[이슈메이커=임성희 기자]
“실시간 건강체크 할 수 있는 반도체 회로 설계”
생체신호를 어떻게 디지털화하고 학습하여 처리할 수 있을까?
“회로 설계, 학생들이 흥미 갖고 접근했으면”
우리가 사용하는 스마트폰이 점점 소형화되고 성능이 발전할 수 있는 건 SoC 덕분이다. Software on Chip으로 여러 개의 시스템 기능을 소프트웨어로 융합하여 한 개의 칩에 구현한 시스템 반도체를 말한다. 우리의 모바일 시대를 이끈 핵심기술이다. 이 중 온 칩(on Chip)이라는 단어에 주목할 필요가 있다. 온 칩은 다양한 분야와 융합할 수 있는데, 손현우 교수는 바이오메디컬에 사용할 수 있는 ‘학습 가능한 온 칩 시스템’을 만들겠다는 포부를 밝혔다.
학습이 가능한 ‘뉴럴 네트워크’ 시스템 개발
손현우 교수는 대학원에서 회로 설계를 전공했고 뉴럴 네트워크 회로 설계 연구를 했다. 이 인연으로 졸업 후 싱가포르 과학기술청 산하에 있는 마이크로일렉트로닉스 연구소에 취업해 바이오메디컬 회로 설계를 담당했다. 세계적인 반도체 기업을 보유한 우리나라는 관련 분야 인재수요가 많아 석·박사생들에게 취업이 자연스러운 풍토다. 손 교수도 그런 생각으로 연구소에 취업했지만, 2019년 취업 후 닥친 코로나 팬데믹이 그의 인생을 바꿨다. 좋은 기회로 경상국립대에 부임할 수 있었고, 귀국 후 그만의 회로 설계 연구를 이어가고 있다. “제 스승님이신 포스텍 심재윤 교수님에게서 연구적인 면이나 인성적인 면에서 많은 걸 배울 수 있었어요. 워낙 대단하신 분이라, ‘내가 스승님 같은 교수가 될 수 있을까?’라고만 생각했던 것 같아요. 제가 실제 교수라는 자리에 오르니 스승님이 더 대단하심을 느낍니다. 앞으로 제 연구 분야를 더 확장하고 심화시키기 위해 노력하겠습니다” 2020년 9월 부임해, 연구실 세팅과 수업준비 등으로 경황이 없었지만, 손 교수는 자신만의 아이디어로 우수신진 연구자 과제를 수주하며 연구의 탄력을 받을 수 있게 됐다. 바로 ‘실시간 생체신호 처리를 위한 아날로그 프론트 엔드 및 인공지능 기반의 온칩 학습 이상 탐지기 연구’과제인데, 그는 학습이 가능한 뉴럴 네트워크 회로 설계 연구에서 좋은 평가를 받은 것 같다고 설명했다. 인간 두뇌 뉴런 동작 원리를 모방한 뉴럴 네트워크는 인공지능과 라이벌 기술로 평가된다. 그는 뉴럴 네트워크 시스템 개발뿐만 아니라 온 칩으로 학습까지 가능케 하겠다는 연구포부를 밝혔다. 온 칩의 장점은 상당한 메모리와 데이터 이동기능이 필요 없어 효율성이 높아진다는 것이다.
“아날로그 프론트 엔드와 온 칩 뉴럴 네트워크 합친 플랫폼 만들 것”
디지털 헬스케어·바이오메디컬은 세계적 기업들이 손꼽는 미래의 먹거리다. 이에 관련 기술의 각축전과 더불어 최첨단기술의 향연이 이어질 것이라 예상된다. 손현우 교수의 연구도 기대가치가 크다. 전자공학의 회로 설계 기술로 인간 생체신호를 디지털화하는 것이 첫 번째 핵심인데, 이 기술이 바로 아날로그 프론트 엔드 기술이다. 그리고 AI기반의 온 칩 학습 시스템을 만들겠다는 것이 두 번째 핵심이다. “우리의 생체신호, 예를 들어 심박수나, 맥박수 등은 아날로그 신호잖아요. 이 신호들을 디지털화하기 위해서는 아날로그 프론트 엔드 기술이 필요하고요, 이렇게 디지털화한 신호들을 학습해서 평소와 다른 이상신호를 받으면 알려주는 시스템을 만들겠다는 것이 제 연구의 내용입니다”라며 그는 “4년 과제로 아날로그 프론트 엔드 개발과 온 칩 뉴럴 네트워크 개발 과정을 거쳐, 두 개를 합치는 플랫폼을 개발하고자 합니다”라고 연구계획을 설명했다.
바이오메디컬 산업에 가치 있는 연구성과 기대
“학생들이 회로 설계에 관심을 두고 우리 연구실 문을 두드리는데요, 관심뿐만 아니라 흥미까지 있어야 연구를 지속해갈 수 있는 것 같아요. 그러다 보면 삼성, 하이닉스 같은 굴지의 반도체 회사는 물론 중소팹리스 업체로도 취업의 문은 항상 열려 있으리라 생각합니다”
손현우 교수는 자신의 지식이 학생들에게 도움이 될 수 있는 게 너무 보람되다며, 학생들이 대학원에 들어와 취업까지 잘 할 수 있는 선순환 구조를 만들고 싶다고 덧붙였다. 독립적인 연구환경을 구축하고 자신만의 연구커리어를 쌓기 위해 첫 단추를 끼우고 있는 손현우 교수. 우러러만 봤던 스승을 통해 이제 청출어람의 모습을 보여줄 기회가 왔다. 바이오메디컬에 도움이 될 그만의 회로 설계 연구를 기대해본다.
