%45%6d%65%72%67%69%6e%67%20%54%65%63%68%6e%6f%6c%6f%67%69%65%73
-
디지털 펜으로 ´쓱쓱´ 그려 움직이는 3D 형상 ´뚝딱´ 만드는 시스템 개발
우리 대학 산업디자인학과 배석형 교수 연구팀이 종이 위에 그림을 그리는 듯한 펜 드로잉과 장난감을 손으로 다루는 듯한 멀티터치 제스처만으로 `움직이는 3D 스케치'를 쉽고 빠르게 만들 수 있는 새로운 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다.
한때 공상과학 영화의 전유물이었으나 기술의 발전 덕분에 일상에서도 접할 수 있게 된 접이식 드론, 변신형 자동차, 다족 보행 로봇처럼 여러 움직이는 부분과 관절로 이뤄진 제품은 디자인할 때 형태뿐만 아니라 구조, 자세, 동작까지 동시에 고려해야 하므로 전문가도 많은 어려움을 겪는다.
기존의 3D 캐드(CAD) 소프트웨어는 정교한 형상 작업에 특화돼 있어 움직이는 모델 하나를 제작하는 데에도 많은 시간과 노력을 요구하는데, 특히 이는 다양한 가능성을 넓고 빠르게 탐색해야 하는 디자인 초기 과정에서 심각한 병목과 비용을 초래한다.
반면, 배 교수 연구팀은 모든 디자인은 종이 위에 펜으로 빠르게 그린 2D 스케치로부터 출발한다는 점에 주목하고 디자이너가 디지털 태블릿 위에 디지털 펜으로 자유롭게 표현한 2D 스케치로부터 입체 형상을 생성하는 `3D 스케칭' 기술을 개발해 왔다.
이번 연구에서 연구팀은 생성 중인 3D 스케치를 마치 장난감을 다루듯 두 손으로 조작할 수 있는 직관적인 멀티터치 제스처를 설계 및 구현함으로써 순식간에 살아 움직이는 입체 형상을 만들 수 있는 `움직이는 3D 스케칭' 기술을 완성했다(그림 1, 2).
우리 대학 산업디자인학과 이준협 박사과정 학생이 제1 저자로 참여한 해당 연구는 컴퓨터 그래픽스 분야 제1위 국제 학술지인 `ACM 트랜잭션 온 그래픽스(ACM Transactions on Graphics, 피인용지수: 7.403)'에 게재됐으며, 이와 연동돼 8월 초 캐나다 밴쿠버에서 개최된 최대 규모의 국제학술대회인 ACM 시그래프 2022(ACM SIGGRAPH 2022, h5-색인: 103)에 발표됐다(논문명: Rapid Design of Articulated Objects).
이번 시그래프(이하 SIGGRAPH)에는 전 세계 유수의 대학교 연구진, 마블(Marvel), 픽사(Pixar), 블리자드(Blizzard)와 같은 세계적인 애니메이션 사, 영화사, 게임사, 록히드 마틴(Lockheed Martin), 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)와 같은 첨단 제조사를 비롯해, 메타(Meta), 로블록스(Roblox)와 같은 메타버스 관련 기업 관계자 1만여 명이 참가한 것으로 알려졌다.
배 교수 연구팀의 기술 논문(Technical Paper) 성과는 SIGGRAPH에서 유망한 신기술을 현장에서 시연하는 `이머징 테크놀로지(Emerging Technologies)' 프로그램에 초청됐을 뿐만 아니라, 그중에서도 Top 3 우수 기술로 선정, 특별 강연으로 소개됐다. 제2 저자인 KAIST 산업디자인학과 김한빛 박사과정 학생이 불과 10분 만에 유려한 형태의 동물 로봇을 그리고 움직여서 입체 동영상을 완성하는 모습은 현장에 모인 청중의 감탄을 자아냈고 심사위원단이 선정한 우수 전시상(Honorable Mention)을 수상하는 영광을 얻었다(그림 3).
이번 SIGGRAPH에서 기조연설을 맡은 에드윈 캐트멀(Edwin Catmull) 픽사 공동 창업자 / 前 회장도 이 연구를 두고 "매우 훌륭한 업적이자(really excellent work), 픽사의 창의력 넘치는 디자이너들에게 필요한 도구(the kind of tool that would be useful to Pixar's creative model designers)ˮ라며 높이 평가했다.
연구를 지도한 배석형 교수는 "디자이너가 생각하고 작업하는 방식에 가까이 다가갈수록 효과적인 디자인 도구를 만들 수 있다ˮ며, "직관적인 상호작용 방식을 통해 여러 상이한 알고리즘을 하나의 조화로운 시스템으로 통합하는 것이 핵심ˮ이라고 강조했다. 또한 "학생 개개인이 디자이너인 동시에 엔지니어를 지향하는 KAIST 산업디자인학과만의 융합적인 토양이기에 가능한 연구였다ˮ고 덧붙였다.
