과제: 진정성 있고 책임감 있게 호주 문화를 수용하기 위해 제작된 환경친화적인 랜드로버 만들기.

솔루션: Artec Leo를 사용하여 자동차의 일반적인 인프라와 차대를 스캔 작업하여 오래된 디젤 랜드로버를 배터리 구동 차량으로 개조.

결과: 전기 랜드로버를 개조하여 호주 및 그 외 지역의 개인 및 기업에 판매 및 임대하는 창업 기업.

세계에서 여섯 번째로 큰 국가인 호주는 290만 제곱마일에 걸쳐 펼쳐져 있습니다. 인구가 2,500만 명이 조금 넘는 호주는 인구의 약 85%가 광대한 해안 가까이에 살고 있어 중앙지역에는 공간이 많습니다. 이로 인해 호주의 멋진 모험이 시작됩니다. 오지를 여행하거나 멋진 해안을 따라 순항하는 것입니다.

너무 커서 단지 국가일 뿐만 아니라 대륙이기도 한 섬 전체에서 모든 오지 주행 옵션을 이용할 수 있어 SUV는 큰 호주 모험을 위한 확실한 선택으로 보입니다. 오래된 클래식 랜드로버는 이곳에서 다른 무엇보다 집처럼 편안해 보입니다. 하지만 오늘날 기후 변화에 맞서고 환경친화적인 대안을 모색하고 있는 Land Rover사는 소비하는 디젤의 양과 방출하는 배기가스 등에 대해 중대한 조치를 취하고 있습니다.

Jaunt의 첫 번째 제작품인 Juniper (이미지 출처: Jaunt / Instagram)

Jaunt Motors의 CEO인 Dave Budge는 "저는 항상 탐험과 하이킹 그리고 사륜구동 주행을 좋아했으며, 호주는 덤불 속으로 빠져나가기에 아주 좋습니다. 그러나 저는 공기가 깨끗하고 주변 환경이 아름다운 곳으로 가기 위해 많은 디젤을 태우는 것에 대해 약간의 죄책감을 느꼈습니다. 거대한 호주에는 사륜구동차 외에는 갈 방법이 없는 몇몇 아주 아름다운 곳이 있습니다”라고 말했습니다.

탄소 배출량 감소에 대한 긴박감이 커지고 있는 가운데 호주의 덤불을 탐사하는 새로운 방법을 개발하는 데에는 여러 가지 이유가 있었습니다. Budge는 "사람들은 새와 바람 소리를 듣고 싶어합니다. 디젤 엔진 소리 때문에 차를 타고 있을 때 놓치는 요소가 있습니다. 그리고 저는 제가 구매할 수 있는 전기 사륜구동차가 있기를 바랐습니다”라고 말했습니다.

오래된 랜드로버를 스캔 작업 중인 Artec Leo (이미지 제공: Dave Budge/Jaunt)

새로운 회사의 시작은 다음과 같이 Budge가 확인한 격차에서 구체화되기 시작했습니다. “저는 전기 사륜구동을 원합니다. 호주 사람들은 대부분 사륜구동차만 구매하고 있지만 구매할 전기 사륜구동차는 없습니다”라고 그는 말했습니다.

Budge는 "호주의 1인당 교통 배출량은 세계에서 가장 심각한 수준입니다. 이는 단지 장거리 운전 때문만이 아닙니다. 우리는 매우 비효율적이고 오래된 자동차를 가지고 있으며, 대부분의 다른 나라에서 시행하는 정기적인 배출량 점검을 법으로 의무화하지 않고 있습니다"라고 설명했습니다.

그러나 이는 기회로도 이어집니다. “이러한 배기가스를 방출하는 모든 오래된 자동차가 도로 위를 달립니다. 그러나 반면에 모든 오래된 자동차를 EV로 개조할 수 있습니다.”

2018년 Jaunt의 공동 창립자인 Marteen Burger와 팀을 이루면서 Budge는 디자이너이자 크리에이티브 디렉터로서 그리고 Burger는 프로듀서이자 프로덕션 매니저로서 자신들의 전문성과 재능을 결합하여 계획을 세우기 시작했습니다.

Budge는 "시기가 적절했습니다, 사람들은 10~15년간 자동차를 개조했습니다. "그것은 엔지니어링 문제가 아니었고. 우리는 그것은 할 수 있다는 것을 알고 있었습니다. 그것은 설계 및 사용자 인터페이스 문제에 더 가깝습니다"라고 말했습니다.

 

이러한 작업을 수행하는 것 이상으로 중요한 것은 모든 것이 제자리에 장착될 수 있게 하는 것이었습니다. (이미지 제공: Jaunt/Instagram)

첫 번째 단계는 차를 구매해서 분해하는 것이었습니다. Budge는 "모두 수작업으로 제작되었기 때문에 두 대의 랜드로버가 똑같지 않습니다”라고 말했습니다. 그러나 자동차가 조립되면서 일관된 상태를 유지하도록 제작된 사다리 프레임으로 기본 치수는 지난 70년 동안 거의 그대로 유지되었습니다. 이러한 치수를 통해 팀은 일부 부품을 분리하고 에너지 효율과 고밀도를 위해 선택한 10개의 대형 Tesla 배터리를 포함한 일부 부품을 추가한 상태에서 모든 것을 장착하는 방법을 더 잘 알 수 있었습니다.

계획: 자동차를 분해하고 재조립하는 과정에서 개선을 위해 새로운 제조 기법과 현대적인 정밀도를 사용할 수 있는 방법을 고려합니다. Budge는 "우리는 자동차를 재설계하려는 것이 아닙니다. 이 기존의 자동차가 더 잘 나가도록 하려는 것입니다"라고 말했습니다.

밀리미터까지 디테일이 필요한 작업에는 3D 스캔 작업이 필요했습니다. Budge는 “랜드로버 차대의 3D 모형은 없었습니다. "있었어도 제조 과정에서 추가되는 모든 치수와 돌출부 및 사물이 포함되지는 않았을 것입니다"라고 말했습니다.

빅토리아주의 3D 스캔 작업 전문가들이 투입된 것은 바로 이 때였습니다.

Artec의 공식 골드 파트너인 Thinglab의 Ben Myers는 "Jaunt는 처음에 랜드로버 차대 중 하나의 디지털 모형을 만드는 데 사용할 수 있는 옵션을 알아보기 위해 우리 Thinglab 팀에게 연락했습니다. 물론 우리는 이 프로젝트에 참여할 수 있는 기회를 놓치지 않았고, 프로젝트의 요구 사항을 충족하려면 Artec Leo를 사용해야 한다는 것을 금방 알 수 있었습니다"라고 말했습니다.

랜드로버 차대의 3D 모형

Myers는 "이러한 프로젝트의 경우, 모든 선과 곡선을 고려하여 모든 호 또는 박스 섹션을 충족하는 방대한 양의 계획 및 설계가 필요합니다. "구성 부품 장착, 간격 확보 및 배치 작업은 항상 어려운 문제 중 하나이며 정확한 측정 및 계획이 필요합니다"라고 설명했습니다.

다른 스캐너와는 달리 Artec Leo는 최대 0.1mm의 정확도를 제공하며 온보드 처리 및 내장 디스플레이를 통해 가장 직관적인 작업 흐름을 갖추고 있습니다. 무선 방식의 Artec Leo를 사용하여 스캔 작업하는 것은 휴대폰에서 동영상을 찍는 것만큼이나 간단하며, 실시간 디스플레이를 통해 사용자가 놓쳤을 수 있는 부분을 빠르게 캡처할 수 있습니다. 이는 모든 종류의 차량과 손에 닿기 어려운 부분에 대해 훌륭한 솔루션이 되고 있습니다.

