캠브리지 대학교 연구팀, Artec Space Spider를 사용하여 고대 공동 제작물 해독

실제 박물관이든 디지털 박물관이든 박물관을 걷다 보면 종종 우리가 보는 고대 고고학 유물을 만들고 사용했던 사람들에 대해 생각하게 됩니다. 과학자부터 큐레이터, 보존 전문가에 이르기까지 헌신적인 전문가들이 이러한 유물을 해독하는 데 많은 노력을 기울이고 있으며, 예전에는 이 과정이 수년간의 힘든 작업으로 이루어졌지만 현대 기술은 이 여정을 완전히 새로운 차원으로 끌어올렸습니다.

REVERSEACTION 프로젝트 팀은 강력한 정치적 리더십 없이 고대 사회에서 어떻게 복잡한 기술 시스템을 유지했는지 조사하는 비슷한 여정을 밟고 있습니다. 연구팀은 고고학적 증거와 환경학, 인류학, 사회학, 경영학, 공예학을 통합하여 집단행동에 대한 새로운 통찰력을 얻는 것을 목표로 하고 있습니다. 금세공, 직물, 도자기 등의 고고학적 발굴품은 사람들이 야심 찬 프로젝트를 위해 기꺼이 협력했음을 보여줍니다. 이는 과거에 사회가 어떻게 조직되고 통치되었을까 생각해보게 합니다.

임무를 수행하는 최고의 연구 전문가팀

캠브리지 대학교가 연구 주체가 되고 유럽연구위원회(ERC)가 지원하는 이 프로젝트에는 다양한 배경을 가진 뛰어난 연구팀이 모여 프로젝트 임무를 위해 최선을 다하고 있습니다. 이 연구팀의 연구 활동은 광범위한 가운데 유물을 디지털화하는 것은 다양한 단계에서 매우 중요한 부분입니다. 연구팀은 콜롬비아에서 나온 다양한 유물에 중점을 두고 현장에서 광범위하게 작업하면서 고고학 발굴품, 현장에서 처리 중인 수집품, 박물관 소장품, 특히 프로젝트의 주요 파트너인 보고타의 유명한 금 박물관(Museo del Oro)의 소장품을 포함한 발굴품의 정확한 디지털 트윈을 만드는 작업을 수행했습니다.

도자기 용기의 3D 모델에서 추출한 형상을 살펴보는 Catherine Klesner(왼쪽)와 Agnese Benzonelli(오른쪽). 사진 제공: Rosie Crawford

글로벌 연구의 선두에 서 있는 캠브리지 대학교는 최신 기술을 바탕으로 교내 각 팀을 지원합니다. 3D 기술 분야에서 풍부한 경험을 가진 Artec 3D 골드 인증 파트너인 Patrick Thorn & Co.는 수년간 이 대학의 컨설턴트로서 차세대 솔루션을 소개하고 이를 활용하여 다양한 학문 분야에서 연구 결과를 향상하는 데 대한 조언을 제공했습니다.

Artec Space Spider는 이 전문 회사가 비침습적인 방식으로 최고의 형상을 렌더링할 수 있는 장치의 필요성을 인식하고 가장 먼저 추천한 솔루션이었습니다.

유물의 정밀한 캡처에 적합한 도구

작거나 큰 받침대가 있는 그릇, 직물 방적에 사용되는 돌 방추차, 입체 조각이 새겨진 돌 매트릭스 등 역사적 유물의 모양과 기능을 이해하기 위해 연구팀은 모든 모서리와 테두리를 기록해야 했습니다. Space Spider는 최대 0.05mm의 높은 정확도와 놀라운 정밀도로 난해한 디테일과 복잡한 형상을 캡처할 수 있어 이 작업에 이상적이었습니다.

여기서 그러한 정밀도가 중요한 이유는 무엇일까요? 그 모든 답변은 간과하기 쉬운 디테일에 있습니다. 도자기 그릇의 매우 세밀한 3D 모델을 생성하여 벽 두께, 곡률 및 전체 형태의 미묘한 차이가 드러났으며, 이는 무국가 사회의 정교한 기술에 대한 증거가 되어 그릇 제작 방법에 대한 미묘한 특성을 밝힐 수 있게 해 줍니다.

