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컴퓨터학부 이우령 학생(4학년, 군입대 휴학 중)이 제1저자로 참여한 “Global shape defect detection for 3D printed medical plates using medial skeletons and multiresolution hierarchies” 논문이 JCR 상위 11%인 SCIE 저널 Measurement에 게재 승인되었다.

이 연구에서는 3D 프린팅 의료용 맞춤형 플레이트에서 발생할 수 있는 전역적 형상 결함(global shape defect)을 효과적으로 검출하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 의료용 플레이트는 인체 삽입형 임플란트의 한 종류로 주로 골절된 뼈를 고정시키기 위한 용도로 사용되며 납작한 판 형태를 가진다. 기존의 국소적 표면 비교 방식이 전역적인 변형이 발생하는 상황에서는 한계를 가지는 점에 착안하여, medial skeleton과 multiresolution hierarchy(MRH) 기반의 새로운 결함 탐지 프레임워크를 제안하였다. 연구팀은 먼저 실제 제작된 플레이트를 3차원 스캔하여 CAD 모델과 비교 가능한 디지털 형상을 구축하고, 이를 원본 CAD 형상에 대응시켰다. 변형이 일어나 서로 다른 형상을 갖는 두 형상을 대응시키기 위해 스켈레톤과 MRH를 기반으로 대응점을 매칭할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며, 이를 이용하여 결함의 위치와 정도를 정밀하게 분석하는 방법을 고안하였다. 실험을 통해 제안한 방법이 기존 거리 기반 방식으로 오류가 발생하던 전역적 결함 검출에 대해 강건함을 보였으며, 의료용 3D 프린팅 플레이트의 정확한 품질 분석에 기여할 수 있음을 입증하였다.

논문의 책임저자인 김구진 교수는 “이번 연구는 3D 프린팅 의료 기기의 신뢰성과 안전성을 높이는 데 있어 의미 있는 진전”이라며, “향후 환자 맞춤형 의료기기의 설계 및 검증 과정에 폭넓게 적용되기를 기대한다”라고 밝혔다. 또한 “이우령 학생은 새로운 아이디어의 알고리즘을 제안하고 구현했을 뿐만 아니라, 군입대 중에도 제한된 휴식시간을 이용하여 논문 수정에 반드시 필요했던 코드 수정 및 실험을 모두 수행해내는 성실성과 책임감을 보여서 놀라웠고 칭찬하고 싶다”라고 첨언했다.

이 논문은 김구진 교수, Elisha P. Sacks 교수(Professor Emeritus of Computer Science, Purdue University)와 함께 작성되었다.

<왼쪽부터 이우령학생, 김구진교수>