[아인스캔 활용사례] EinScan Pro HD 3D스캐너를 통한 '공룡 복원'

안녕하세요! 아보르시스템입니다.

해당 게시물에서는 EinScan Pro HD 3D스캐너를 통해

백악기 시대의 포식자 타우로베나토르 공룡을 디지털 방식으로 복원한 사례를 소개합니다.

이 기술은 화석 연구 및 보존에 큰 기여를 했습니다.

타우로베나토르 비올란테이는 아르헨티나의 백악기 후기에 살았던 대형 육식 공룡입니다. 이 공룡의 발견은 남아메리카 수각류에 대한 이해를 넓혔을 뿐만 아니라, 고생물학과 새롭게 떠오르는 3D 기술의 융합을 보여주는 대표적인 사례가 되었습니다. 최근 연구자들은 3D 스캐닝 및 프린팅 기술을 활용하여 이 공룡의 골격을 디지털 방식으로 재구성하고 물리적으로 복제함으로써 연구, 보존 및 대중 과학 소통에 기여하고 있습니다.

타우로베나토르의 재건

타우로베나토르는 최근 몇 년 동안 여러 학자와 연구팀의 지속적인 현장 조사와 연구를 통해 이 종에 대한 이해가 크게 확장되었습니다.

페르난도 노바스 박사와 마르셀로 파블로 이사시 교수는 타우로베나토르 연구의 주요 참여자 입니다. 이들은 아르헨티나 국립과학기술연구위원회(CONICET) 소속 연구원으로 파타고니아 및 기타 남아메리카 동물상의 고생물학 분야에서 국내외 동료들과 폭넓은 공동 연구 및 논문 발표 경력을보유하고 있습니다. 타우로베나토르의 발견과 그에 따른 연구에서 지역 기관, 재단 및 기업들도 모형 제작 및 전시에 참여했습니다.

Fernando Novas 박사(오른쪽)와 Marcelo Pablo Isasi 교수(왼쪽)

코스텐수쿠스 아트록스의 완전한 두개골로, 길이는 거의 50센티미터에 달합니다.

디지털 워크플로우 : 화석을 3D 프린팅 가능한 모델로 만드는 방법

타우로베나토르 복원 프로젝트에서 연구원들은 다음과 같은 핵심 단계를 채택했는데, 이는 현재 고생물학 디지털화 작업에서 주류를 이루는 과정이기도 합니다.

• 효율적인 3D 스캐닝 및 사진측량 :

연구진은 주로 SHINING 3D EinScan Pro HD 3D 스캐너와 사진측량 기술을 활용하여 3D 모델을 제작했습니다. 이 방법을 통해 귀중한 화석에 손상을 주지 않고 데이터를 수집할 수 있었습니다. EinScan Pro HD는 조밀한 포인트 클라우드를 생성하고 고해상도 모델을 만들어냅니다. 구조화된 청색광을 사용하여 높은 정확도를 보장하며, 다기능 설계로 다양한 크기와 재질의 물체에 적합하면서도 빠른 스캔 속도를 제공합니다. 카메라로 촬영한 다수의 고화질 사진과 결합하여 공룡의 3D 모델을 충실하게 복원했습니다.

EinScan Pro HD는 구조광 방식의 다기능 3D 스캐너로 3D 스캐닝을 진행했습니다.

• 모델링 및 해부학적 복원:

연구원들은 3D 소프트웨어에서 스캔한 데이터를 정리(노이즈 제거, 손상된 부분 복구)하고, 디지털 미러링을 적용(누락된 측면 생성)한 후, 화면에서 골격 구조를 재구성했습니다. 이 단계에는 고생물학자의 해부학적 전문 지식(뼈 위치 파악, 자세 추론)과 디지털 엔지니어의 모델링 기술이 모두 필요했습니다.

스캔 데이터를 기반으로 공룡 골격 세부 사항 재구성

• 3D 프린팅:

동물의 크기가 워낙 커서 일반적인 프린터로는 전체 골격을 한 번에 출력할 수 없었습니다. 연구팀은 디지털 골격을 프린터 크기에 맞고 조립이 용이하도록 여러 개의 작은 부분으로 나누었습니다. 각 부분에는 나중에 조립할 수 있도록 디지털 관절을 설계했습니다. 그런 다음 PLA와 같은 일반적인 재료를 사용하여 FDM 프린터로 각 부분을 하나씩 출력했습니다.

모델들은 여러 부분으로 나누어 3D 프린팅된 후 조립될 것입니다.

• 후처리, 보강 및 조립:

출력 후, 각 부품은 지지 구조물을 제거하고, 연마하고, 열융착하는 과정을 거쳐야 했습니다 . 뼈의 강도를 높이기 위해 제작팀은 출력된 뼈 내부에 금속 막대를 지지대로 삽입한 후, 그 빈 공간을 2액형 경질 폴리우레탄 수지로 채워 강성을 증가시켰습니다. 마지막으로, 각 뼈를 미리 설계된 자세로 전체 금속 프레임에 장착하여 자립형 전시용 골격 모형을 완성했습니다.

전시회에 전시된 모형

고생물학에서 3D 스캐닝 및 프린팅 기술의 가치

스캔 후 디지털 모델을 제작하면 원본 화석을 자주 다룰 필요가 없어집니다. 출력된 복제본은 연구나 전시에 활용할 수 있고, 원본은 더 안전한 환경에 보관할 수 있습니다. 이는 전시 중 원본 표본에 대한 위험을 줄이는 동시에 대중 과학 교육의 범위를 넓히는 데 도움이 됩니다. 또한 3D 파일은 온라인에서 쉽게 공유할 수 있어 전 세계 연구자들이 형태학 연구, 측정 또는 교육을 위해 고정밀 모델에 원격으로 접근할 수 있으므로 협업 효율성이 크게 향상됩니다.

마르셀로 이사시 교수 曰 이전 세대의 고생물학자들에게는 이 같은 프로젝트가 믿기지 않을지도 모릅니다. 공룡 골격은 더 이상 석고 틀이나 수지 주형으로만 만들어지는 것이 아니라, 컴퓨터로 모델링하고 프린터로 "만들어낼" 수 있게 된 것입니다. 이 새로운 기술은 아르헨티나 고생물학 기술 발전의 전환점이 될 것입니다." 라고 말했습니다.

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