16ZH1200, Real-time bi-directional interfacing of neuron-computer and biomimetic synapse technology,
Jung Sang Don
Abstract
Ⅳ. 연구결과 본 연구에서는 생물학적 신경 네트워크와 인공 뉴런 네트워크의 실시간 양방향 인터페이스를 통한 생물학적 신경 네트워크에서 일어나는 학습의 이해에 대하여 연구하였다. 생물학적 신경 네트워크와의 물리적인 인터페이스를 위한 다중 전극어레이 제작 공정 개발 및 신경 신호를 기록하고 전기 자극을 하기 위해 필요한 하드웨어 시스템 그리고 인공 뉴런네트워크를 구현하기 위한 실리콘 뉴런어레이로 전체 시스템이 구성된다.
약 1 mC cm-2의 전하주입한계 값을 가지는 다공성 금 나노구조체의 전하주입 성능을 향상시키기 위하여 IrOx을 전착하였다. 전착된 IrOx-다공성금 나노구조체 신경전극의 전하주입한계는 2.6 mC cm-2으로 향상되었다. 그래핀과 수직 방향으로 배열된 탄소나노튜브 하이브리드 신경전극을 개발하였다. 개발된 전극은 투명한 그래핀으로 인해 세포의 관찰이 용이하고 약1.6 mV 수준의 신경신호를 측정할 수 있었다.
생물학적 신경 네트워크의 신호를 측정하기 위한 다채널 신경 신호측정기 및 자극기를 개발하였다. 증가하는 측정 채널과 세분화되는 측정정밀도를 감당할 수 있는 소프트웨어 인터페이스 개발도 함께 수행되었다. 인공 뉴런 네트워크를 모사하는 실리콘 뉴런 어레이의 개발도 함께 수행되었다. 시냅스 모방 소자인 멤리스터와 연동하여 멤리스터에 학습을 유발할수 있는 패턴을 컨트롤 할 수 있는 로직을 구현하여 학습을 구현하였다.
( 출처 : 요약문 4p )
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