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- 유물들을 재조립하는 데는 수년이 걸리거나, 시간 부족으로 시도조차 않는 경우 많다.
- 벽화 파편들을 분류하고 재조립할 수 있는 인공지능 기반 로봇 개발
- 리페어 로봇 플랫폼은 파편 다룰 수 있는 부드러운 집게가 달린 두 개의 로봇 팔 장착
- 고고학 로봇은 폼페이 고고학 공원에서 이미 성공적인 실증 테스트를 마쳐
- 문화유산 보존에도 기여할 수 있다는 사실이 매우 흥미롭다.

로봇, 고대 폼페이 퍼즐을 해결한다.
AI 기반 로봇 기술로 고고학자들이 파편화된 유물 복원에 나서

깨진 토기 조각이든 벽화 파편이든, 새롭게 개발된 로봇은 고고학자들이 이러한 유물들을 정확하게 재조립하는 데 도움을 줄 수 있다. 집게팔과 인공지능을 탑재한 이 고고학 로봇은 폼페이에서 이미 복잡한 파편 퍼즐까지 해결하는 능력을 입증했다. 이는 희귀한 유물들을 복원할 수 있는 새로운 가능성을 열어준다. 

▲ 집게팔과 인공지능을 탑재한 이 고고학 로봇은 폼페이에서 이미 복잡한 파편 퍼즐까지 해결하는 능력을 입증했다

고고학은 종종 퍼즐이나 인내심 게임과 같다. 수많은 유물이 수 세기, 수천 년의 세월을 온전히 보존하지 못했기 때문이다. 고고학자들은 종종 산산조각 난 유물 더미에 직면한다. 토기는 깨져 있고, 고대 벽화의 회반죽은 떨어져 나가 땅에 흩어져 있다. 파피루스나 양피지 두루마리와 같은 많은 역사 문서 또한 빛바랜 조각으로만 남아 있다. 이러한 유물들을 재조립하는 데는 수년이 걸리거나, 시간 부족으로 아예 시도조차 되지 않는 경우도 많다.

본 대학의 마렌 베네비츠(Maren Bennewitz) 교수는 "일반적인 직소 퍼즐과는 달리, 상자에 그림이 없다는 것이 어려운 점이다"며 "많은 조각이 심하게 손상되었거나 아예 없어졌고, 서로 다른 작품의 파편들이 섞여 있는 경우도 많다"고 설명했다.

로봇 퍼즐 도우미

하지만 미래에는 로봇이 고고학자들의 이러한 퍼즐 작업을 도울 수 있을 것이다. 베네비츠 교수 연구팀은 예를 들어 벽화 파편들을 분류하고 재조립할 수 있는 인공지능 기반 로봇을 개발했다. "리페어(RePAIR)"라는 이름의 이 로봇 플랫폼은 깨지기 쉬운 파편들을 다룰 수 있는 부드러운 집게가 달린 두 개의 로봇 팔을 갖추고 있다.

이 로봇은 인공지능을 사용하여 어떤 파편들이 서로 맞는지 판단한다. 이를 위해 먼저 3D 스캐닝 시스템으로 파편들을 디지털화한다. 이러한 스캔 데이터를 바탕으로 인공지능(AI)은 "퍼즐"을 풀기 위해 노력한다. 조각들 사이의 적절한 조합을 제안하고, 수백 또는 수천 개의 조각에서 더 큰 이미지 조각을 어떻게 재구성할 수 있는지 계산한다.

인공지능이 고고학적 퍼즐을 풀고 나면, 로봇을 제어하여 해결책을 실행한다. 본 대학의 닐스 뎅글러(Nils Dengler)는 "저희 알고리즘은 두 로봇 팔의 움직임을 계산하여 조각들을 안정적으로 집어 계산된 위치에 조심스럽게 배치한다"고 설명했다.

폼페이에서의 실증 테스트

이 고고학 로봇은 폼페이 고고학 공원에서 이미 성공적인 실증 테스트를 마쳤다. 이곳에는 "화가들의 작업장" 천장화 조각과 스콜라 아르마투라룸(Scholar Armaturarum)의 프레스코화 조각 등이 보관돼 있다. 이 벽화들은 서기 79년 베수비오 화산 폭발과 제2차 세계 대전 중 폭격, 그리고 2010년 붕괴로 인해 부분적으로 파손됐다.

"이번 연구의 목표는 로봇이 고된 분류 및 조각 맞추기 작업을 대신하여 전문가들이 인간의 전문 지식이 필수적인 분야에 시간을 할애할 수 있는지 알아보는 것이었다"고 베네비츠는 말했다. 결과는 성공적이었다. RePAIR 덕분에 고대 벽화의 일부 조각들을 재조립할 수 있었다. "로봇 공학이 공장이나 물류 분야의 작업 해결뿐 아니라 문화유산 보존에도 기여할 수 있다는 사실이 매우 흥미롭다"고 베네비츠는 덧붙였다.

연구팀은 RePAIR 로봇의 활용 범위가 폼페이에만 국한되지 않는다고 강조한다. 전 세계 곳곳의 수장고와 기록 보관소에는 도자기 조각, 벽화, 건축 요소 등 수많은 유물이 보관돼 있지만, 시간 제약으로 인해 복원 작업이 이루어지지 못하고 있다.

출처: 본 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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