Leo의 기능은 매우 유용했습니다. (이미지 제공: Dave Budge/Jaunt)

Myers는 "스캔 데이터를 위해 계획된 많은 응용 프로그램이 있었지만, 가장 중요한 것은 CAD에서 사용할 수 있는 정확한 STL 파일을 제공하는 것이었습니다. 이 데이터는 섹션을 리버스 엔지니어링하고 주변 설계를 참조하는 데 사용될 수 있습니다"."라고 말했습니다.

렌더링 및 이미지 생성을 가능케 하는 컬러 메시 파일도 만들어졌습니다. Artec Studio를 사용하여 CAD 패키지에 대해 더 관리하기 쉬운 심하게 훼손된 파일과 함께 고해상도 컬러 OBJ를 쉽게 제작하였습니다.

Myers는 "차대를 스캔 작업하는 것은 맞물림이 많기 때문에 어려울 수 있으며, 이 경우 여러 각도에서 스캔 작업을 해야 하는 전체 모형이 필요했습니다. 또한 여유 공간이 별로 없어 지면에 가깝게 상당히 낮았기 때문에 Leo의 반전 스캐닝과 온보드 디스플레이를 활용해야 했으며, 이를 통해 많은 시간을 절약할 수 있었습니다"라고 말했습니다.

스캔한 차대를 일종의 템플릿으로 사용하여 Jaunt 팀은 이제 다양한 차량에 대해 작업하고 사업을 더욱 확장할 수 있습니다

Budge는 "Leo를 통해 이것을 정말 빠르게 스캔 작업할 수 있었으며, 우리가 작업장에서 그 해상도와 유연성을 가질 수 있었습니다. 우리는 실제로 대량으로 차량을 조립할 수 있다는 것을 아는데 이것이 필요했습니다"라고 말했습니다.

 

 

이 팀은 3D 모형을 통해 주행할 차량이 Tesla 배터리를 장착할 수 있는 위치를 효과적으로 선택할 수 있습니다.

새로운 자동차를 기리기 위해 새로운 와인을 만든 Mountain Ridge Winery를 위해 만든 첫 번째 자동차를 포함한 두 대의 자동차가 성공적으로 개조됨에 따라 포도주 양조장, 맥주 양조장 및 호텔과 같은 휴양지를 겨냥한 더 많은 계획이 구체화되고 있습니다. Budge는 "여기서 우리가 할 수 있는 일은 영감을 주는 무언가를 만들고 사람들이 이전에는 결코 생각하지 못했던 방식으로 전기 자동차에 대해 흥미를 느끼게 하는 것입니다"라고 말했습니다.

그리고 이미 150일 이상의 차량 임대가 미리 예약되어 있고 내년 초에 5대의 차량을 추가로 준비하고 있는 Jaunt는 이제 더 많은 스캔 작업을 시작하기 시작했습니다. Budge는 "기본 플랫폼은 1958년부터 2016년까지 똑같았지만, 배터리를 장착하며 제곱 밀리미터 단위로 공간을 차지하기 때문에 많은 변형을 고려해야 합니다"라고 설명했습니다.

Myers는 "이것은 매우 사랑받는 아이콘에 새로운 생명을 불어넣는다는 점에서 흥미진진한 멋진 프로젝트입니다. 또한 Leo를 선보이고 활용 방법을 보여줄 수 있는 좋은 기회이기도 했습니다"라고 말했습니다.

과제: 덥고 비좁은 정제소 환경에서 복잡하고 손상된 배관 및 장비를 정확하게 측정하여 맞춤형 수리 솔루션을 설계, 제작 및 설치하여 최대한 신속하게 수리를 수행할 수 있게 합니다.

솔루션: Artec Leo, Artec Studio, Geomagic Design X, SOLIDWORKS

결과: 이제 1밀리미터 미만의 정확도를 가진 스캔을 캡처하고 엔지니어와 클라우드로 공유하여 수리가 필요한 배관에 클램프를 맞춤 제작하는 데 사용할 수 있습니다. 수작업 측정보다 6배 빠른 이 새로운 작업 흐름은 시설을 가동 상태로 유지함으로써 비용이 많이 드는 계획되지 않은 가동 중단 시간을 최소화합니다.

 

Artec 3D를 선택한 이유는? 견고한 초소형 Leo는 좁은 산업 공간에서 캡처하는 데 적합합니다. Artec Studio에서 원활하게 처리를 수행할 수 있으며, 기술자는 Artec Cloud를 통해 원거리에 있는 파트너와 스캔 데이터를 즉시 공유하여 맞춤형 부품을 설계하고 제조할 수 있습니다.

 

Artec Leo로 복잡한 파이프 형상을 디지털화하는 Team, Inc.의 기술자

 

대부분의 경우 눈에 띄지 않지만, 전 세계는 발전소와 정제소에서 사용자에게 필수적인 자원을 운반하는 수백만 킬로미터의 파이프로 덮여 있습니다. 석유 및 가스 네트워크에 문제가 발생했을 때 비로소 뉴스의 헤드라인을 장식하며, 이는 종종 정제 운영자에게 막대한 피해를 입히는 보도로 이어집니다.

누출은 환경 문제를 일으키고 고객 신뢰도에 영향을 미치며 경우에 따라 계획되지 않은 가동 중단을 초래하기도 합니다. 파이프는 매일 수백만 달러 상당의 자원을 운반할 수 있으므로 사고 발생 시 막대한 비용이 발생하며, 수리에는 시간이 매우 중요합니다.

이러한 재난을 막기 위해 파이프라인 운영자는 유지보수를 위해 2~3년마다 가동을 중단하는 경향이 있습니다. 그러나 이러한 점검 기간 사이에 배관은 부식, 침식 또는 균열로 인한 손상이 발생하기 쉽습니다. 이것이 Team, Inc.와 같은 전문 서비스 제공업체가 필요한 이유입니다.

 

긴급 현장 수리를 위해 Team, Inc.가 3D 스캔하는 배관의 예

 

Team, Inc.의 점검 및 수리 서비스를 통해 고객은 무결성을 확인하고, 선제적 유지보수를 수행하며, 자산을 계속 가동할 수 있도록 수리를 수행할 수 있습니다. 업계의 대부분은 여전히 손상된 배관의 크기를 수작업으로 측정하고 있지만, Team, Inc.는 Artec Leo를 도입하여 전례 없는 속도와 정밀도로 손상된 부품을 측정하고 수리하는 다른 접근 방식을 택했습니다.

비용이 많이 드는 오류 차단

Team, Inc.는 텍사스 휴스턴에 본사를 두고 있으며, 20개국 이상에 진출해 에너지부터 항공우주에 이르는 다양한 산업 분야에 서비스를 제공하고 있어 명실상부한 글로벌 엔지니어링 솔루션 제공업체로 자리매김하고 있습니다.

하지만 최근까지만 해도 가동 중 수리 서비스에 캘리퍼 기반 측정이 사용되었습니다. 가동 중 서비스 담당 부사장인 Adam Thistlethwaite에 따르면, 수작업 측정은 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 매우 위험합니다. 파이프 네트워크는 육안으로 판단하기 어려운 복잡한 각도가 특징인 경향이 있으며, 종이에 적고 사진으로 전송한 치수는 잘못 해석하기 쉽습니다.

수리 부품은 생산하는 데 비용이 많이 들고 제조 실수로 인해 발생하는 비용도 크지만, 더 중요한 문제는 수리 일정에도 영향을 미친다는 점입니다. 이러한 위험 때문에 Team, Inc.는 작업 흐름을 디지털화하기로 했습니다. 처음에 엔지니어들은 유선 표적 기반 3D 스캐닝으로 배관 측정을 시도했습니다. 그러나 정제소 환경에서는 표적 스티커를 붙이거나 떼어내는 것이 번거로웠고 경우에 따라 열 연무로 인해 결과가 왜곡되는 경우도 있었습니다.