보고타 Museo del Oro의 소장품에서 물체 연구에 사용되는 Artec Space Spider 구조광 3D 스캐너. 사진 제공: Rosie Crawford

캠브리지 대학교의 박사후 연구원 Kate Klesner는 "우리는 많은 물체를 스캔하고 나중에 처리함으로써 현장 시간을 극대화했습니다. 그 결과 100개가 넘는 도자기 그릇, 수많은 방추차, 8개의 돌 매트릭스를 기록했습니다.”라고 설명했습니다.

현장에서 사용된 도구인 휴대용 XRF와 휴대용 3D 스캐너를 사용하면 전체 물체를 비파괴적으로 분석할 수 있어 단편적이거나 파괴적으로 샘플링한 자료에서는 얻을 수 없는 데이터를 얻을 수 있었습니다. 또한 디지털 휴대용 현미경과 카메라는 기록 및 분석에 도움이 되었습니다.

Klesner는 “저는 3D 스캐닝을 처음 접했는데, 이런 유형의 물체를 스캔하는 방법을 배우면서 어떤 면에서 스캔하는 것이 상당히 까다로웠습니다. 예를 들어, 이러한 개방형 그릇과 머그잔을 스캔할 때 가장 어려웠던 점은 테두리를 캡처하는 것이었습니다."라고 덧붙였습니다.

도전을 통해 얻은 신뢰

고고학 유물을 캡처하는 데는 많은 어려움이 따르는데, 특히 발굴 현장이나 박물관 환경에서 갓 나온 귀중한 유물을 다룰 때는 더욱 그렇습니다.

하지만 프로젝트가 진행되면서 팀은 기술에 대한 신뢰가 커졌고 그 속도에 대해서도 점점 더 감명을 받았습니다. Klesner는 “도자기 그릇의 경우 우리는 마지막에 한 개당 약 20분의 속도로 스캔했습니다. 따라서 하루 안에 약 20개의 물체를 나중에 연결할 때 자신감을 가질 수 있을 만큼 충분히 철저하게 기록할 수 있었습니다.”라고 회상했습니다.

Artec Space Spider 구조광 3D 스캐너를 사용하여 보고타 Museo del Oro의 소장품에서 도자기 그릇을 스캔하는 Catherine Klesner. 사진 제공: Rosie Crawford

다음 단계: 처리 간소화

대부분 캠브리지 대학교에서 프로젝트의 후반 단계에 수행된 데이터 처리도 만족스러운 과정으로 밝혀졌습니다. 연구팀은 Artec Studio가 스캔 처리, 모델 생성 및 내보내기에 사용자 친화적이라는 것을 알았습니다. 또한 연구원들은 Pottery 3D와 GigaMesh와 같은 전문 소프트웨어를 사용하여 3D 모델에서 형상적 형태 분석을 통해 그릇 모양을 평가했습니다.

캠브리지 대학교의 연구 조수인 Rosie Crawford는 고인류학 유물에 유사한 접근 방식을 취하는 대학 고생물학 연구실의 기술자로부터 소프트웨어 사용법을 배웠다고 회상했습니다. 이러한 경험은 이후 팀원들을 가르치기에 충분했습니다. Crawford는 "그것은 배우기 쉽고 진행하면서 어떤 것이 가장 효과적이고 어떤 것이 그렇지 않은지 알게 됩니다.

Artec Space Spider 구조광 3D 스캐너를 사용하여 보고타 Museo del Oro 소장품에서 석재 매트릭스를 캡처하는 Rosie Crawford. 사진 제공: Catherine Klesner

무국가 사회의 협력에 빛을 비추는 3D 데이터

협력에 관한 대부분의 고고학적 연구는 강압적인 권력이 존재했던 위계 구조나 국가 형성 내의 사회적 역학 관계에 초점을 맞추고 있지만, REVERSECTION 팀은 오늘날과 같은 현대적 정부 구조가 없는 사회에서 이루어진 자발적인 협력과 협업에 대해 탐구합니다.

이 연구가 매우 독특한 이유는 재료 간의 비교 개발과 기술 습득 및 지식 전달에 대한 조사를 통해 시간이 지남에 따른 공예품의 상호작용과 탄력적인 생산 방법에 대한 가설을 테스트한다는 것입니다.

