도쿄과학대 이쿠노 타카시(生野貴志) 부교수가 이끄는 연구팀이 네트워크 엣지에서 AI가 시각 정보를 처리하는 방식을 혁신할 수 있는 인공 시냅스를 개발했다.
2025년 5월 12일자 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 게재된 이 획기적인 장치는 서로 다른 파장에 반응하는 두 종류의 염료감응형 태양전지를 결합했다. 기존의 광전자 인공 시냅스가 외부 전원에 의존하는 것과 달리, 이 시냅스는 태양광 에너지 변환을 통해 자체적으로 전기를 생산하여, 에너지 효율이 중요한 엣지 컴퓨팅 환경에 특히 적합하다.
이 시스템은 가시광선 전 영역에서 10나노미터(nm) 단위로 색을 구분할 수 있어, 인간의 눈에 근접한 색 분별력을 자랑한다. 또한, 청색광에서는 양(+)의 전압, 적색광에서는 음(-)의 전압을 생성하는 양극성 반응을 보이며, 별도의 회로 없이도 복잡한 논리 연산을 수행할 수 있다.
이쿠노 박사는 "이 기술이 인간의 눈에 근접한 색 분별 능력을 갖춘 저전력 기계 시각 시스템 실현에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다. 연구팀은 실제로 이 장치를 물리적 리저버 컴퓨팅 프레임워크에 적용해, 적·녹·청(RGB)으로 기록된 다양한 인간 동작을 인식하는 데 성공했다. 단일 장치로 18가지 색상 및 동작 조합을 분류할 때 82%라는 높은 정확도를 달성했다.
이번 연구의 파급 효과는 여러 산업 분야로 확장될 전망이다. 자율주행차에서는 신호등, 도로 표지, 장애물 인식이 더욱 효율적으로 가능해지고, 헬스케어 분야에서는 최소한의 배터리 소모로 혈중 산소 등 생체 신호를 모니터링하는 웨어러블 기기에 적용될 수 있다. 소비자 전자기기에서는 배터리 수명을 획기적으로 늘리면서도 정교한 시각 인식 기능을 유지하는 스마트폰, 증강현실(AR) 헤드셋 개발이 기대된다.
가트너(Gartner)는 2025년까지 기업 데이터의 75%가 엣지에서 처리될 것으로 전망하고 있다. 엣지 컴퓨팅이 급성장하는 가운데, 이번 자가발전 인공 시냅스와 같은 혁신 기술은 제한된 자원 환경에서 AI 기능을 구현하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 보인다.