이러한 이유로 그들은 미국에 소재한 Artec 골드 인증 파트너인 GoEngineer에 연락하여 Artec Leo를 도입했습니다. Team, Inc.의 기술자들은 항상 수작업으로 측정을 해왔고 3D 스캐닝을 사용해 본 적이 없었습니다. 하지만 이 스캐너의 클릭 투 스캔(click-to-scan) 기능 덕분에 몇 시간만 교육받으면 금방 익숙해지고 현장에서 바로 사용할 수 있었습니다.

 

Team, Inc.의 기술자에게 실시간 피드백을 제공하는 Artec Leo의 내장 디스플레이

견고하고 휴대성이 뛰어나며 정확하고 사용하기 매우 쉬운 Leo를 회사의 작업 흐름에 바로 적용하자 의구심이 해소되고 오류 없는 누출 클램프 맞춤화가 가능해졌습니다.

Thistlethwaite는 “일부 부식된 파이프의 경우 90° 회전한다고 생각하지만 실제로는 92° 회전합니다. 클램프에 힘을 가하면 파이프가 파손되어 안전에 문제가 생길 수 있습니다. 이제 '완벽한 각도'가 아닌 것이 있으면 3D 스캐닝으로 캡처하여 처음에 딱 맞게 설계에 통합할 수 있습니다.”라고 설명했습니다.

클라우드 상의 파이프라인 설계

Team Inc.는 이제 1m2 배관을 1시간 안에 디지털화할 수 있어 5~6시간이 걸리던 스케치 세션에 비해 시간을 크게 절약할 수 있으며, 이 외에도 많은 이점을 누리고 있습니다.

이 회사의 엔지니어들은 Artec Studio에서 데이터를 캡처하고 정렬하는 것부터 시작합니다. Autopilot은 정합, 정렬 및 데시메이션을 단일 단계로 결합하면서 최적의 알고리즘을 대신 선택해 프로세스를 간소화합니다. Autopilot은 메시를 내보내는 동안 파일 크기를 줄이고 Artec Cloud에서 더 쉽게 공유할 수 있게 해 주기 때문에 특히 Team, Inc.의 작업 흐름에 매우 중요합니다.

Thistlethwaite는 “이전에는 치수를 기록하고 페이지의 사진을 찍어 SOLIDWORKS에서 형상을 재구성하는 엔지니어에게 보냈습니다. 이러한 작업 과정으로 인해 오류가 발생하고 품질 저하로 인한 비용이 발생할 수 있었습니다. 이제 Artec Cloud를 사용하면 현장에서 데이터를 업로드하고 사무실의 동료들과 직접 공유하고 그들은 즉시 수리 작업을 시작할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

이 회사의 엔지니어들은 캡처한 스캔 데이터를 교정, 수정하고 SOLIDWORKS에서 클램프 설계를 위한 CAD 바디로 변환하기 위해 Geomagic Design X를 사용합니다. 이 소프트웨어의 고급 리버스 엔지니어링 도구 세트는 기존 제품 설계를 빠르게 반복하는 데 이상적입니다.  그렇지만 이 회사는 맞춤형 수리 클램프를 더욱 빠르게 제작할 수 있는 방법을 계속 모색하고 있습니다.

Thistlethwaite는 “당사는 내부 교육과 파트너인 GoEngineer의 지원을 통해 소프트웨어 측면에서 더 능숙해질 수 있는 새로운 방법을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 특히 더 효율적인 방식으로 동일한 결과를 얻을 수 있는 스캔 처리 방법을 모색하고 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

긴급한 수리를 더 빠르게 진행

이제 미국에 있는 모든 Team, Inc.의 기술자들은 Leo에 액세스하여 원격 위치에서 캡처한 후 회사의 전 세계 시설에 데이터를 전송하는 데 사용합니다. 3D 스캔을 즉시 공유하면 1~2일이라는 일반적인 인클로저 마감 기한을 더 쉽게 맞출 수 있을 뿐만 아니라 품질 보증을 위해 다시 검토할 수 있는 캡처된 설계 기록을 구축할 수 있습니다.

작업 후반에 필요한 경우를 대비하여 추가 시설 데이터를 캡처하는 Artec Leo

그리고 휴대성의 이점도 있습니다. Leo의 독특한 무선 일체형 구성 덕분에 전 세계 어디에서나 캡처할 수 있으며, 스캔한 결과물을 Wi-Fi로 공유할 수 있습니다. Team, Inc.는 측정 데이터를 거의 즉시 공유할 수 있는 기능을 통해 제조 작업 흐름을 가속화하고 전례 없이 빠른 속도로 긴급한 고객 요구 사항을 충족할 수 있었습니다.

그러나 고객의 중요한 자산을 수리하기 위한 새로운 방법을 모색하면서 원활한 다중 사이트 데이터 공유 작업 흐름을 지속적으로 검토하고 있습니다. Thistlethwaite는 복잡한 형상을 3D로 스캔하는 것은 이미 당연한 일이 되었으며, Leo를 쉽게 다룰 수 있다는 것이 입증되었기 때문에 앞으로 Team, Inc.의 비즈니스 전반에 걸쳐 새로운 응용 분야를 찾을 수 있을 것이라고 말합니다.

 

Thistlethwaite는 "당사의 기술자들은 특히 이 기술에 만족하고 있습니다. 3D 스캐너의 속도, 편의성, 정확성에 매료되어 서로 3D 스캐너를 사용하기 위해 앞다투고 있습니다!"라고 결론지었습니다.

과제: 패션 디자이너는 디자인, 생산 및 고객 참여를 개선하기 위해 빠르고 정밀한 신체 스캔을 위한 고급 3D 디지털화 도구가 필요했습니다. 그녀의 GRACIOUS STUDIO 프로젝트는 공예, 기술, 공감에 중점을 두고 독특한 디자인 접근 방식을 개발합니다.

 

솔루션: Artec Eva, Artec Studio, Blender, CLO 3D

 

결과: 디자이너는 매우 정밀한 신체 스캔을 통해 포괄성, 접근성, 사용자 중심의 디자인 원칙을 우선시하는 추측적 앱을 만들 수 있었습니다.

Artec 선택하는 이유: Artec 3D 스캐너는 맞춤형 디자인과 의료 응용 분야에 필수적인 정확하고 매우 사실적인 신체 스캔을 제공합니다. Artec 3D 스캐너는 그 사용 편의성과 첨단 기술을 통해 학제 간 작업 흐름에 쉽게 통합될 수 있어 신뢰할 수 있는 신체 스캐닝 솔루션입니다.

윤리적 패션이라는 개념은 지난 수십 년 동안 환경, 예술, 산업적 측면의 문제를 다루며 주목을 받아왔습니다. 지속가능성이 새로운 대세인 것은 분명하지만, 의류가 여전히 완벽과는 거리가 먼 조건에서 제조되고 전 세계로 배송되며 자신에게 맞지 않거나 다음 유행으로 대체되어 수명이 짧은 경우가 많은 패션 산업을 변화시키기 위해 실제로 무엇을 할 수 있는지 여전히 의문을 제기하는 사람들이 많습니다.

맞춤화 및 지속 가능성을 넘어 패션화

런던 Royal College of Art(왕립예술대학)에서 패션 석사 과정을 졸업한 Hannah Cooper는 진정으로 관심을 갖고 있는 패션 전문가 중 한 명입니다. 3대에 걸쳐 여성이 직업적으로 또는 여가 시간에 바느질을 하는 집안에서 자란 그녀는 어릴 때부터 공예를 자신의 정체성의 일부로 삼았습니다. UAL에서 근무하는 동안 Cooper는 공예와 기술의 공생을 탐구하며 이를 실행 가능한 비즈니스 개념에 통합하는 데 중점을 두었습니다. 그녀의 목표는 디자인을 위한 지속 가능한 시스템을 만드는 것뿐만 아니라 이러한 작업 흐름에 대한 새로운 원칙을 제시하고 기술, 효율성, 공감에 똑같이 주의를 기울이는 것이었습니다.

