나노기술 및 정책 정보

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● 본 물질·재료연구기구(NIMS)가 고체 중 이온의 이동과 이온 간의 상호 작용을 이용하여 동작하는 ‘인공 시각 이오 닉(ionic) 소자’를 개발

● 본 소자는 명암의 경계 부근이 강조되는 인간의 눈의 착시를 모방한 것으로, 고체 전해질에 혼합 전도체 채널을 배열하여 ‘인공 시각 이오닉 소자’를 개발

● 이 소자는 인간의 망막의 신경 세포를 본뜬 것으로, 광 수용체로부터의 전기 신호에 해당하는 입력 펄스 전압으로 인해 수평 세포에 해당하는 고체 전해질 중의 이온 채널 사이를 이동하며 쌍극 세포의 응답에 해당하는 출력 채널 전류가 변화

● 본 특성을 이용하여 이미지 신호를 입력한 결과 명암의 정도가 다른 경계(edge) 부분이 강조된 출력 이미지를 얻을 수 있었으며, 인간의 시각이 색상과 형태의 경계선을 강조하여 감지하여 취하는 기능(측면 억제)을 소자의 특성만으로 재현

● 인간의 눈에는 명암 외에도 기울기, 크기, 색상, 움직임 등 다양한 착시가 있으며, 물체의 식별에 있어 매우 중요한 역할을 하고 있고, 개발된 ‘인공 시각 이오닉 소자’는 이러한 착시도 모방 가능

● 본 연구 성과는 기존의 소프트웨어를 이용하는 디지털 정보 처리 시스템과 다르며, 하드웨어를 이용한 아날로그 신호 처리에 의한 소형·저전력 시각 센싱 시스템 및 이미지 처리 시스템 등의 개발에도 이어질 것으로 기대 

※ Nano Letters 게재(2021.09.13.),“Neuromorphic system for edge information encoding : Emulating retinal center-surround antagonism by Li-ion-mediated highly interactive devices”