이종접합 멤트랜지스터→저전력 AI컴퓨팅 시대 가속화 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 국내 연구팀이 유기반도체와 2차원-무기반도체의 이종접합 구조로 뇌 신경망 모방 전자 시스템(뉴로모픽)의 핵심 소자인 멤트랜지스터의 신뢰도를 높였다. 이 기술은 기존 컴퓨팅의 한계를 넘어 차세대 고용량·고효율·저전력 컴퓨팅 발전을 가속화하는 전환점이 됐다.

저전력 AI컴퓨팅 시대 가속화

한국연구재단(이사장 홍원화)은 고려대 주진수 교수 연구팀이 에너지 밴드 정밀 설계를 통해 유기반도체인 TCTA와 2차원-무기반도체인 이황화몰리브덴(MoS2)의 이종접합을 활성층으로 사용한 뇌 신경망 모방 멤트랜지스터 제작에 성공했다고 13일 발표했다.

현대 컴퓨터는 연산 장치와 메모리가 물리적으로 분리된 폰 노이만 아키텍처를 기반으로 한다. 이 때문에 데이터 전달 과정에서 병목 현상이 발생하고, 전력 소모가 큰 단점이 있다.

그 대안으로 제시된 뉴로모픽은 연산과 저장 기능을 동시에 수행하고, 필요한 순간에만 신호를 전달하는 스파이킹(spiking) 방식으로 작동해 에너지 효율을 극대화하고 유휴 상태의 전력을 최소화한다.

뉴로모픽의 핵심 소자인 멤트랜지스터 관련 기존 연구는 소재 자체의 문제로 전류 제어가 불안정했다. 예측 가능하고 인위적 반복 신호 구현이 어려워 소자의 신뢰성 확보에 한계가 있었다.

연구팀은 멤트랜지스터의 고저항 상태를 유기반도체 TCTA로, 저저항 상태는 2차원 무기반도체 MoS2로 구현한 이종접합 구조의 활성층을 설계했다. 이를 기반으로 전계효과 트랜지스터(전류의 흐름을 조절하는 반도체 소자)를 만들었다.

주진수 교수는 “이번 연구는 반도체 접합 정밀 설계를 통해 신경망 모방 전자 시스템 분야에서 전류 제어가 가능한 멤트랜지스터를 처음 제작한 데 학술적 의의가 있다”며 “에너지 밴드 엔지니어링 기반의 이종접합 시스템은 향후 다양한 이종접합 소자를 설계할 때 인적, 물적 자원의 최소화에 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.

페리지에어로스페이스, 메탄엔진 활용한 ‘최종기업’ 선정

페리지에어로스페이스(Perigee Aerospace)가 경쟁 끝에 정부의 소형발사체 민간기업 육성을 위한 사업에서 최종 수행기업으로 선정됐다.

페리지는 우주항공청이 주관하는 ‘소형발사체 개발역량 지원사업’의 ‘소형발사체용 고성능 상단 엔진 개발’ 과제에서 2단계 경쟁을 통과했다. 3단계를 수행할 최종 사업 수행기업으로 선정됐다.

‘소형발사체 개발역량 지원사업’은 2단형 소형 우주발사체의 고성능 상단엔진을 개발하는 것을 목표로 하는 사업이다. 페리지는 발사체 상단부에 장착되는 3톤급 터보펌프 방식의 액체 메탄 엔진을 개발하고 있다.

해당 사업은 2027년까지 진행된다. 경쟁형 방식으로 추진돼 왔다. 페리지를 포함한 국내 주요 우주항공기업들이 로켓 엔진의 초기 설계 단계부터 개발 전반을 주도하고, 2년 주기로 연구개발 성과에 대한 평가를 받아왔다. 2단계 평가를 통해 페리지가 3단계를 수행할 최종 기업으로 선정됐다. 페리지는 3톤급 터보펌프 액체 메탄 엔진의 핵심 구성품 제작과 시험, 단품 기능시험, 일부 성능시험을 충실히 수행했다.

상세설계 검토회의(CDR)를 성공적으로 완료하는 등 우주항공청으로부터 단계별 성과 목표를 달성했다는 종합 평가를 받았다. 페리지의 3톤급 터보펌프 액체 메탄 엔진은 국가연구개발사업과 정합성, 앞으로 활용 가능성 측면에서도 높은 평가를 받았다.

제19회 아산의학상 수상자 선정

아산사회복지재단(이사장 정몽준)은 제19회 아산의학상 수상자로 기초의학부문에 이호영 서울대 약학과 교수(64세), 임상의학부문에 김승업 연세의대 세브란스병원 소화기내과 교수(51세)를 선정했다.