Cooper의 프로젝트 아이디어는 실제 사용자의 요구를 기반으로 혁신적인 문제 해결과 공감적 디자인 사고를 결합한 도구인 Gracious Studio App 형태의 소매 시스템이었습니다. 이 B2B 소매 시스템의 주요 임무는 패션 브랜드가 기성복 제품의 맞춤형 버전을 제공함으로써 모든 능력, 신경학적 다양성, 성별, 연령, 체형을 가진 개인을 충족시킬 수 있게 하는 것이었습니다. 궁극적으로 이 체계적으로 포괄적인 도구는 패스트 패션, 대량 생산, 남성의 시선, 패션 브랜드의 포괄성 및 신뢰 부족과 같은 중요한 문제를 해결할 수 있습니다.

Hannah Cooper 신체 스캔. 이미지 제공: 디자이너

Cooper는 “저는 연구를 통해 디지털 혁신의 맥락에서 육체노동과 공예의 현대적 가치를 탐구했습니다. 여기에는 스캔된 경험, 스캐닝 룸의 인테리어 디자인, 현재의 응용 분야, 데이터 보호와 같은 윤리적 고려 사항, 신체 스캔이 정신 건강에 미치는 영향 등 신체 스캐닝에 대한 조사가 포함되었습니다.”라고 설명했습니다.

기술 향상에 적합한 기술

독특한 접근 방식을 개발하기 위해 제작자는 자신의 야심 찬 비전에 어울리는 기술이 필요했습니다. Cooper는 3D 신체 스캐닝, 디지털 패턴 재단, 의상 시뮬레이션, 아바타 제작, 전통적인 맞춤 재단 기술을 활용하여 완벽한 도구 세트를 찾기 시작했습니다. 그녀는 디지털 패션을 심층적으로 조사하는 동안 다양한 기술을 테스트하며 구현 가능성, 잠재력, 내재적 한계, 도덕적 우려 사항 등을 평가했습니다. 이 디자이너는 신체 스캐닝 기술을 소매 경험에 통합하기 전에 프로세스의 안전성에 대한 자신감을 갖고 3D 스캐너가 제공하는 정밀도와 속도에 대해 확신을 가져야 했습니다. 바로 이때 Artec 솔루션이 등장했습니다.

Cooper가 3D 스캐너를 만난 곳은 차세대 장비를 갖춘 왕립예술대학 스캐닝 연구실이었습니다. 인체 캡처 분야에서 전 세계적으로 널리 사용되는 Artec Eva는 최대 0.1mm의 해상도와 초당 최대 16프레임의 스캐닝 속도를 제공하는 구조광 스캐너입니다. Eva가 생성하는 빠르고 세부적인 텍스처 스캔은 의료에서 법의학, CGI에 이르기까지 인간 중심 응용 분야에서 명성을 얻었습니다. 연구실의 기술팀과 Cooper는 휴대용 스캐너를 사용하는 것이 계획한 직립 자세를 캡처하는 가장 쉬운 방법이라는 데 의견을 같이했습니다. 탁월한 정밀도와 고품질 피부 매핑 또한 필수적인 요소였습니다.

3D 신체 스캐닝 재설계

이 아티스트는 이 3D 스캐닝 솔루션이 기존 방법에 비해 측정값을 캡처하는 데 탁월한 정확성을 제공한다는 것을 알고 있었지만, 오차 범위를 크게 줄여 정밀한 데이터 수집을 보장한다는 점도 만족스러워했습니다. 기존의 측정 기술에는 전문 지식이 필요하지만 Artec 3D 스캐닝 소프트웨어는 다양한앱에 데이터를 쉽게 통합할 수 있어 도구에 대한 접근성이 매우 뛰어납니다.

Cooper는 “고객은 스마트폰으로 쉽게 신체 스캔을 받을 수 있으므로 전문 지식이 필요하지 않습니다. 3D 스캐닝을 통해 원격 피팅이 가능하며, 이러한 비침입적 접근 방식은 고객의 개인정보 보호와 편안함을 존중합니다. 또한 이 기술은 편견 없이 신체 형태를 캡처하므로 포괄성과 다양성을 증진하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 프로세스는 고객의 편안함과 개인정보 보호를 중심으로 설계되어야 합니다.”라고 말했습니다.

Artec Eva의 측정값을 사용하여 프로젝트를 위해 제작된 맞춤형 마네킹. 이미지 제공: Hannah Cooper

이 아티스트는 Artec Eva를 사용하여 세부적인 신체 스캔을 캡처한 다음 CLO 3D로 가져와 궁극적으로 실제 의상으로 변환되는 정밀한 디지털 패턴을 만드는 것으로 디자인 프로세스를 시작합니다. Cooper가 고안한 스캐닝 작업 흐름은 기술과는 거리가 멀었습니다. 그녀의 목표 중 하나는 경험을 재설계하고 가능한 모든 방식으로 맞춤화하여 사람이 완전히 안전하고 존중받는다고 느끼도록 하는 것이었습니다. 이러한 접근 방식은 기술에 관해 동료, 멘토, 잠재 고객의 저항과 회의적인 반응에 부딪히면서 시작되었습니다. 이러한 우려 사항을 해결하기 위해 Cooper는 직접 신체 스캐닝 경험을 바탕으로 고객이 가질 수 있는 잠재적인 의구심을 파악했습니다. 투명성과 책임의 중요성을 인식한 그녀는 데이터 과학자와 협력하여 필요한 데이터를 검토하고, 암호화 방법을 모색하고, 안전한 저장 옵션에 대해 논의하고, 고객이 데이터에 대한 통제권을 유지할 수 있게 했습니다.

스캐닝 세션의 목표와 요구 사항을 논의한 후, 팀은 스캐닝 장비 및 환경을 설정했습니다. 익명성을 보장하기 위해 Cooper는 얼굴과 머리를 가리는 마스크를 착용하기로 했습니다. 설정이 완료된 후, Cooper는 스캐닝 룸 한가운데로 들어가 신체 위치 및 움직임에 관한 기술자의 지시를 따랐습니다. 머리 정수리부터 신발 뒤꿈치까지 모든 각도에서 세부적인 3D 데이터가 빠르게 캡처되었습니다. 스캐닝 세션이 끝난 후 남은 작업은 Artec Studio에서 캡처한 데이터를 정제하고 처리하는 것이었는데, 여기에는 여러 스캔을 정렬하는 작업이 포함되었습니다. 또한 Cooper는 Blender를 사용하여 스크린숏과 녹화를 캡처하고, 자신의 피부에 투사된 빛과 글리치 효과는 물론 주변 환경을 추가로 조작했습니다. CLO 3D에서 의류 디자인, 맞춤형 패턴 제작, 의류 피팅 및 렌더링을 마무리하면서 프로젝트에 필요한 모든 소재가 준비되었습니다.

 

신체 스캐닝 기술을 통해 의류 디자인 및 핏 맞춤화를 위한 맞춤 제작 솔루션을 제공하는 GRACIOUS STUDIO 앱. 이미지 제공: Hannah Cooper

 

Cooper는 “Artec 3D 스캐닝 기술은 다양한 소프트웨어 애플리케이션에 통합할 수 있는 정확한 측정값으로 고품질 스캔을 제공하여 작업 흐름을 간소화하고 효율성을 향상합니다.”라고 말했습니다.

