촉각 데이터 효율 비약적 향상
자율 AI 시스템 최적화 기대
(왼쪽부터) 성균관대 이내응 교수, 홍석주 석박사통합과정생, 이유림 박사, 아타누 배그 박사. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지
[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대 신소재공학과 이내응 교수 연구팀은 유사 스냅스의 기능과 구조를 모사한 지능형 인공 촉각 수용기 어레이(다수의 소자로서 집합적으로 동작하도록 제작된 구조)를 개발했으며 이를 기반으로 새로운 지능형 센서 플랫폼을 구현했다고 밝혔다.
자율 시스템의 핵심 기술인 피지컬 AI(Physical AI)에서 데이터 입력은 센서를 통해 시작된다. 이에 고성능 신호처리 능력을 갖춘 인체 체성감각계의 메커니즘을 모사한 지능형 센서 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
연구팀은 인체의 감각 수용체와 신경 말단 사이의 '유사 스냅스 구조'에 주목했다. 사람의 피부 속 느린 적응형(메르켈)과 빠른 적응형(파시니안) 촉각 수용체에서 영감을 받아 두 가지 특성을 모두 반영한 16개 감각 센서부와 스냅스부(스냅틱 트랜지스터)를 하나로 통합한 플랫폼을 개발했다.
자율 시스템의 핵심 기술인 피지컬 AI(Physical AI)에서 데이터 입력은 센서를 통해 시작된다. 이에 고성능 신호처리 능력을 갖춘 인체 체성감각계의 메커니즘을 모사한 지능형 센서 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
연구팀은 인체의 감각 수용체와 신경 말단 사이의 '유사 스냅스 구조'에 주목했다. 사람의 피부 속 느린 적응형(메르켈)과 빠른 적응형(파시니안) 촉각 수용체에서 영감을 받아 두 가지 특성을 모두 반영한 16개 감각 센서부와 스냅스부(스냅틱 트랜지스터)를 하나로 통합한 플랫폼을 개발했다.
성균관대가 인간의 느린적응와 빠른적응 촉각 수용체가 동시에 모방된 초고효율, 초고전력, 초저전압 지능형 인공 촉각 수용기를 개발했다. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지
이 플랫폼은 마치 사람의 지문처럼 생긴 마찰전기 센서층과 자극을 기억 및 반응하는 시냅틱 트랜지스터를 단일 구조로 구현한 것으로 느리고 빠른 자극을 동시에 인식할 수 있다.
센서는 기계적인 자극의 강도·빈도·형태에 따라 스냅스 가중치가 자연스럽게 변화하며 반응한다. 특히 전체 학습 데이터의 10％ 이하만을 사용해도 90％ 이상의 정확도로 질감과 표면 패턴을 인식한다.
이와 같이 감각 자체에 인공지능적 기능이 내장된 센서는 초저전압, 초저전력, 고효율로 작동하는 것이 특징이다. 외부 환경 데이터를 센서 단계에서부터 처리할 수 있어 향후 고속·고효율 자율 AI 시스템 구현의 핵심 기술로 주목받고 있다.
한편 이번 연구 성과는 재료 분야에서 세계 최고 권위를 가진 학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 게재됐다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
센서는 기계적인 자극의 강도·빈도·형태에 따라 스냅스 가중치가 자연스럽게 변화하며 반응한다. 특히 전체 학습 데이터의 10％ 이하만을 사용해도 90％ 이상의 정확도로 질감과 표면 패턴을 인식한다.
이와 같이 감각 자체에 인공지능적 기능이 내장된 센서는 초저전압, 초저전력, 고효율로 작동하는 것이 특징이다. 외부 환경 데이터를 센서 단계에서부터 처리할 수 있어 향후 고속·고효율 자율 AI 시스템 구현의 핵심 기술로 주목받고 있다.
한편 이번 연구 성과는 재료 분야에서 세계 최고 권위를 가진 학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 게재됐다.
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