인천대학교(총장 박종태)는 송영준 생명공학부 나노바이오전공 교수(교신저자)가 유민상 석사(공동 제1저자)와 공동으로 수행한 연구가 나노과학(Nano Technology) 분야 학술지인 'ACS Nano'(Impact Factor = 15.881)에 게재됐다고 20일 밝혔다.

이번 연구 제목은 'Programmable DNA-Based Boolean Logic Microfluidic Processing Unit(프로그래밍 가능한 DNA 기반 부울 논리 미세유체 처리 장치)'다.

송영준 교수 연구팀은 현재 핵산(Nucleic acid)의 구조를 이용해 DNA 저장기술(Storage), DNA 컴퓨팅(Computing), DNA 논리회로(Logic gate)에 관한 다양한 연구를 수행해오고 있다.

이번 연구는 DNA의 배열 순서(Sequence)를 고려해 입력값(Input)과 출력값(Output)을 예측했다. 또한, 출력값을 정확하게 얻기 위해 미세유체칩과 임베디드 시스템으로 연결하고, 간단한 코드를 이용해 컴퓨터 언어로 DNA의 논리 회로 시스템을 구현했다. 이렇게 적용된 파라미터들의 예측값과 실제 출력값의 정확성을 비교해 DNA를 통한 연산처리장치 칩으로서의 가능성을 검증했다.

본 연구를 통해 전자회로에서 구현하는 멀티플렉서 시스템이나, 머신러닝 분야에 기본 소자가 되는 배타적 논리합(XOR) 연산 구현으로 컴퓨터의 중앙연산처리장치(CPU)나 뉴럴 네트워크를 칩으로 구현할 수 있는 DNA 연산칩의 나아갈 방량을 선제적으로 제시한 것으로 평가된다.

연구는 한국연구재단의 기본연구(SGER), 우수신진연구 및 기초연구실지원사업으로 진행됐다.