패션을 혁신하는 포괄적 디지털 경험

이 디자이너는 스캐닝 프로세스에 대한 이해와 사용자에 대한 공감을 바탕으로 비전, 포괄성, 접근성 및 사용자 중심 디자인을 우선시하는 앱과 소매 시스템을 성공적으로 만들었습니다. Artec 3D 스캐닝 기술은 패션 산업을 위한 포괄적인 디지털 경험을 보여줄 뿐만 아니라 공감을 촉진하고 의미 있는 대화를 장려함으로써 GRACIOUS STUDIO의 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 했습니다.

Cooper는 Artec Eva의 데이터를 바탕으로 ' Self vs. Scan'이라는 제목의 설치물을 제작했습니다. 작가의 경험을 바탕으로 한 시로 자막이 달린 이 친밀하고 미묘한 비디오 설치물은 신체 스캐닝의 윤리와 더욱 포괄적인 패션 산업을 위한 맞춤형 시스템 혁신의 잠재력에 대한 대화를 불러일으켰습니다. Cooper는 "Artec 스캔의 뛰어난 해상도 덕분에 제 몸을 아름답게 표현할 수 있었습니다. 복잡한 디테일을 캡처하는 스캐너의 기능은 제 자신에 대한 인식을 재구성하는 데 도움이 되었습니다.”라고 덧붙였습니다.

2023년 4월 왕립예술대학의 비디오 설치물, Self vs. Scan. 이미지 제공: Hannah Cooper

Cooper는 스마트폰의 LiDAR 기능을 활용하여 Artec 스캐닝 기술이 자신의 앱에 완전히 통합되는 시나리오를 구상합니다. 고객은 집에서 편안하게 앱을 통해 스캐닝 프로세스를 안내받을 수 있다는 것이 그녀의 추측적 비전입니다. 이 디자이너는 매우 세부적인 고품질 모바일 스캐닝을 통해 Gracious Studio가 고객에게 완벽하게 맞는 맞춤형 의류를 제공할 수 있을 것이라고 확신합니다.

앞으로 Cooper는 보조 기술과 포괄적 패션 디자인에 3D 기술의 연구와 응용을 추구하고자 합니다. 그녀는 신체 스캐닝이 맞춤형 의류 솔루션을 제공함으로써 장애인에게 어떻게 자신감을 갖게 할 수 있는지 연구할 계획입니다. 이 연구를 통해 그녀는 모든 능력을 가진 사람들이 패션 산업에 전적으로 참여할 수 있는 포괄적 기술을 개발하여 다양성, 형평성, 접근성을 높이는 것을 목표로 하고 있습니다.

Hannah Cooper가 지속 가능한 패션 분야에서 두각을 나타내게 하는 것은 프로젝트 차원의 상호 연결성입니다. 예술적으로 그녀는 미적 표현, 개념적 디자인, 시각화를 결합하여 신체 정치, 포괄성, 사회적 규범에 대한 논의를 촉발합니다. 기술적으로 그녀는 실용성, 효율성, 혁신에 중점을 두고 신체 측정을 위한 3D 스캐닝과 맞춤형 패턴 생성을 위한 AI를 사용하여 고객 경험을 개선하기 위한 지속 가능한 패션 시스템을 만들고 있습니다. 환경 보호주의는 그녀의 작업에 필수적인 요소이며, 그녀는 패션 업계의 사람과 환경 착취를 줄이는 데 전념하고 있습니다. 이러한 패러다임과 접근 방식의 조합은 스마트하고 윤리적이며 지구에 친화적이고 사람들이 배려받는다는 느낌을 주는 미래의 패션을 향한 첫걸음이 될 수 있습니다.

요약: 네덜란드 델프트시에서 한 디자이너는 델프트 대학교와 함께 17세기 중국 도자기를 재현하고 수 세기 전의 디자인을 바탕으로 새로운 작품을 제작합니다.

목표: 원래의 17세기 화병을 완벽한 3D 모형과 주형으로 변환하고 발굴된 고대 유물을 바탕으로 새로운 디자인을 개념화하기.

 

사용 도구: Artec Eva 및 Artec Space Spider

면적이 매우 넓고 역사가 깊은 나라인 중국의 문화는 오늘날 요리부터 기술까지 모든 것을 세계의 사람들이 인정하며 탐구하는 주요 대상이 되었습니다. 중국의 섬세한 장식품도 예외는 아니며, 그 중에서도 가장 유명한 것은 도자기로 만든 것입니다.

한 왕조(기원전 206~220년) 초기부터 세계 다른 지역으로 수출된 명품인 청백색의 소용돌이무늬 및 패턴은 중국 문화와 아주 밀접해 지거나 최소한 가장 쉽게 인식되는 디자인 중 하나가 되었습니다. 당대 도자기 대부분의 원천:  징더전. 이 남부 중국 도시와 그 주변에서 대부분의 중국 도자기가 생산되면서 북쪽과 남쪽으로 흐르는 강이 이 깨지기 쉬운 도자기의 운송에 도움이 되었으며, 수출은 국내 및 국제 시장에서 가장 중요한 사업이었습니다.

새로운 기술을 사용하여 오래된 귀중한 물건을 되살렸습니다.

 

 

15세기 초부터 유럽 여행자들이 중국 도자기를 구매한 기록이 있습니다. 17세기와 18세기까지 동아시아 시장은 도자기는 물론 차, 실크, 향신료로 많은 유럽 회사를 끌어들이기 시작했습니다. 1602년~1682년 사이에 네덜란드 동인도 회사는 영국, 포르투갈 및 스웨덴의 경쟁 회사보다 많은 3천만~3천만 5백 개의 도자기를 수출한 것으로 알려져 있습니다.

역사를 되살리기 위해 디자이너 Maaike Roozenburg는 네덜란드 최고의 델프트 공과 대학(특히 산업 디자인 교수)과 협력하여 Artec Ambassador 4C Creative CAD CAM Consultants가 제공하는 스캐너를 사용했습니다.

“도자기의 모든 역사는 매우 매력적입니다. “그것은 신비한 백색 재료이며 중국에서 발명한 것입니다. 그것에 대한 집착이 있었습니다. 모두가 그것을 원했고 중국에서는 실제로 서구 시장을 위해 도자기를 생산하기 시작했습니다. 유럽의 모든 왕족은 그것을 좋아했습니다”라고 Roozenburg는 말합니다.

네덜란드에서는 중국 도자기가 매우 사랑받고 인기가 많아 네덜란드 도자기 예술가들이 모방을 시도하기 시작했습니다. 그 결과 델프트웨어(Delftware)로 알려진 산업이 자연히 유명해졌습니다.

 

 

“17세기에 아펠도른(Apeldoorm)의 왕실 헤트 로 궁전(Het Loo Palace) 정원은 도자기로 만든 델프트웨어 화병들로 장식되어 있었지만, 이제 그 화병들은 모두 없어졌습니다. 고고학자들은 일부 파편 및 조각 그리고 그것들이 거기에 있었다는 과학적 증거를 도면과 그림과 함께 발견했습니다”라고 Roozenburg는 말합니다.

남아 있는 두 개의  17세기 화병을 외부로 반출하는 것이 허용되지 않아 Artec 스캐너를 가지고 들어갔습니다.

 

 

중국에서 영감을 얻은 이들 델프트웨어 화병을 재현하기 위해 일부 원본을 찾아야 했으며 전 세계에서 두 개만이 발견되었습니다. 하나는 영국의 Erddig Hall에서, 다른 하나는 독일의 Schloss Favorite 박물관에서 발견되었습니다.

“다행히 당시에 왕족들이 화병들을 다른 왕족에게 선물로 주었습니다!”라고 Roozenburg는 말합니다.

