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시냅스 소자 학습을 위한 생물학적 뉴런 네트워크 시스템 개발 (최종)
Download 215 time
Participants
정상돈, 김용희, 박종길
Published
201803
Type
Final Report
Keyword
신경 전극, 신경 가소성, 뉴로모픽
KSP Keywords
Neuronal networks, synaptic device
Funding Org.
과학기술정보통신부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
17JH1100, Biological Neuronal Networks for Learning of Synaptic Devices, Jung Sang Don
Abstract
○ 본 과제의 연구개발 목표는 생물학적 뉴런 네트워크와 멤리스터 소자 또는 어레이간의 양방향 인터페이스를 구축하는 것임
○ in vitro 신경 전극 어레이 (MEA) 개발: 금-백금 동시 전착, 다공성 금 나노구조체, 이리듐 산화물/다공선 금 나노구조체 그리고 이리듐 산화물/ITO 나노선 하이브리드 형성 등 다양하고 고유한 신경전극 표면 개질 기술을 개발하였으며, 잡음 감소, 전하저장용량 그리고 전하주입한계 성능 확인 및 해마 절편 자극을 통하여 신경 학습 연구에 적합함을 검증함
○ in vivo 신경 전극 개발: 이식형 신경전극이 가지고 있는 이식안정성 문제를 해결하기 위하여 화학적으로 안정한 불소계 고분자와 금으로만 구성된 신경전극 제작 공정을 개발하였으며, 이를 위해 플라즈마 처리를 이용한 불소계고분자-금 접착 그리고 불소계 고분자-불소계 고분자 접착력 향상 기술에 성공하였으며, 실제 개발된 ECoG 전극의 in vivo 동물 실험을 통하여 유효성을 검증함
○ 신경 신호 측정 시스템 및 전기자극기 개발: 상용 수준의 128 채널 MEA 시스템을 구축하였으며, 이를 위해 64채널 모듈형 아날로그 신호 증폭회로와 FPGA 기반의 128 채널 아날로그-디지털 변환기 보드를 개발하였으며, 신경 학습을 위한 전기자극 지연시간을 임의로 제어할 수 있는 자극 시스템을 개발함. 또한 dynamic cache memory를 이용한 실시간 온라인 스파이크 분류기법을 개발하였으며, 신경신호의 기록과 자극 관리를 위한 당양한 프로그램을 개발함
○ 실리콘 뉴런 어레이 제작 및 학습법 검증 : integrate-and-fire 타입의 32 × 32 실리콘 뉴런 어레이를 설계 및 제작하고 발화특성을 검증하였으며, 프리시냅틱 이벤트를 기반으로 하는 실리콘 뉴런 어레이 학습법을 도출함

(출처 : 보고서 요약서 3p)