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문학 작품 속 생명과학(도파민 쾌감충주신경) 탐구2025.01.291. 거울 뉴런 톨스토이의 《안나 카레니나》에서 안나와 키티의 사례는 인간의 뇌 속에 있는 모방의 메커니즘을 정확하게 설명한다는 점에서 '거울 뉴런'의 등장을 예고한다. 1990년대 초엽, 이탈리아 파르마대학 소속의 저명한 신경과학자인 지아코모 리촐라티가 이끄는 연구팀은 원숭이 실험을 통해 인간을 비롯한 영장류의 뇌 속에는 타인의 행동을 그대로 흉내 내는 신경세포, 즉 거울 뉴런이 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 2. 도파민 도파민은 쾌감과 관련된 신경전달물질로, 인간의 뇌에서는 무언가를 성취했을 때 도파민이 방출되고 그에 따라 쾌감중...2025.01.29
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뇌를 모방한 전기회로와 신경계질환 치료2025.12.101. 뇌와 전기회로의 유사성 뇌는 효율이 우수한 전기회로로 볼 수 있습니다. 뉴런은 전기-화학적 신호 전달을 통해 정보를 전달하는 장치입니다. 전자장치는 0과 1의 디지털 신호를 사용하지만, 뇌는 70mV의 전위차값으로 아날로그 신호를 표현합니다. 이러한 신호 전달 방식의 차이를 이해함으로써 뇌의 작동 원리를 전기회로로 모방할 수 있습니다. 2. Leaky Integrate and Fire Model 뉴런 축삭돌기의 막은 축전기로 작용하며, 세포막은 Na+-K+ 펌프의 활동으로 내부는 음전하, 외부는 양전하를 유지합니다. 저항은 세...2025.12.10
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폰 노이만 구조와 뉴로모픽 구조의 비교2025.01.051. 폰 노이만 구조 폰 노이만 구조는 존 폰 노이만이 1945년 설계한 컴퓨터 아키텍처로, CPU, RAM, I/O 구조와 프로그램 내장 방식의 범용 컴퓨터 구조를 의미합니다. 이 구조는 연산장치와 저장장치가 따로 존재하고 한 번에 하나씩만 가지고 와야 하기 때문에 대규모 정보 처리 시 병목현상이 나타나고 많은 전력이 요구됩니다. 하지만 논리적인 추리나 계산 등의 일에 적합합니다. 2. 뉴로모픽 구조 뉴로모픽은 뉴런과 모사를 의미하는 영어 단어의 합성어로, 뉴로모픽 반도체는 뉴런과 시냅스로 구성된 뇌 구조를 모사한 개념입니다. 뉴...2025.01.05
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뉴로모픽 반도체와 스파이킹 신경망의 융합2025.01.171. 뉴로모픽 반도체 뉴로모픽 반도체는 인간의 뇌 신경망을 모방한 집적 회로입니다. 이 기술은 전통적인 디지털 컴퓨팅과 달리 아날로그 신호를 사용하여 뉴런과 시냅스의 동작을 모방합니다. 뉴로모픽 반도체의 핵심은 저전력 소비와 고효율 데이터 처리 능력입니다. 신경망 모방, 스파이크 신경망(SNN), 비동기적 처리 등의 특징을 가지고 있습니다. 2. 스파이킹 신경망(SNN) 스파이킹 신경망은 뉴런이 전기적 신호를 스파이크 형태로 주고받는 방식으로 동작합니다. 이는 인간의 신경망이 정보를 처리하는 방식을 보다 정확하게 모방한 것입니다. ...2025.01.17
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뉴로모픽 소자와 신경계 기반 전자공학 기술2025.12.211. 뉴로모픽 공학(Neuromorphic Engineering) 1980년대 말에 제안된 개념으로, 신경계의 구조를 참고하여 전자의 이동을 재현하는 시스템을 이용한 기술이다. 뉴로모픽 컴퓨팅은 생물학적 신경망의 작동 원리를 모방하여 자율주행, 사물인터넷, 로봇 개발, 인공지능 등 4차 산업혁명 시대의 다양한 분야에서 필수적인 기술로 활용되고 있다. 2. 반도체 회로 설계 및 공정 반도체를 설계하고 공정하는 과정의 발전은 인터넷 시대의 촉매 역할을 하였으며, 현재 전자공학계에서 빼놓을 수 없는 중요한 요소이다. 컴퓨터는 연산을 하는...2025.12.21