두 곳 모두에서 화병을 반출하는 것에 반대하자 팀은 그곳을 방문하여 작업을 수행했습니다. Roozenburg는 “성들은 자신들이 그러한 화병을 가진 유일한 성이라는 것을 알면 ‘안 돼요, 여기서 가져 나가지 못합니다’라고 말했습니다. 그래서 우리는 배낭에 Artec 스캐너를 넣고 아직 존재하는 영국과 독일에 있는 성을 찾아가 현장에서 스캐닝했습니다"라고 회상합니다.

Roozenburg는 “스캐닝에 대해 놀라운 점은 박물관에 보관해야 하는 아주 깨지기 쉽고 가치 있는 물리적 물체를 디지털 데이터로 렌더링함으로써 실험할 수 있다는 것입니다. 스캐닝은 다른 방법으로는 만질 수 없었던 역사적인 물건에 대해 작업할 수 있는 새로운 기회를 제공합니다"라고 말합니다.

스캐닝 과정에서 더 많은 과제가 제기되었습니다. 이번에는 도자기의 반사 특성으로 인한 일반적인 스캐닝 문제였습니다. Roozenburg는 “우리는 작업이 안 될 것으로 예상했지만 결국 Artec Eva는 예상보다 훨씬 잘 기능을 발휘했습니다”라고 말합니다.

 

Artec Eva를 결정하기 전에 CT 스캐너로 시도했었습니다. 그러나 프로세스의 특성으로 인해 제대로 되지 않았습니다. 이 스캐너를 통과하는 방사선은 한 번에 한 조각씩 물체의 조각을 만든 다음 이것들을 소프트웨어와 결합합니다. "원활한 스캔이 아니기 때문에 스캔 후 많은 작업을 수행해야 합니다"라고 그녀는 덧붙입니다.

사용하기 쉽고 매우 정밀한 스캐너인 Artec Eva는 표면이 반짝이는 물체를 포함한 거의 모든 중형 물체를 캡처할 수 있는 탁월한 솔루션입니다. 이는 이러한 화병의 경우에 중요한 이점입니다. 또한 구조광 스캐닝 기술을 통해 안전하게 사용할 수 있으며 정밀한 고해상도 측정이 가능합니다.

예상치 못한 문제나 좌절을 피하고자 연습용으로 화병의 스티로폼 모형을 만들었습니다. "영국에 있는 성에서는 뭐든 있는 대로 가지고 처리해야 한다는 것을 알고 나서 놀라지 마십시오!"라며 Roozenburg는 웃습니다.

화병의 처리를 최소화하고 안정성을 높이기 위해 소형 모터에 부착된 원형 플랫폼을 조립했습니다. 그런 다음 스캔할 화병을 플랫폼에 놓고 천천히 회전하면서 삼각대에 장착한 Artec Eva로 완전하고 고른 스캔을 만들었습니다.

사자 머리와 껍데기와 같은 덧붙은 장식물에는 Artec Space Spider를 사용했습니다. 이 Space Spider는 소형 물체와 복잡한 세밀도에 이상적인 스캐너이며 매우 높은 정확도와 초고해상도로 이러한 미세한 세밀도와 풍부한 색상을 캡처하는 데 가장 적합한 선택이었습니다. 스캐닝 후 장식물들은 MATLAB으로 처리하여 3D 프린팅을 하기 전에 다듬었습니다.

Roozenburg는 “전체의 화병을 사용할 수 없으며 모든 세부 부분을 제거하고 다양한 부분의 다양한 주형을 사용하여 수정하고 축소해야 합니다”라고 설명합니다.

새로운 화병을 제작하기 위해 여러 단계의 성형, 프린팅, 조립 및 도장 작업이 필요했습니다.

모든 데이터는 추가 작업을 위해 암스테르담의 스튜디오로 가져왔습니다. 화병 본체의 경우 Artec Studio 및 MATLAB, Sketchup 및 Geomagic Studio 2013에서 스캔 후 처리를 수행하여 CNC 절삭을 사용하여 세라믹 슬립 캐스트 주형을 형성한 세밀한 모형을 제작했습니다.

 

TU Delft의 산업 디자인 부서의 실험실 관리자인 Bertus Naagen은 Artec Studio 소프트웨어에서 스캔이 후처리한 방식에 대해 "우리는 각각의 개별 스캔에 대해 Rough, Fine, Global, Outlier Removal, Sharp Fusion(반경 단위)을 포함한 모든 표준 단계 그리고 Small Object 필터를 따랐습니다. 그런 다음 모든 스캔을 정렬하고 Sharp Fusion(수밀)을 적용했습니다. 마지막 단계는 STL 또는 OBJ로 내보내는 것이었습니다"라고 설명합니다.

염두에 두고 있던 또 다른 요소는 건조 과정에서 도자기가 수축하므로 수축을 보상하기 위해 모형을 확장해야 한다는 것이었습니다. 화병이 성형되고 장식물이 부착되면, 장식된 화병을 하나씩 유약을 칠하고 도장하였습니다.

그리고 목표를 달성하였습니다. 새로운 기술을 사용하여 오래된 귀중한 물건을 되살렸습니다.

Roozenburg는 “가장 좋은 점은 결국 새로운 기술이 사용되었다는 것을 알 수 없다는 것입니다. 완성된 45개의 화병은 17세기에 가마에서 새로 나온 것처럼 원본처럼 보입니다”라고 말합니다.

Technical University의 스캐닝 전문가인 Naagen은 Roozenburg와 함께 여러 프로젝트에 참여했으며 이번 경우에는 "네덜란드와 중국 간에 수 세기의 걸친 교류에 관한  이야기”입니다.

현대 기술과 유산을 결합하는 데 깊은 관심을 가지고 있는 Naagen은 자신의 팀은 항상 역사의 관련성을 유지하는 프로젝트를 지원하는 데 열정적이라고 말합니다.

“그것은 문화입니다. 전 세계 사람들이 이용할 수 있도록 해야 합니다"라고 그는 말합니다.

고대 유물의 세부 부분을 제대로 얻으려면 아무리 사소한 것이라도 소홀히 할 수 없습니다.

특히 네덜란드 도시 델프트에서 도자기 컵, 그릇 및 접시가 발견되고 발굴되었습니다. 이는 중국에서 온 역사의 잔여물, 17세기 중국-네덜란드 무역로의 잔존물입니다.

“17세기의 유리그릇은 실제로 깨지기 쉬우며 대부분 파손되었습니다.  그것들은 박물관 유리 진열장 속에 보관한 채로 전시가 되어 절대 만질 수 없습니다. 저는 이 유리그릇들을 식탁으로 가져오고 싶었습니다"”라고 Roozenburg는 말합니다.

가능한 한 원본에 가까운 완벽한 복제품을 만들어 정원을 떠난 적이 없는 것처럼 정원에 두려는 화병의 완벽성과는 대조적으로 여기에서의 목표는 아주 대조적이었으며, 역사의 흔적을 보여주는 것입니다.

Roozenburg는 “완벽한 복제본을 만들지 않고 균열과 결함이 보이는 복제본을 만들었습니다. 나는 없어진 틈새를 메꾸지 않았습니다. 그런 의미에서 그것은 더 예술적이고 실험적입니다”라고 말합니다.

그녀는 징더던의 장인들과 협업으로 오늘날 이러한 균열과 흠, 사라진 조각이 있던 자리 및 결함이 있는 그대로 나타낸 역사적 물체들을 기반으로 새로운 디자인을 만들었습니다.

Roozenburg는 이러한 잊혀진 도자기 물체를 다시 만들고 재도입하기 위해 새로운 기술인 Artec Space Spider를 사용하여 그 계획에 착수했습니다. "전체 스캐닝 프로세스는 도구이지만 작업하기 위해 배워야 하는 것은 도구입니다. "이 기계의 작동 방식과 사물을 캡처하는 방법을 실제로 배우고 이해하려면 몇 번을 해봐야 합니다. 이는 흥미로운 과정입니다"라고 그녀는 말합니다.

