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광학 위장 (영어 : optical camouflage)

작성일 작성자 시나브로

 

 

 

광학 위장 (시각위장, 영어 : optical camouflage, active camouflage)은 시각적(광학) 대상을 투명 하게하는 기술로, 그 원리에 몇 가지 변화가있다. 당초 SF 작품 등에 등장하는 미래 기술 이었지만 최근의 과학 기술 의 진보에 의해 상당히 현실성을 띠어왔다. 2000 년대 들어 완전히 투명하게하지는 못하지만 메타 물질( 영어 : meta-material; 빛 을 포함한 전자파 에 대한 자연 계의 물질에는 없는 행동을 하는 인공 물질이다.) 등의 신소재 를 사용하여 일정한 위장 이 실현되고 있으며, 과학자 들에 의해 가능성이 모색되고 있는 기술이다. 군사 이용뿐만 아니라 컴퓨터 지원 수술 이나 메타 버스(Metaverse; 컴퓨터에 의해 만들어져 인터넷 에 존재하는 가상 세계다. 3 차원 컴퓨터 그래픽 (3DCG) 기술을 통해 3 차원 입체 공간으로 표현되는 것이 많다. 어원은 SF 작가 의 닐 스티븐스 가 자신의 저서 「 스노우 크래쉬 '에서 사용한 메타 (meta)와 유니버스 (universe)의 합성어.) 와 유비쿼터스 컴퓨팅 (ubiquitous computing, ubicomp) 분야에서도 연구가 진행되고 있다.

 

 

 

Peltierelement_16x16 펠티에 소자

 

펠티에 소자(영어 : Peltier device; 전자 부품의 하나로, 열전 소자 의 일종이다.) 를 사용하여 전차를 승용차와 동물처럼 보이는 적외선을 이용하는 탐사 장치와 유도 무기에서 위장하는 열 위장 기술 도 개발되고 있다.

 

 

 

광학위장 의 아이디어

영상 투영 형 (카멜레온 형)

카메라로 촬영 한 영상을 실리콘 코팅 등을 한 물체에 프로젝터로 투영하고, 필름상의 광학 LED로 덮은 물체에 표시하여 카멜레온처럼 주변에 용해시키는 것. 이것은 카메라와 컴퓨터를 함께 사용하는것이다. 잠재적으로 가장 적당하다. 전차의 위장 기능 활성화, 영국군이 2012 년에 배치한다고 발표했다 광학 위장의 장갑을 탑재 한 전차는 이 유형이다. 영상을 투영 가능한 소재로 된 장갑을 사용하면 외과 의사가 수술하는 자신의 손으로 환부를 가리지 않고 마치 투시하는 것처럼 수술을 진행할 수 있다. 이것은 컴퓨터 지원 수술 분야에서 연구가 진행되고 있다. 입체 영상 전체를 감싸는 아이디어도 있지만, 아직까지 전방위에서보고 파탄이 발생하는 입체 영상 표시 기술이 확립되어 있지 않기 때문에 다양한 문제가 있다.

또한 광섬유를 포함시키고 주변의 풍경을 의류에 투영하는 패시브(passive) 카멜레온 형은 실용화되고 있으며, 미군과 영국군에 정식 채용 되었고 다른 일반인에게도 1 벌 100 $ 정도로 저렴하게 시판되고 있다. 패시브 형은 정확한 투영은 않지만, 사막과 초원 지대에서 아주 효과적이며, 또한 전력을 필요로 하지 않고 경량이기 때문에 많은 군사 조직의 표준 장비로 채택되어있다.

