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보고서 상세정보

뉴로모픽 인공두뇌 모델링

등록일자 2016-10-19
초록 요약문

뉴로모픽 인공두뇌 모델링 기술조사 연구

□ 사업의 목적 및 필요성

ㅇ인간의 신경회로와 신경세포 신호들을 이용한 뇌의 정보처리 능력을 모사하는 인공지능 컴퓨터 개발하고자하는 연구가 유럽과 미국에서 시도되고 있음

ㅇ2005년도부터 스위스 연방공대의 Henry Markram 교수 주도 하에 뉴로모픽

신경망 개발이 시작되었으며 2013년도에 European Commission에서 향후 10년간

1억 5천억 규모의 미래기술 주력 사업 프로그램을 통해 인간 뇌의 수리적 모델

구축 및 컴퓨터 모사를 하는 Human Brain Project를 시작하였음

ㅇ IBM, HP와 같은 세계적 컴퓨터 기업에서도 뉴로모픽 인공두뇌 수리적 모델

을 활용하여 뉴로모픽 반도체 칩 및 컴퓨터를 개발하고 있을 뿐만 아니라, 감각

신경계 치료를 위한 인공 와우 및 망막 개발과 고차원 인지 로봇, 멤리스터

컴퓨터 칩 개발 등에 기여할 수 있어 첨단성과 산업성이 매우 높음

ㅇ또한, 뉴로모픽 인공두뇌 모델을 응용하여 의학/생물학 데이터를 집적한 인공

장기 개념의 생물학적 인공뇌 개발을 통해 신경계 질환 모델 구축 및 신경계

질환 약물 스크리닝에도 응용할 수 있어 본 기술을 IT 및 BT 분야에의 다양한

신산업 창출이 가능한 차세대 연구 분야임

ㅇ 뉴로모픽 인공두뇌 모델링 기술 개발 분야에 대한 중요성이 국제적으로

부각되고 있지만 국내에서는 매우 소수의 연구팀만이 개별적으로 관련 연구가

진행되고 있지만, 국제적 연구 동향에 비하여 매우 미흡함

ㅇ 따라서 국내 연구 활성화 및 국제 기술 선점을 위해 국내/해외 연구 개발

현황을 분석하여 국가적 대응 전략 수립이 시기적으로 매우 중요함



□ 정보조사 결과

ㅇ총 12명의 해외학자와의 직접 대면 조사(영국 University of Oxford, 미국 Allen Institute for Brain, 미국 University of California Berkeley, 독일 Max Planck Institute for Biological Cybernetics, 대만 National Tsing Hua University, 일본 Osaka Institute for Technology, 일본 전자통신 대학교 등)

ㅇ총 3회의 국제학회 참석, 국내 전문가 자문회의 및 워크샵 개최 및 인터넷 및 논문 자료 수집을 통한 기술정보 수집을 진행함

ㅇ뉴로모픽 인공두뇌 모델링 연구 및 응용연구는 미국과 유럽을 중심으로 전 국가적 프로젝트 수준에서 국가 연구 자원을 투입하고 있는 분야이며 원천기술 확보에 주력하고 있는 상황임

ㅇ또한 산업체에서는, 퀄컴, IBM, HP, 삼성 등의 산업체에서는 뉴로모픽 인공두뇌 모델링을 기반으로 하여 차세대 정보저장 소자 및 인지학습 기능을 탑재한 뉴로모픽 전자칩을 개발하고 있음

ㅇ Microsoft 공동창업자인 Paul Allen에 의해 설립된 미국 Allen Institute for Brain Science 연구소의 소장인 Christof Koch 교수와의 직접 대면조사통해 뉴로모픽 인공두뇌 모델링에 필요한 신경세포, 신경회로 및 신경 유전체에 대한 막대한 정보의 데이터베이스 구축하고 있다는 정보를 수집함

ㅇMax Planck Institute for Biological Cybernetics(독일) 소장인 Heinrich Bulthoff 교수와의 직접 대면조사를 통해 뉴로모픽 인공두뇌 모델링을 응용하여 personal aerial vehicle 운전 자동화 연구에 대한 정보를 수집함

ㅇOsaka Institute for Technlogy 대학(일본) 교수 및 일본 전자통신연구소 교수와의 직접 대면조사를 통해 인간의 시각 및 운동신경정보처리를 하는 뉴로모픽 인공두뇌 모델 개발 성공에 대한 정보 수집을 하였고, 특히 야구 타자를 모방하는 로봇 개발하고 이를 학습하여 발전할 수 있는 뉴로모픽 인공신경망 개발 성공 관련 정보 수집

ㅇUniversity of Oxford(영국)의 Center for Neural Circuits and Behavior는 현재 신경세포막 단백질 및 이온채널의 데이터베이스 구축 계획에 대한 정보 취득 및 이에 대한 이용권한을 허가받음

ㅇ University of Zurich(스위스)는 뉴로모픽 모델링 기반하여 뉴로모픽 전자회로 및 반도체의 개발 연구에 성공하였고 현재 국내외 기업 (삼성 포함)에서 이러한 기술 개발을 위해 Indivari 교수의 자문을 받아 뉴로모픽칩 개발을 하고 있음을 취득함

ㅇUniversity of California, Berkely(미국)의 Yang Dan 교수 및 Michael DeWeese 교수의 직접 방문을 통해 신경계의 청각 및 시각 연구 현황에 대한 정보와 향후 이러한 연구 결과가 인공 청각 및 시각 뉴로모픽 시스템 개발에의 응용에 대한 정보 취득함

ㅇNational Tsing Hua University(대만)의 Chuang-Chuan Lo 교수 및 Samuel Tang 교수 직접 대면조사를 통해 초파리 뇌 전체의 뉴로모픽 인공두뇌 모델링에 성공하였다는 정보 수집 및 뉴로모픽 인공후각신경계 개발 성공에 대한 정보 수집

ㅇ본 기술조사 연구에서 수집한 정보들을 “뇌 구조 및 기능의 뉴로모픽 인공두뇌 모델링”, “뉴로모픽 뇌 모델링 소프트웨어 및 데이터베이스”, “뉴로모픽 뇌 모델의 응용기술”로 나누어 자세한 기술 조사에 대한 내용을 보고함



□ 수집된 정보의 활용실적(성과)

ㅇ중앙일보 뉴로모픽 인공두뇌 모델링 응용분야 관련 기사 투고 (2015년 6월 21일 일간지 발행, 온라인판 http://sunday.joins.com/archives/95252)

ㅇ국내 뉴로모픽 인공두뇌 모델링 워크숍 개최 (2016년 2월 16-17일)



□ 향후 활용계획

ㅇ 뉴로모픽 인공뇌 기술 개발 분야 중 국내 BT 및 IT 전문 분야에 특성화된 유망 분야 발굴

ㅇ 국내 연구진 기술 분포 분석을 통해 국내 연구진이 국제적으로 선

할 수 있는 기술 분야 발굴

ㅇ 관련 분야의 국제적 선점을 위한 국제공동연구 계획 준비

ㅇ 뉴로모픽 인공뇌 모델링 기술 및 BT와 IT 융합 연구 관련 국가 연구개발 사업 기획 활용 자료 구축
출처 KOSEN-코센리포트
URL http://www.kosen21.org/info/kosenReport/reportView.do?articleSeq=REPORT_0000000000218