비둘기 비행 컴퓨터 시뮬레이션으로 재현

새의 골격·깃털 정교하게 모델링

시뮬레이션 된 결과를 이용해 새와 비슷한 3D 캐릭터 모델에 적용한 모습,자료=미래창조과학부 제공

국내 연구진이 비둘기의 비행 원리를 밝히고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 새의 비행을 가상으로 재현하는 기술을 개발했다.

미래창조과학부는 23일 서울대학교 컴퓨터공학부 이제희 연구팀 등이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 새의 비행을 가상으로 재현하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

최근 학계에서는 수중·육상동물의 움직임을 컴퓨터 시뮬레이션이나 로봇으로 재현하려는 연구는 활발하다.

하지만 조류의 경우 비행을 재현하기 위해 생체구조는 물론 공기역학적 특성까지 반영한 역학이론과 제어기술이 필요해 난제로 남아 있었다.

하지만 국내 연구진은 실제 비행하고 있는 비둘기와 앵무새의 골격 및 깃털을 정교하게 모델링해 이들의 움직임을 사실적으로 재현할 수 있는 조류의 비행모델과 정교한 제어기술을 개발했다.

새의 관절부위에 자체 제작한 초저중량 마커를 부착해 새의 뼈대가 시간에 따라 움직이는 궤적을 모션 캡쳐로 얻어내고 회초리처럼 휘어지는 깃털의 물성은 초고속 비디오카메라로 녹화해 분석했다.

또 날개를 아래로 저을 때는 막을 형성해 부력을 극대화하고 위로 저을 때는 깃털들이 서로 벌어져 회전하며 공기가 깃털 사이로 빠져나가는 새의 날개 짓을 정교한 모델링 및 시뮬레이션을 통해 좀 더 사실적으로 재현해냈다.

아울러 연구팀은 새의 운동범위가 광범위하고 비행속도가 빨라서 관찰하지 못한 비행동작을 추측하는 일반화 과정을 자동으로 처리하는 알고리즘도 개발했다.

이 교수는 “이번에 개발된 제어 알고리즘은 애니메이션, 생체모방로봇 뿐만 아니라 이미 멸종된 시조새가 어떻게 하늘을 날았는지 유추하는데도 사용이 가능하다”고 설명했다.

이번 연구결과는 컴퓨터 그래픽스 분야 학술지 ACM 트랜잭션스 온 그래픽스(Transactions on Graphics) 9월호에 게재됐다.

김은경 기자 cr21@