 

 

 

Mediated-reality-easel 개념을 예시  광학 위장로 알려진 환상 투명성을 작성

 

빛의 투과 회절 형 (우회 형)

빛을 완전히 투과 회절(回折; 빛이나 전파 등의 파동이 매질(媒質) 속에서 장애물을 만나도 굽어 꺾어져서 그 뒤쪽에까지 전파되는 현상.)시킨다 (과거의 SF 작품 등에 등장하는 가제트(gadget) 는 특수 소재와 구조를 가진 섬유 등을 통해 사용자 주변의 빛을 투과 시킨다는 설명이 이루어지는 경우 등이 있다. 또한 이른바 투명 인간 등은 이것의 궁극적 인 모습이라 할 수 있다). 그러나 이 방법의 경우 상대가 보이지 못할 뿐만 아니라 여기에서 상대를 볼 수 없다. 전자기 메타 물질 이라는 빛에 대해 부정적인 굴절을 가진 신소재를 이용하여 물체의 표면에서 빛을 우회하여 반대편으로 투과시키는 것으로, 마치 빛이 투과 할 것 같은 상태를 실현할 수 있는 가능성이 시사되고 군사 · 의료 분야에서 적극적으로 개발이 진행되고 있다.

 

 

 

공간 왜곡 형

공간 왜곡 등에 의해 빛 자체의 진로를 바꾸어 버리는 ( 공간 자체를 왜곡해야하므로 현재의 물리적 이론은 실제로는 거대한 에너지 (질량)를 필요로 하고 가장 현실성이 낮은 방법이다). 그러나 물질을 사용하여 회절시키는 방법은 공간 왜곡과 수학적으로 등가 인 표현이기 때문에 (Transformation Optics 라는 좌표 변환 이론 참조) 위의 회절 형으로도 해석 할 수 있다.

 

 

 

An_invisibility_cloak_using_optical_camouflage_by_Susumu_Tachi 스스무 다치 의해 활성 위장을 사용하는 투명 망토. 왼쪽  특별한 장치없이 볼 수 천. 오른쪽 레트로 반사 프로젝션 기술의 하프 미러 프로젝터 부분이지만 본 같은 천으로

전자파 흡수 형

가시 광선을 포함한 전자파를 흡수 해 버리는 소재를 사용한다. 일부 SF 작품 등으로 이렇게 설명되는 것이 있지만, 현실은 검게 보이는것 이므로, 근본적으로 틀리다. 그러나 원리 상, 레이더 등에 유효한 경우도 있다.

 

 

 

광학 위장 기술의 연구

픽션뿐만 아니라 현실 세계에서도 유사한 기술의 연구가 이루어지고 있다. 미군 도 광학 위장 기술의 연구를 매사추세츠 공과 대학 에 의뢰하고 있다.

광학 위장의 대상이 되는 물체에 재귀 반사재 (미세한 유리 구슬 등으로 빛이 입사 한 방향으로 반사하는 소재)를 도포하고, 물체 뒤에 영상을 외부에서 프로젝터 로 영사 하여서 어느 정도의 실현을 보고 있다.

광학 위장은 여전히​​ 어려운 기술이지만, "수술 중 의사의 장갑에 환부를 투영 부위가 언제든지 시야를 가리지 않도록 하는등 , 컴퓨터 지원 수술 등의 제한적인 용도로의 연구는 상당히 진행되고 있다.

 

 

 

St_Andrews_University_Classics_Building 세인트 앤드루스 대학

각국의 연구

미국 듀크 대학 등 미국과 영국의 그룹은 특수 금속 섬유를 사용하여 빛을 반사하지 않고 후방으로 우회시키는 연구를 하고있다. 이것이 실현되면 이론적으로 마치 물체가 투명해진 것처럼 보인다.

 

 

 

Future University Hakodate

 

일본의 토야마 대학(富山大学, 영어 : University of Toyama) 과 公立はこだて未来大学(영어 : Future University Hakodate)) 영국 세인트 앤드루스 대학(University of St Andrews) 의 3 명의 연구원은 " 메타 물질 "을 사용하여 주파수를 제한하면서 전자파에 의한 완전한 투명 효과를 얻을 수있는 물체를 만드는 데 성공했다고 한다. 이론적으로는 가시 광선 영역에서의 실현을 했다고한다.

