가운데 손가락이나 약지를 검지와의 마찰로 기세 좋게 딱 딱 소리를 내는 "핑거 스냅(손가락 패칭)"은, 뭐랄까...어린 시절에 열심히 연습을 한 사람도 많을 것이다.
이 핑거 스냅을, 미국 연구팀이 하이 스피드 카메라 또는 최첨단 역각 센서를 사용하여 분석한 결과, 핑거 스냅이 "지금까지 기록된 가운데 인체가 만들어낼 수있는 최고의 가속도를 만들어내는 움직임"이라는 것이 밝혀졌다.
핑거 스냅은 옛부터 전해져내려오는 인간의 문화이며, 기원전 300년경의 고대 그리스의 회화에도 그려져있다. 또한, 2018년 영화 "어벤저스/인피니트 워"에서는 슈퍼 빌런 사노스의 핑거 스냅이 큰 화제를 불러모았었다.
미국 조지아 공과대학의 하비 머드대학의 연구팀은 이전의 연구에서, 생물에게서 관찰되는 놀라울 정도로 강력하고 초고속적인 움직임을 설명하는 일반적인 프레임워크를 개발하고 있었다. 그런 가운데 "어벤저스/인피니트 워"를 본 연구팀은, 이 프레임워크를 "핑거 스냅"에 적용하는 것에 흥미를 가졌다고 한다.
사노스는 영화에서 금속제 인피니트 갑옷용 장갑을 착용하고 있지만, 이 상태에서는 핑거 스냅과 관계된다는 피부의 마찰의 영향이 없기 때문에, 조지아 공과 대학에서 화학, 생체분자 공학부의 조교를 맡고있는 Saad Bhamla 씨는, "갑옷용 장갑을 착용하고있는 사노스는 핑거 스냅을 할 수 없는것이 아닌가?"라고 생각했다한다. "우리는 사노스가 실제로 핑거 스냅을 할 수 있는지 이해하기 위해, 격렬한 토론을 벌였습니다"라고 Bhalma 씨는 언급.
그래서 연구팀은, 엄지와 가운데 손가락의 마찰이 핑거 스냅에서의 에너지 유지 및 해방에 중요한 역할을 하고 있다고 생각하고, 다양한 조건에서 핑거 스냅의 움직임을 분석하는 실험을 실시했다.
실험에서는 고속 카메라를 사용해, 3명의 다른 피험자가 실시하는 핑거 스냅을 다양한 각도로 촬영. 피험자는 손목의 관절, 손가락의 뿌리, 손가락 관절, 가운데 손가락의 끝에 표지가되는 테이프를 붙이고, 맨손, 매끄러운 고무 장갑, 고무제의 도가니, 고무 장갑 아래에 금속제의 도가니 등 다양한 조건에서 5회씩 핑거 스냅을 실시.
덧붙여, 팔이나 손가락의 피로가 핑거 스냅의 정밀도에 영향을 주지 않도록 각 핑거 스냅 사이에는 1분간의 휴식을 주어 근육의 피로를 경감시켰다고.
기록한 데이터를 고속 화상 처리, 자동 화상 처리, 동적력 센서 등을 사용하여 분석한 결과, 맨손에 의한 핑거 스냅은 초당 7800도의 회전 속도와 초당 160만도 2의 회전 가속도를 합친 것으로 판명.
핑거 스냅의 회전 속도는, 지금까지 기록된 가운데에서 최고인 "프로야구의 투수가 투구할 때의 팔의 회전 속도"보다 느리지만, 회전 가속도는 이것을 3배나 웃돌고있어, 지금까지 측정된 것 가운데 "인체가 생성하는 최고의 회전 가속도"를 가지고 있다고 연구팀은 말하고있다.
Bhamla 씨는, "지난 몇 년 동안, 우리는 손가락으로 핑거 스냅을 하는 방법에 대해 매료되어 왔습니다. 이것은 우리의 손가락 끝에있고, 그동안 조사되지 않았던 정말 놀라운 물리학 퍼즐입니다", "데이터를 처음 보았을 때 저는 의자에서 펄쩍 뛰었습니다. 핑거 스냅은 팔의 근육이 "모터"가되고, 손가락의 힘줄에 위치 에너지를 주고, 엄지와 가운데 손가락을 맞닿게하여 축적한 위치 에너지를, 가운데 손가락과 엄지가 마찰로 문지르면서 단시간에 해방시킨다는 메커니즘이라는 것.
그러나 고무 장갑이나 금속제 손가락 등을 착용하면 마찰이 증가하거나 스냅에 필요한 피부 특유의 압축성이 손실되어버려 핑거 스냅을 할 수 없게된다는 것...
인간의 피부가 "핑거 스냅에 최적의 마찰력 영역"을 구성한다는 이번 실험 결과는, 수학적 모델에 의해 확인되었다. 핑거 스냅의 새로운 모델은 개미와 흰개미가 턱에 힘을 축적하는 방법 등 기타 생체 역학적 동작을 이해하는 열쇠가 되는 것 외에, 하이테크 의지의 설계나 소프트 로보틱스 등의 마찰 다이나믹스의 개선에 도움이 될 가능성이 있다는 것.
논문의 최고 책임자 인 조지아 공과대학의 학부생 Raghav Acharya 씨는, "우리의 연구 결과는 사노스가 금속 장갑으로 손가락이 덮여있기 때문에, 핑거 스냅을 할 수 없었다는 것을 시사하고 있다. 즉, 실제 물리학이 아니라 아마도 할리우드의 특수 효과가 작용되었을 것입니다"라고 코멘트.
