정보를 단계적으로 저장하고 학습하는 특성을 보였다. 연구팀은 “인간의 신경 시스템을 모방한 ‘뉴로모픽 인공지능 기술’로의 활용 가능성을 제시했을 뿐 아니라, 사람의 움직임을 구분하는 ‘웨어러블 인공지능 센서로의 응용 가능성’을 보여준 것”이라고 설명했다. 연구팀은 향후 이 기술이 웨어러블 인공지능 기기, 전자피부, 차세대 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대하고 있다.
연구팀 리더인 이세준 동국대 시스템반도체학부 교수는 “이번 연구는 사람의 감각과 학습 기능을 동시에 모방할 수 있으며, 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 설명했다.
해당 연구 결과는 ‘Self-Powered Flexible Triboelectric-Gated Ion-Gel Transistor for Neuromorphic Tactile Sensing and Human Activity Recognition’라는 제목으로 재료·나노과학 분야 세계 최상위 학술지 Advanced Materials(IF : 26.8 / JCR 상위 2.1%)에 2026년 3월 온라인 게재됐다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 핵심연구(RS-2023-NR076644)와 교육부 4단계 BK21 사업(2120231314742)의 지원을 통해 수행되었다.
하영 기자
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