Roozenburg는 중국으로 가 장인들에게 아직 17세기 도자기의 Artec 3D 스캔 및 프린팅을 바탕으로 그릇을 만들 수 있는지 물었습니다.

Roozenburg는 “놀랍게도 이 새로운 기술을 사용하여 물체를 디지털 데이터로 렌더링하여 지구 반대편으로 가져올 수 있습니다”라고 말합니다. 중국의 장인들은 자신의 작업에 대한 지침으로 세부적인 부분은 원래 공예품의 사진을 참조하면서 Artec 스캔을 사용하여 디자인과 질감을 얻었습니다.

중국의 장인들은 스캔과 사진을 기반으로 새로운 그릇을 모델링했습니다.

 

 

새로운 그릇들을 직접 만든 후에 이것들을 스캐닝하여 화면에서 모델링하고 프린팅했습니다.

Roozenburg는 이후 네덜란드와 중국 간에 수 세기에 걸친 무역과 교류를 기념하면서 자신이 작업한 역사적 물체들을 기반으로 다양한 새로운 디자인을 만들었습니다.

Roozenburg는 이전에 "더 많은 후처리 및 데이터 처리가 필요한" CT 스캐너를 사용했지만, 처음으로 Artec 휴대용 스캐너를 사용하여 이 프로젝트를 수행했습니다.

“스캐너와 스캐너가 실물을 캡처하는 방법을 알기 위해 배우는 것은 매우 흥미로웠습니다. 스캔의 많은 부분을 하나의 물체로 구성하는 방법은 실제로 잘 작동하고 편안합니다. 스캐닝 자체는 발레와 같습니다. 물체를 캡처하기 위해 부드러운 움직임과 각도로 실험합니다.”

Artec Ambassador인 4C의 Els Rappard-Oostland는 Artec 스캐너를 대학 병원에서 중장비 품질 관리에 이르기까지 모든 곳에서 사용하고 있는 것을 봅니다. 이 경우 컵, 그릇 및 접시는 델프트시에서 발굴되었지만 17세기 중국 징더전에서 생산되었다는 사실에서 성공이라고 그녀는 말합니다.

“이것은 대단한 것입니다. 현대 기술이 역사에 활기를 불어넣었습니다”라고 그녀는 말합니다.

 

과제: 두 명의 연구원은 지금은 멸종된 틸라신에 초점을 맞춘 야심 찬 프로젝트에 착수하면서 정확한 분석을 수행하기 위해 수십 종의 동물 수백 마리의 두개골 부분을 서브밀리미터 3D로 디지털 방식으로 캡처할 수 있는 쉽고 비파괴적인 방법이 필요했습니다.

솔루션: Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Studio

결과: 이 연구원들은 전 세계 박물관의 소장품들을 찾았고, 가벼운 Artec Space Spider를 사용하여 접촉을 거의 하지 않고 손상의 위험 없이 표본당 단지 몇 분 만에 57종의 동물로부터 총 223개의 두개골을 스캔했습니다. 이를 통해 연구원들은 틸라신의 독특한 진화 역사를 명확하게 보여주는 혁신적인 연구를 수행할 수 있었습니다.

워싱턴 D.C. 국립 동물원의 수컷과 암컷 틸라신, E.J.K. Baker 제작, 1904년경. 공유 저작물 이미지. D.S. Rovinsky 채색.

태즈메이니아 "늑대"라고 불리지만, 틸라신은 눈에 띄는 신체적 유사성 때문에 전혀 하나가 아니었습니다. 하지만 그 유사성이 너무 강해서 과학자들과 일반 대중을 막론하고 거의 모든 사람은 그것이 늑대와 매우 가까운 궤적을 따라 진화했다고 자연스럽게 추측했습니다.

그러나 진화 생물학자들로 구성된 한 팀은 다르게 생각했으며, 이 신비한 동물에 대한 진화론적 진실을 밝히기 위해 지구를 한 바퀴 돌았습니다.

Monash 대학교 연구원들인 Douglass Rovinsky 박사와 Justin W. Adams 박사는 Artec 3D 스캐너를 손에 들고 전 세계의 박물관과 대학교 소장품을 찾아가 틸라신이 실제로 진화론적으로 늑대와 수렴하는지 여부를 엄격하게 시험할 가장 포괄적인 연구에 필요한 다양한 종의 수백 가지 표본을 디지털 방식으로 캡처했습니다.

수렴 진화

생물학에서 수렴 진화는 단순히 최근의 공통 조상이 없는 혈연관계가 없는 유기체들이 유사한 환경이나 생태적 조건에 적응해야 한 후 유사한 형질을 독립적으로 진화시키는 과정을 말합니다.

다시 말해서 두 개의 서로 다른 종이 수렴하면 그것들이 유전적으로 연관이 있는 것처럼 보일 수 있지만 실제로는 그렇지 않습니다.

 

수렴 종의 예

거북이와 달팽이: 둘 다 포식자로부터 자신을 보호하기 위해 단단한 껍데기를 진화시켰지만, 거북이는 파충류(도마뱀, 뱀 등)인 반면 달팽이는 연체동물(좀조개, 조개, 문어 등)입니다.

오징어와 앵무새: 하나는 헤엄치고 다른 하나는 날지만, 오징어가 심해 게를 잡아먹든 앵무새가 땅콩이나 천천히 움직이는 곤충을 씹어 먹든 둘 다 먹이를 찢기 위해 따로 단단한 부리를 진화시켰습니다.

틸라신의 경우, 한 세기 넘게 대부분의 연구자들은 전체적인 "개처럼 생긴" 몸의 모양이 생태학적으로 늑대와 유사하다는 것을 의미한다고 쉽게 가정했습니다. 이는 특히 그것이 발견되고 묘사되고 있는 다른 유대류의 그룹과 닮지 않았기 때문입니다.

그리고 수많은 연구가 바로 이 가정을 염두에 두고 시작되었으며, 틸라신이 본질적으로 주머니를 가진 늑대였다는 해석에 의문을 제기하는 학자는 거의 없습니다.

체질량에서 수렴까지

거의 한 세기 전에 멸종된 이 놀라운 동물에 대한 광범위한 가정에 직면한 Rovinsky와 Adams는 틸라신과 그것의 지금은 잃어버린 삶의 방식에 대한 정확하고 훨씬 더 완전한 이해를 체계적으로 설명하기 시작했습니다.

Adams는 "틸라신이 우리와 함께 있었을 때 불행하게도 아무도 그 동물에 대한 체질량, 식이 선호도, 포식 전략, 운동 습관 및 서식지 선호도에 대한 정보가 포함되는 기본적인 자연사 데이터를 기록하지 않았습니다. 이러한 세부 정보 없이는 틸라신이 실제로 어떤 종류의 동물이었는지 이해하기 시작하는 것조차 불가능합니다."라고 설명했습니다.

Space Spider와 Artec Studio 소프트웨어를 사용하여 틸라신 두개골을 스캔 중인 연구원 Douglass S. Rovinsky.

연구 전반에 걸쳐 가정되거나 사용된 것과 상당히 다른 틸라신의 평균 체질량을 확립한 선행 연구를 기반으로 Rovinsky와 Adams는 최신 연구에서 틸라신과 다른 종 사이의 유사성 패턴을 두개골 모양, 식습관, 상대적 먹이 크기의 세 가지 뚜렷한 영역에서 깊이 조사하고 분석했습니다.

모든 것을 고려해 볼 때, 이번 연구는 틸라신 두개골의 모양이 늑대와 수렴하는 것으로 해석할 근거가 없으며, 따라서 틸라신은 유사한 섭식 습관이나 식이 생태를 나타내지 않았을 것이라는 점을 분명히 하고 있습니다.