젊은의학자부문에는 마틴 슈타이네거 서울대 생명과학부 교수(40세)와 이주명 성균관의대 삼성서울병원 순환기내과 교수(45세)가 선정됐다.

제19회 아산의학상 시상식은 3월 18일 서울 소공동 롯데호텔에서 열린다. 기초의학부문 수상자 이호영 교수와 임상의학부문 수상자 김승업 교수에게 각각 3억, 젊은의학자부문 수상자 마틴 슈타이네거 교수와 이주명 교수에게 각각 5000만원 등 4명에게 총 7억원의 상금이 수여된다.

서울대 연구팀, 차세대 오가노이드 분석 플랫폼 분석과 제시

서울대 첨단융합학부 및 의과대학 소속 박성준 교수와 연세대 조승우, 진윤희 교수 연구팀은 오가노이드의 복잡한 생리·기능적 특성을 다각도로 파악하기 위한 고도화된 분석 기술을 체계적으로 정리하고 오가노이드 기반 연구의 미래 방향을 제시하는 연구 성과를 발표했다.

이번 연구는 오가노이드가 실제 인간 장기 환경을 얼마나 정밀하게 재현하는지, 이를 임상적·산업적 응용으로 확장하기 위해 어떤 분석 플랫폼이 필요한지 종합적으로 탐색한 점에서 큰 의의를 가진다.

오가노이드는 고유의 3차원 구조와 자가조직화 능력을 바탕으로 발달 과정·질환 메커니즘·약물 반응 등을 재현할 수 있는 차세대 생체 모델로 각광받고 있다. 실제로 산업적 수요가 빠르게 증가하면서 오가노이드 관련 바이오뱅크, 자동화 배양 플랫폼, 신약 스크리닝 서비스 등 상용화 움직임도 활발하다.

연구진은 이러한 한계를 해결하기 위해 오믹스 기반 분자 분석, 단일세포·다중오믹스 기술, 전기생리학적 측정, 기계적 특성 분석, 고해상도 광학 이미징, AI 기반 계산 분석 등 다양한 첨단 분석 도구를 통합적으로 조망했다.

박성준 교수는 “AI의 활용은 오가노이드 연구에서 점점 중요해지고 있는데 정확하고 임상적 근거에 기반한 예측을 위해서는 고품질 데이터 구축과 알고리즘의 생물학적 해석 가능성이 필수적”이라고 강조했다.

손병철 서울성모병원 교수, 희귀 난치성 양성종양 발생 작동원리 확인

가톨릭대 서울성모병원 신경외과 손병철 교수는 최근 미국 메이요 클리닉(Mayo Clinic) 신경외과 로버트 스피너(Robert J. Spinner) 교수팀과 공동 연구를 통해 말초신경 마비를 유발하는 신경내 결절종(intraneural ganglion cyst)의 복잡한 발생 작동원리를 명확히 규명했다.

신경내 결절종은 관절 내부의 활액이 신경 지배 분지를 타고 역류해 신경 줄기 내부에 낭종을 형성하는 질환이다.

이번 성과는 2018년 국제 학술지 ‘Asian Journal of Neurosurgery’에 발표한 손 교수의 증례 보고인 ‘비골신경 마비를 유발하는 신경곁조직 아래막 결절종’에서부터 시작됐다.

이후 손 교수는 지난 8년 동안 비골신경, 척골신경, 요천추신경총, 궁둥신경 등 인체 전반의 말초신경에서 발생하는 증례들을 지속적으로 추적하며 임상 데이터를 축적해 왔다. 2025년 메이요 클리닉과 공동 연구 과정에서 이러한 데이터는 연구의 완성도를 높이는데 이바지했다.

연구팀은 신경곁조직 아래막 결절종이 신경의 주 경로뿐 아니라 해부학적으로 분리된 여러 신경 분지로까지 확산될 수 있다는 병태생리 파트 1, 2 논문을 완성했다. 이는 활액이 이동하는 미세한 해부학적 통로를 완벽히 이해해야만 재발 없는 치료가 가능하다는 사실을 과학적으로 입증한 것이다.

손병철 교수는 “2018년의 희귀 사례 보고를 시작으로 메이요 클리닉과 협업을 통해 말초신경 질환의 세계적 기준을 정립하는 데 이바지하게 돼 큰 보람을 느낀다”며 “이번 연구 성과는 단순한 질환 보고를 넘어, 신경내 결절종 환자들이 정확한 해부학적 진단을 바탕으로 마비의 위험 없이 완치될 수 있는 임상적 근거를 마련했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.