3D 공간에서 자유자재로 움직이는 입체 형상과 같은 수준 높은 창의적 결과물을 기존 방식에 비교할 수 없을 만큼 쉽고 빠르게 생성할 수 있어서 가까운 미래에 콘텐츠 산업, 제조 산업, 나아가 메타버스 산업의 디자인 실무 혁신에 크게 기여할 것으로 기대된다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
- 웹사이트(다양한 움직이는 3D 스케치 예시 수록): https://sketch.kaist.ac.kr/publications/2022_siggraph_rapid_design
- ACM SIGGRAPH 2022 특별 강연(한글 자막 있음): https://www.youtube.com/watch?v=rsBl0QvSDqI
2022.08.18 조회수 16493 -
세계경제포럼(WEF), 2017년 10대 떠오르는 기술 선정
세계경제포럼(WEF: World Economic Forum, www.weforum.org )과 미국 대중과학 잡지 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)誌가 중국 다롄에서 열리는 하계 다보스 포럼 개막을 하루 앞둔 26일 오후 9시(한국시간 기준) 홈페이지를 통해 ‘2017년 세계 10대 떠오르는 기술들(2017 Top 10 Emerging Technologies)’을 공개했다.
☞사이언티픽 아메리칸(Scientific American)誌는 영어로 발행되는 대중과학 잡지로, 역사가 매우 오래되고, 일반인이 이해할 수 있는 수준에서는 가장 전문적인 내용으로 유명하다. 루퍼스 포터(Rufus Porter)가 창시했고, 1845년 8월 28일이래 매달 발행되고 있다.
27일 우리대학에 따르면 세계경제포럼(WEF)과 사이언티픽 아메리칸誌는 각각 산하 전문가그룹인 ‘바이오텍 글로벌 퓨처 카운슬’ 및 ‘세계 자문그룹’ 등 세계 최고의 전문가들로부터 자문을 받아 ▲암 진단을 위한 비 침습 액체 생체검사법과 ▲공기로부터 깨끗한 물을 획득하는 기술 ▲시각작업을 위한 딥 러닝을 포함한 ‘2017년 10대 떠오르는 기술들’을 공동선정해 26일 오후 발표했다. 그 외 10대 기술로는 ▲태양광 이용 액체연료 제조기술 ▲인간 세포 도감 ▲정밀농업 ▲환경 친화 이동수단을 위한 저렴한 촉매 ▲게놈 백신 ▲공동 생활권의 지속가능한 디자인 ▲양자 컴퓨팅 등이 선정됐다.
세계경제포럼은 우리대학 연구원장인 이상엽 특훈교수(생명화학공학과)가 ‘미래기술 글로벌 아젠다 카운슬(Global Agenda Council on Emerging Technologies) 의장을 맡은 지난 2012년부터 매년 가까운 미래에 세상을 변화시킬 ‘10대 떠오르는 기술들’을 선정, 발표하고 있는데 올해로 6회째를 맞았다. 2015년까지는 매월 1월 말 스위스 다보스에서 열리는 다보스포럼과 연계, 발표해왔지만 작년부터는 사이언티픽 아메리칸誌와 공동으로 과학기술이 강조되고 있는 하계 다보스포럼과 연계해 발표 중이다. 올해도 중국 다롄에서 27일부터 시작되는 하계 다보스포럼 일정에 맞춰 개막 하루 전인 26일 발표했다.
세계경제포럼 ‘10대 떠오르는 기술’ 선정위원으로 참여 중인 이상엽 생명화학공학과 특훈교수는 “올해도 전 세계 전문가들로부터 많은 획기적인 기술들이 제안됐지만 다수의 회의에서 심도 깊은 토론을 거쳐 최종 선정했다”고 말했다. 그는 또 “기술적인 면을 고려할 때 제안된 기술들에는 이번에 선정된 기술보다 더 떠오르는 기술들도 많았지만, 앞으로 수년 내에 획기적인 영향을 미칠 수 있는 기술을 중심으로 10개가 최종 선정됐다”고 강조했다. 현재 우리대학 KI 연구원장으로서 바이오-IT-나노-헬스-로보틱스-인공지능 등 제4차 산업혁명 시대 융합연구를 주도하고 있는 이상엽 특훈교수는 세계경제포럼의 바이오텍 글로벌 퓨처 카운슬(Global Future Council on Biotechnologies) 의장을 맡고 있으며 4차 산업혁명 글로벌 퓨처 카운슬(Global Future Council on the Fourth Industrial Revolustion) 위원으로도 활동 중이다. 한편 세계경제포럼과 사이언티픽 아메리칸誌가 공동 선정한 ‘2017년 10대 떠오르는 기술’은 아래내용과 같다.
<세계경제포럼(WEF)-사이언티픽 아메리칸誌 공동 선정 ‘2017년 10대 떠오르는 기술'>
2017 10대 기술.