아직 설명이 부족하긴 하지만, 결과적으로 만들어진 모델은 성형에서 소성, 표면 장식에 이르기까지 다양한 물체의 제조 기술과 수명에 대한 정보를 수집하는 데 도움이 되며, 유물을 만들고 사용한 사람들의 기술적 발전과 일상적인 관행에 대한 통찰력을 제공합니다. 이러한 발전에는 균일한 모양과 복잡한 디자인을 만드는 것이 포함되며, 그릇의 기능적 및 의식적 사용과 같은 일상적인 관행에는 장인들 간의 협업 노력과 지식 공유가 암시되어 고대 공동체의 혁신과 회복력을 뒷받침한 사회 및 경제 구조가 드러납니다.

연구팀은 도자기 기술과 공예 간 상호작용을 계속 조사하면서 기술적 전통, 공예 조직, 지식 전달 메커니즘, 무국적 사회에서의 협력적 상호작용의 범위에 대한 이해를 깊게 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

레이어 드러내기: 접근 가능한 학습을 위한 3D 스캐닝

유물의 3D 스캔을 통해 연구팀은 유물을 계속 재검토할 수 있었고, 이는 다양한 가능성을 탐색하는 데 도움이 되었습니다. 그리고 도자기의 경우, 이것은 장기적인 과정의 첫 단계에 불과합니다.

Crawford는 “우리는 3D 스캔과 스캔 데이터를 사용하여 컴퓨터 모델링을 통해 형태를 평가하는 형상적 형태 분석을 수행하고 있습니다. 우리는 개별 그릇과 다양한 그릇의 변형을 조사하고 있는데, 여기에는 특히 이러한 도자기가 해당 지역의 매장지에서 발견되기 때문에 서로 다른 기술 수준이나 여러 장인의 참여가 있을 수 있습니다. 이 과정은 우리의 지속적인 연구에 필수적입니다.”라고 말했습니다.

Klesner는 "3D 스캐닝 기술은 이러한 물체가 어떻게 만들어지고 그 수명이 다할 때까지 사용되었는지 이해하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어, 도자기의 경우, 예상치 못하게 다양한 장식 층을 연구할 수 있어서 프로젝트를 더욱 가치 있는 차원으로 끌어올릴 수 있었습니다. 한편, 석재 매트릭스와 방추차에 대한 연구에서는 이러한 도구의 생애사 즉, 이러한 도구가 어떻게 만들어지고, 사용되고, 퇴적되었는지 조사하여 다양한 공예 관행에서 공통점을 찾습니다."라고 덧붙였습니다.

Artec Space Spider 구조광 3D 스캐너와 휴대용 디지털 현미경을 사용하여 Union del Sur사의 루미챠캬-파스토간 도로 프로젝트에서 나온 세라믹 그릇을 연구하고 있는 Angela Maria Lucero Bernal(왼쪽)과 Ana Milena Melo(오른쪽). 사진 제공: Catherine Klesner

유물에서 정확한 데이터를 캡처하는 것은 연구 결과에 크게 기여할 뿐만 아니라 역사적 유물을 널리 이용할 수 있도록 하는 또 다른 큰 목적을 달성하는 데에도 도움이 됩니다.

Klessner는 “이러한 유물 중 상당수는 박물관에 전시되어 있지 않으며, 사회 전반에서 쉽게 접근할 수 없는 고고학 수집품의 일부입니다. 이러한 스캔을 공개하고 접근할 수 있게 하면 사람들은 이 복잡하고 놀라운 물체를 직접 볼 수 있게 될 것입니다."라고 결론지었습니다.

계층 구조보다는 자발적인 집단행동을 탐구함으로써 오랜 패러다임을 바꾸려는 REVERSACTION 프로젝트는 진정으로 혁신적인 시도입니다. 고대 유물과 그 유물이 어떻게 만들어졌는지에 대한 조명을 통해 협력하려는 의지가 언제나 그랬던 것처럼 전 세계 대부분의 우려를 해결하는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀진다면 어떨까요? 그리고 이 빛의 일부가 문자 그대로 Artec Space Spider에서 투사된다는 사실을 깨닫는 것은 놀라운 일입니다.