대신에 Rovinsky와 Adams는 틸라신이 아프리카자칼(Lupulella adusta, Lupullella mesomelas)과 팜파스여우(Lycalopex gymnocercus)와 갈기늑대(Chrysocyon brachyurus)를 포함한 특정 남미 여우를 포함한 다양한 범위의 갯과 동물과 수렴한다고 판단했습니다.

두개골 데이터 캡처를 위한 3D 스캐닝

두개골 오버레이: Artec Studio 소프트웨어에서 회색늑대(파란색), 틸라신(분홍색) 및 상당히 수렴된 갯과 동물군(녹색)의 평균 두개골 모양을 겹쳐서 모양의 차이를 확인할 수 있습니다. 수렴군 모양은 갯과 동물, 갈기늑대, 검은등자칼 및 옆줄무늬자칼, 팜파스여우의 평균 두개골 모양입니다.

대부분의 표본이 제한적이고 통제된 접근을 통해 보관되고 있는 이 희귀하고 최근에 멸종된 종의 두개골 모양을 정확하게 측정하고 연구하기 위해 서브밀리미터 범위로 데이터를 캡처하는 비파괴적인 방법이 필요했습니다.

 

Rovinsky는 "박물관에서 특정 표본에 접근할 수 있게 되었을 때 큐레이터가 가장 원치 않는 것은 위치 변경을 하려고 표본을 과도하게 취급하는 것은 말할 것도 없고 캘리퍼나 수동 측정 장치를 사용함으로 생길 수 있는 긁힘이나 기타 손상에 대해 걱정하는 것입니다. 그리고 표본에 표식자나 표적을 두는 것은 상상할 수 없는 일입니다.”라고 말했습니다.

Artec Space Spider

이것이 그들이 프로젝트를 위해 3D 스캐너를 선택한 중요한 이유입니다. Rovinsky와 Adams는 0.05mm(사람 머리카락의 직경)의 정확도로 초당 최대 100만 데이터 포인트를 캡처하는 가벼운 휴대용 컬러 3D 스캐너인 Artec Space Spider를 사용하여 표본의 두개골을 단 몇 분 만에 캡처했습니다.

Space Spider를 사용하는 것이 고생물학에서 캘리퍼와 자를 사용하는 전통적인 방법과 어떻게 비교되는지 언급하면서, Adams는 "다른 멸종된 종뿐만 아니라 틸라신과 다른 모든 동물도 2차원(2D)의 실체가 아닙니다."라고 말했습니다.

그는 이어서, “따라서 2D 측정치를 사용하여 유기체의 모양을 설명하려고 하면 생물학적 형태가 변화하고 특정 기능에 적응하는 미묘한 방식을 결코 캡처할 수 없을 것입니다. 그래서 Space Spider 스캐너가 이 연구에서 가장 중요했던 것입니다."라고 말했습니다.

전체적으로 틸라신, 하이에나, 사향고양이, 몽구스, 주머니고양이, 포사, 개, 너구리 등 57종 223마리 동물의 두개골을 스캔했습니다.

계통수: 계통발생학(진화적 연관성)에 의해 배열하고 과별로 채색(예: 고양잇과 동물은 녹색, 갯과 동물은 하늘색 등)한 연구에 사용된 57종의 대표적 두개골.

데이터 세트와 완전한 분석이 적절하게 균형을 이룰 수 있도록 다양한 종을 작업 흐름에 도입했습니다.

진화론적 관점에서 볼 때, 틸라신 외에 주머니고양이와 같은 다른 육식성 유대류도 다른 작은 육식성 동물들, 특히 족제비, 사향고양이, 몽구스와 함께 포함해야 했습니다.

그런 다음 스캔은 Artec Studio 소프트웨어에서 3D 모델로 변환하여 선택한 종의 두개골에서 3D 모양을 정량적으로 분석하기 위해 Geomagic Studio를 포함한 다른 소프트웨어로 내보냈습니다.

스캐닝에서 데이터 세트 분석까지

스캐닝 후 후속 3D 형태학적 계측(모양) 분석에서는 각 3D 두개골 표면에 걸쳐 381개의 해부학적 랜드마크를 디지털 방식으로 배치해야 했습니다.

3D 형태학적 계측 프로그램에 사용하기 전 메시 방향 변경 및 정렬을 보여주는 Geomagic Studio 소프트웨어의 스크린숏.

이러한 랜드마크는 두개골의 독특한 모양 특성을 정확하게 식별하고 캡처하는 데 사용되었으며, 이를 통해 연구자는 정량적 분석과 함께 두개골의 모양과 형태와 관련된 많은 문제를 해결할 수 있었습니다.

▲ 측면(a), 상단(b) 및 하단(c)에 표시된 돌(승냥이)의 대략적인 평균 모양의 두개골에 생성된 랜드마크 템플릿. 곡선 및 표면 반랜드마크를 통해 두개골의 "특징 없는" 영역에 대한 데이터를 수집할 수 있습니다.

결론 및 새로운 발견

분석 및 수렴 테스트의 결과는 이전에 종의 물기 강도를 연구했던 연구자들이 제기한 틸라신의 식이 생태에 대한 이전의 궁금했던 점들을 보완합니다.

틸라신은 큰 동물을 쓰러뜨리도록 만들어지지 않았습니다. 그렇게 하려면 동물은 튼튼한 턱이 있어야 하는데 틸라신은 그렇지 않았습니다.

늑대가 하는 것처럼 큰 포유동물을 물어뜯는 데 필요한 적당한 물기 강도는 그야말로 틸라신의 섬세한 두개골 구조로는 불가능했을 것입니다.

반면에, 데이터를 통해 코요테와 붉은 여우와의 수렴에 대한 근거는 적지만 남미 여우뿐만 아니라 틸라신과 아프리카 자칼 사이의 그러한 수렴에 대해서는 상당한 근거가 있음을 알 수 있습니다.

그러나 Rovinsky와 Adams가 연구에서 주장을 강화하는 것처럼 틸라신은 작은 먹이를 먹도록 적응된 이 갯과 동물과의 수렴을 보일 수 있지만 그것들과 동일하지도 않습니다.

종의 해부학에 대한 이전 연구 결과와 결합된 이러한 연구 결과는 틸라신이 고유한 범주에서 진정으로 독특한 동물이었다는 것을 계속 강조하고 있습니다.

Damir Martin의 틸라신의 예술적 표현

틸라신은 2,300만 년 전 올리고세 시대로 거슬러 올라가는 뚜렷한 역사를 가진 동물이었으며, '유대류 늑대'도 '유대류 호랑이'도 아니었고, 그런 점에서 '유대류 자칼'도 아니었습니다.

Rovinsky는 "이 동물을 지구에서 의도적으로 없앤 후 우리가 할 수 있는 최소한의 일은 그것이 마침내 받아야 마땅한 존중을 해주는 것입니다."라고 말했습니다.

앞으로 전진, 과거 탐구

섭식 행동에 대한 더욱 밀접한 관계를 보여주기 위해 앞으로 틸라신의 아래턱(하악골)을 살펴보는 데 초점을 맞춘 동반 연구를 진행할 계획입니다.

 

추가로 진행하는 연구에는 틸라신의 팔꿈치와 발을 살펴보는 프로젝트가 포함되어 있어 이 동물의 움직임 패턴과 먹이를 잡는 방법을 얼마나 명확하게 이해하기 시작할 수 있는지 알아보게 됩니다.

 

Rovinsky는 “우리는 아직 틸라신의 그림에 추가할 것이 많습니다. 저는 미래의 연구자들이 틸라신의 신체적 특성과 관련하여 수렴의 다른 측면을 계속 연구하기를 희망합니다. 이것이 이 잃어버린 동물에 대한 우리의 이해를 더욱 가다듬는 데 도움이 될 것이기 때문입니다.”라고 덧붙였습니다.