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뉴로모픽 반도체: 뇌에서 찾은 미래의 반도체 기술2025.11.161. 뉴로모픽 반도체 뉴로모픽 반도체는 인간의 뇌 구조를 본떠 만든 반도체로, 1,000억 개 이상의 뉴런이 시냅스를 통해 병렬적으로 연결되어 정보를 한순간에 처리하고 저장한다. 기존 폰 노이만 방식의 순차적 처리와 달리 뉴로모픽 반도체는 스파이크신경망을 기반으로 필요한 자극만 전달하여 전력 소모를 극단적으로 줄일 수 있다. 예를 들어 알파고는 1메가와트를 소모했지만 이세돌은 20와트만 소모했다. 현재 상용화 단계에 있으며 전문가들은 상용화 시 인공지능의 급성장을 예견하고 있다. 2. 인공지능과 전자공학의 상호보완성 인공지능은 기본...2025.11.16
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영화 <굿윌헌팅>과 <위플래쉬>의 비교 분석2025.01.281. 영화에서 보여주는 주인공의 차이 두 영화 <굿윌헌팅>과 <위플래쉬>는 제자와 스승의 관계를 다루고 있지만, 각 영화에서 주목하는 인물이 다르다. <굿윌헌팅>은 제자 윌을, <위플래쉬>는 스승 플레처 교수를 강조하고 있다. 이는 영화적 요소인 카메라 워킹, 포커스, 조명 등을 통해 잘 드러나고 있다. 2. 두 영화의 결말 비교 표면적으로 두 영화의 결말은 유사해 보이지만, 교수들의 교육 방식의 차이에서 기인한 근본적인 차이가 존재한다. 맥과이어 교수는 학생 중심의 교육을 실천하여 윌의 자존감을 높여주었지만, 플레처 교수는 자신의...2025.01.28
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인공신경망의 작동 원리 및 파이썬을 이용한 신경망의 손글씨 데이터 인식2025.01.141. 인공신경망의 작동 원리 인공신경망은 뇌 속 뉴런의 작동 원리를 컴퓨터로 구현한 정보 처리 시스템이다. 인공신경망은 입력층, 은닉층, 출력층으로 구성되며 입력값과 가중치의 곱을 활성화함수에 넣어 출력값을 생성한다. 행렬곱을 이용하여 가중치 계산을 수행하며, 오차 역전파를 통해 가중치를 업데이트하여 학습을 진행한다. 학습률은 신경망 학습 속도에 중요한 영향을 미친다. 2. 파이썬을 이용한 신경망의 손글씨 데이터 인식 MNIST 데이터베이스의 숫자 손글씨 데이터를 이용하여 3계층 신경망 모델을 구현하였다. 초기화, 학습, 질의의 3...2025.01.14
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인공지능과 기계학습 중간정리2025.01.131. 예측자 예측자는 Y=AX의 관계가 선형일 때 사용된다. 예측자를 구하는 과정은 다음과 같다: 1) 임의의 값 A 설정 2) 주어진 데이터의 X를 대입하여 예측값 Y 출력 3) 목표값과 출력값을 비교하여 오차(error) 구하기 4) 오차가 양수인 경우 A를 늘려야 하며, 오버슈팅을 방지하기 위해 A를 조금씩만 조정해야 한다. 5) 이러한 과정을 반복(iteration)하여 A를 조정해나가는 것이 예측자 구하기의 핵심이다. 2. 분류자 분류자는 X·Y 평면에서 두 그룹을 분류하는 선형분류자를 말한다. 분류자 학습 과정은 다음과 ...2025.01.13
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AI 인공신경망을 통한 뇌신경망 구현 연구2025.12.111. 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN) 인공신경망은 인간의 뇌를 모방한 AI 핵심 기술로, 뇌의 신경세포(뉴런) 간의 연결 방식을 모방하여 학습과 문제 해결 능력을 구현하는 기술이다. 이는 ChatGPT, Adobe Photoshop, Runway ML 등 다양한 실용적 응용 분야에서 활용되고 있으며, 자료조사, 쇼핑, 금융, 건강, 미용, 편집 등 광범위한 영역에서 편리하게 사용되고 있다. 2. 인공뇌(Artificial Brain) 인공뇌는 인공신경망의 개념을 확장하여 인간의 뇌 전체 기능을 재...2025.12.11
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