1. 암 진단을 위한 비침습 액체 생체 검사법 (Noninvasive biopsies for identifying cancer)
비 침습 액체 생체검사법을 가능하게 하는 민감한 피검사는 암의 진단과 검사를 손쉽게 가능하게 함. 암세포도 일반 세포와 마찬가지로 사멸하면서 DNA를 내놓을 수 있는데 피에 돌아다니는 DNA 조각들을 분석하여 암 진단을 가능하게 함. Sensitive blood tests known as liquid biopsies promise to improve screening, diagnosis and care.
2. 공기로부터 깨끗한 물을 획득하는 기술 (Harvesting clean water from air)
공기 중 수분을 깨끗한 물로 전환하여 획득하는 기술. 공기 중에는 약 1000조 리터의 물이 존재하는데 최근 개발되고 있는 독특한 화학 및 구조적 특성의 기공을 가지는 물질로 만들어진 필터시스템을 사용하여 이 공기 중의 물을 획득하는 기술. Economical systems powered by sunlight make headway.
3. 시각 작업을 위한 딥러닝 (Deep learning for visual tasks)
인공지능은 시각처리에서 비약적인 발전을 해 왔으며, 의료분야에서 의료종사자들과 비슷하거나 심지어 능가하는 능력을 보이고 있음. 특히 피부암진단에서는 더 정확히 세부 암 종류까지 진단하는 능력을 보임. 방사선의료 진단 시도 엑스레이결과의 판독에서 상당한 능력을 보여줌으로서 방사선 전문의 수가 적은 개도국 의료진단 시스템에서 큰 기여를 할 것으로 판단됨. A.I. now rivals or exceeds the ability of workers in medicine and other fields to interpret what they see.
4. 태양광 이용 액체연료 제조 기술 (Liquid fuels from sunshine)
이산화탄소를 직접 액체연료로 바꾸는 인공 잎 기술. 심지어 토양에서 식물생장을 촉진하는 물질을 만드는데도 쓰임. Artificial-leaf technology converts carbon dioxide to fuels. It can even produce fertilizer right in the soil.
5. 인간 세포 도감 (The Human Cell Atlas)
인체 내 모든 세포들의 종류에 따른 기능과 생물분자들의 위치와 기능을 밝히고자 하는 기술. 인간 단백질도감이 가장 빠른 속도로 개발되어 이미 1천만장 이상의 세포이미지를 만들어 냈으며 생명공학과 의학 분야 연구에서 중요한 정보를 제공하고 있음. An international project is set to make an annotated map of every cell type in the body and how it works.
6. 정밀농업 (Precision farming)
센서기술과 이미징기술을 결합하여 실시간으로 식물의 생장과 관련된 정보를 수집 분석하여 농산물의 재배에 적용함으로서 수율을 획기적으로 올리는 기술. 토양의 상태, 수분, 감염, 해충 등을 실시간으로 모니터링 하여 가장 최적의 방법으로 농사를 지을 수 있게 함. Combining sensors and imaging of every plant with real-time data analytics improves yields.
7. 환경친화 이동수단을 위한 저렴한 촉매 (Affordable catalysts for green vehicles)
친환경 이동수단의 에너지로 각광받는 수소연료전지에 사용되는 백금촉매의 양을 줄여서 범용으로 사용가능하게 하는 저렴한 촉매기술. 백금과 팔라듐을 섞어서 쓰거나 촉매개발 시 중심에는 다른 저가의 금속을 넣고 겉에만 백금을 가지게 하는 방법 등이 활발하게 개발되고 있음. Reducing the platinum in fuel-cell catalysts will help bring hydrogen-powered vehicles to the mass market.
8. 게놈백신 (Genomic vaccines)
기존 단백질 중심의 백신 대신에 DNA나 RNA로 만들어진 백신. 즉, 인체 내에서 직접 항체제조가 가능하도록 함으로서 항체 제조시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술. Vaccines composed of DNA or RNA, instead of proteins, will address unmet needs.
9. 공동생활권의 지속가능한 디자인 (Sustainable design of communities)
개개 스마트 홈을 넘어서서 전체 이웃들을 포함하는 공동 생활권에서 에너지와 물 등을 절약하는 기술들이 연결된 시스템을 이용한 지속가능한 생활을 가능하게 하는 기술. 하나의 집을 기준으로 에너지와 물 등의 사용을 최적화하는 것이 아니라 시스템적으로 공동생활권의 다수의 집들에 대하여 총체적인 최적화를 함으로서 우리사회의 지속가능성을 높이는 기술. Moving beyond smart homes, efforts are under way to connect energy- and water-conserving technologies in single homes into systems that encompass whole neighborhoods.
10. 양자컴퓨팅 (Quantum computing)
양자컴퓨팅의 급속한 발전은 학문의 범위를 넘어서서 실질적 세계문제들을 푸는데 활용되기 시작함. The era of applying quantum processing has arrived.
2017.06.27 조회수 24798