영국군 은 빠르면 2012 년에 광학 위장을 탑재 한 주력 전차 를 실전 배치한다고 한다.

미 캘리포니아 대학 버클리에서 개발에 성공했다고 2008 년 8 월 11 일 에 밝혔다.

영 · 세인트 앤드루스 대학 의 연구팀은 New Journal of Physics 11 월호에 「가시 광선 영역 "에서 빛을 구부릴 수 있는 물질을 만드는 데 성공했다고 하는 논문을 발표했다.

메르세데스 벤츠 는 차체 측면을 시트 형태의 광학 LED로 덮고 반대편의 풍경을 촬영 해 실시간으로 표시하여 간이 광학 위장을 실현 한 자동차, 메르세데스 F-Cell 모델을 이용한 CM을 보여 Invisible Mercedes 로 화제가 되었다.

 

 

 

Hades-et-Cerberus-III 하데스와 케르베로스

소설의 "광학 위장"

자신의 의류 나 기체 등의 색상과 무늬를 배경에 맞게 실시간으로 변경하여 시각적으로 위장하거나 빛 을 투과 편향시켜 시각적 일수 있게 하는 등 개념 자체는 동서양을 막론하고 옛부터 존재하고 있으며, 그 예로 전자는 동물의 카멜레온 과 오징어 , 문어 등의 흉내를 내는것이고 후자는 민화 나 전승 에 남는 ' 하데스(고대그리스어 : ΑΙΔΗΣ, Ἅιδης, Hādēs; ) 의 숨은 투구나, 텐구(天狗; 일본 의 민간 신앙 에서 전승 되는 신 또는 요괴 라고도하는 전설상의 동물이다.) 의 방패 등을 들 수 있다.

 

 

maxresdefault Star Trek

문예 등 창작물

비교적 최근의 작품에 등장하는 것으로, 필립 K 딕(Philip Kindred Dick, 1928 년 12 월 16 일 - 1982 년 3 월 2 일 ) 의 SF 작품에 등장하는 '점프 슈트'와 윌리엄 깁슨(William Ford Gibson, 1948 년 3 월 17 일 -) 의 작품 중에 등장하는 의태(擬態) 폴리 카보네이트」등, 또한 전함 크기에서는' 스타 트렉( 영어 : Star Trek) '에 등장하는 우주 전함 용 차폐 장치(영어 : cloaking device; 특정 물체를 보이지 않게하는 주로 공상 과학 소설 작품에 등장하는 가공의 기술의 하나이다.) 와 영화 ' 아이 스파이(I SPY) '에서 테러리스트와의 거래에 이용되는 전투기에 실시한 시각적 스텔스 게임 " 메탈 기어 솔리드(METAL GEAR SOLID, 약칭 : MGS) "시리즈에 등장하는 스텔스 위장, 등의 예를들 수있다. 영화 ' 프레데터(Predator, Yautja, Hish) '는 작중에 등장하는 외계인 종족 프레데터 가 지구를 능가하는 과학 기술로 광학 위장을 사용하고 이를 통해 멀리 저항하고 싸우는 지구인들의 드라마가 주제의 하나가 되고있다. 또한 영화 ' 007 어나더 데이(Die Another Day) '에서 본드 카로가 광학 위장 장비로 등장한다. 이 전후에서 군사적 현실성에 시민권을 얻기 시작했다고 할 수 있다.

이외에도 도라에몽 이 추출기구 안에도 몇개의 (게다가 전혀 별개의 용도와 그에 걸 맞는 장치를 가진다.) 아이템으로 등장하고 있다. 예를 들어, '투명 망토'등은 마법 · 과학 (전자는 '해리 포터', 후자는 '도라에몽')의 양면의 이야기에서 등장한다.

이러한 "위장"기술에 대해 한국에서는 오랫동안 정해진 호칭이 존재하지 않았다 (영어로는 camouflage 와 cloaking 으로 불린다.)

 



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