삼성 지원 연구팀, 세계 최초 DNA 컴퓨팅 인공신경망 구현

삼성이 미래기술육성사업으로 지원한 남좌민 서울대 교수 연구팀. 왼쪽부터 김선기 박사(1저자), 남좌민 교수(교신저자), 서진영 학생(공동저자) [삼성전자 뉴스룸 제공]

[헤럴드경제 천예선 기자] 삼성이 미래기술육성사업으로 지원한 서울대 화학부 남좌민 교수팀이 DNA 컴퓨팅 아키텍처를 이용한 나노입자 인공신경망을 세계 최초로 구현하는데 성공했다. 이 연구 결과는 26일(미국 현지시간) 세계적인 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 온라인에 게재됐다.

남좌민 교수팀의 연구는 NT(나노기술)-BT(바이오기술)-IT(정보통신기술)를 융합한 사례로 주목받고 있다.

DNA 컴퓨팅은 빠른 속도와 작은 크기, 사람의 몸속에서도 작동할 수 있다는 점 등에서 기대가 크지만 일반 컴퓨터처럼 구성 요소가 모듈화되어 있지 않고, 안정적인 아키텍처를 구성하기 어려워 응용이 더딘 상황이다.

남좌민 교수 연구팀은 나노입자 기반의 인공세포막 플랫폼을 활용해 이 문제에 대한 해법을 제시했다.

인공세포막 칩 위에 배열된 DNA입자·나노입자·DNA분자가 포함된 용액으로 연산을 수행하는데 용액 속 DNA를 조절해 원하는 결과를 안정적으로 얻을 수 있다.

DNA입자와 나노입자가 하드웨어의 역할을, 용액 속 DNA가 소프트웨어의 역할을 수행하도록 구성을 분리해 일반적인 컴퓨터 구조를 구현한 것이다.

이를 활용하면 DNA 컴퓨팅을 다양한 IT 기술 분야에 안정적으로 접목할 수 있는 길이 열린다고 연구팀은 소개했다. 또 이번 연구는 인공지능의 핵심 기술 중 하나인 인공신경망을 나노입자 기술을 통해 최초로 구현했다는 점에서도 의미가 있다.

남 교수는 “DNA 컴퓨팅 아키텍처에 기반한 나노입자를 본격적으로 활용할 수 있고, 나노입자의 다양한 기능을 딥러닝(deep-learning) 등에 녹여내 바이오센서나 인공지능을 가진 분자·나노로봇에 응용할 수 있는 길이 열렸다”고 말했다.

남좌민 교수 연구팀은 2015년 삼성미래기술육성사업의 지원을 받았다. 삼성미래기술육성사업은 2013년부터 1조5000억원을 출연해 국내 과학기술 육성을 목표로 연구지원 사업을 진행하고 있다. 지금까지 603개 과제에 7729억원을 집행했으며, 국제학술지에 총 1246건의 논문이 게재됐다.

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