초록 ▼

□ 연구개요
본 과제에서는 생물학적 신경망과 인공 신경망에서 억제성 (inhibitory) 시냅스가 신경망 연산 및 신경 신호 처리에 미치는 영향을 연구하여 뉴로모픽 (neuromorphic) 칩 특성 향상 시키는 목표를 가지고 있다. 이를 위해서 생물학적 신경망의 신경신호를 분석하고 뉴로모픽칩과 비교연구를 통하여 향상된 뉴로모픽칩을 개발을 진행한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
-광·전기신호에 반응하는 흥분성 (excitatory) 및 억제성 (inhibitory) 시냅스 소자 개발
• WSe2/Grap

□ 연구개요
본 과제에서는 생물학적 신경망과 인공 신경망에서 억제성 (inhibitory) 시냅스가 신경망 연산 및 신경 신호 처리에 미치는 영향을 연구하여 뉴로모픽 (neuromorphic) 칩 특성 향상 시키는 목표를 가지고 있다. 이를 위해서 생물학적 신경망의 신경신호를 분석하고 뉴로모픽칩과 비교연구를 통하여 향상된 뉴로모픽칩을 개발을 진행한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
-광·전기신호에 반응하는 흥분성 (excitatory) 및 억제성 (inhibitory) 시냅스 소자 개발
• WSe2/Graphene 이종접합 흥분성 및 억제성 시냅스 소자 제작
• 광전기신호에 의한 potentiation/depression 선형성 및 대칭성 최적화
-2 x 2 crossbar 어레이 뉴로모픽 칩 제작
• 2차원 반도체 기반 자가게이트 뉴로모픽칩 제작
• Reconfigurable 로직게이트 구현
-Module 구조의 생물학적인 신경망 제작 및 연구
• PDMS 패터닝 방법을 통해 다양한 생물학적 신경망 구현 가능
• 네트워크 모양, 연결성에 따라 변화하는 신경신호분석 뿐만 아니라 억제성 시냅스의 신경신호에 미치는 영향분석
-생물학적인 신경망의 학습 방법 확립
• 크로스바 생물학적 신경망에 STDP 학습법을 이용하여 potentiation/depression 구현
-뉴로모픽 칩 비교연구
• 생물학적 신경망을 이용한 reconfigurable 로직게이트 구현

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 인공신경망과 생물학적 신경망을 비교하기위해 억제성 시냅스소자 제작 및 생물학적 신경망의 로직인메모리 연구가 이루어졌다. 성공적으로 연구가 진행이 되어 뉴로 컴퓨팅에서 차세대 뉴로모픽 연구에 초석을 마련하였다.
- 본 연구에서 제작한 뉴로모픽 소자는 모두 2차원 물질을 기반으로 제작하였음. 따라서 고집적이 가능하고 유연한 소자로 구현 가능해서 다양한 곳에 뉴로모픽 소자로 활용될 수 있음.
- 생물학적 신경망을 이용한 연구를 통해 다양한 네트워크 모양에 여러 특성을 분석하는 뇌과학 연구에 응용 가능성을 제시하였음.
- 본 연구는 소자 및 뇌과학 융합연구로 향후 또 다른 융합 연구에 응용될 수 있음.
- 본 연구에서 뇌과학팀/소자팀의 협업이 효과적으로 이루어졌고 연구논문 투고 및 학술대회 발표로 실질적인 성과를 거두었음. 이를 통해 성공적인 융합연구결과물을 얻을 수 있어 4차산업형명 흐름에서 본 연구는 매우 적합하다고 생각됨.
- 소자와 뇌과학의 융합연구를 진행한 7명의 박사급 인력을 양성하였고 국내 융합연구 기술 발전에 이바지 할거라 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 31