AI를 활용한 에도 시대 일본 도기 항아리 변화 양상

편집자주) 도판에서 드러나듯이 이에서 말하는 도기는 우리 식으로 이해하면 옹기 개중에서도 동이다. 

by 도쿄과학연구소Institute of Science Tokyo

사진 제공: 도쿄과학연구소

 

고고학적 유물은 과거 사회의 역사를 이해하는 데 귀중한 통찰력을 제공한다.

유물은 기술 발전뿐 아니라 당시 사람들의 경제 체제, 문화적 전통, 일상생활의 변화까지 보여준다.

도기pottery는 그 형태가 제작 및 사용 방식뿐만 아니라 생산 과정에 영향을 미친 광범위한 역사적 흐름을 반영하기 때문에 가장 유용한 고고학적 자료 중 하나다.

그러나 도기 형태의 미묘한 변화를 파악하는 것은 전통적으로 시각적 비교에 의존했기에 도기가 시간 흐름에 따라 어떻게 진화했는지, 그리고 이러한 변화가 과거 사회에 대해 무엇을 알려주는지 정량적으로 추적하기 어려웠다.

이를 연구하기 위해 일본 도쿄과학대학(사이언스 도쿄) 미래과학연구소, 인문학연구소, 환경사회학부 제임스 프랜시스 로프터스James Frances Loftus 부교수는 일본 에도 시대(1603~1868)에 '오가메Ogame'라고 불리는 대형 도기 항아리의 형태가 어떻게 변화했는지 조사했다.

오픈 아키올로지(Open Archaeology)에 발표된 이 연구는 기하학적 형태측정법Geometric Morphometrics (GMM, 형태의 정량적 측정 및 분석)과 랜덤 포레스트 머신러닝 모델Random Forest machine learning model을 결합해 일본 사가 현과 후쿠오카 현 11개 가마터 및 무덤에서 출토한 243점 항아리 형태를 분석했다.

인공지능(AI) 기반 접근 방식을 통해 연구진은 연대가 확실하지 않은 항아리까지 분류할 수 있었으며, 이는 역사고고학에서 오랫동안 난제로 남은 문제를 해결한 것이다.

 

오가메 제작. (A) 완성된 히젠 오가메Hizen Ogame 모음; (B) 당시의 전형적인 ‘등요climbing kiln’인 사가현 오치초의 요코마쿠라 가마; (C) 오가메를 만드는 ‘다타키tataki’ 기법; (D) 오가메 제작에 사용된 도구 모음. 모든 사진은 저자 촬영. A, C, D는 사가현립박물관 소장. C 원본 사진은 요코야마 고이치(요코야마 1982) 촬영 추정.

역사적 압력 속에 놓인 일상의 항아리

로프터스 교수는 "평범한 가정용 도기조차도 기술적, 사회적 변화에 대한 놀랍도록 풍부한 기록을 보존하고 있다"고 설명한다.

"GMM과 머신러닝을 결합한 본 연구는 육안 관찰만으로는 일관되게 인식하기 어려웠던 도기 형태의 미묘한 변화를 정량화할 수 있었습니다."

오가메는 근대 초기 일본에서 없어서는 안 될 필수 용기로 물과 간장 저장, 농업용 비료 운반, 인분 수거, 매장용 항아리 등 다양한 용도로 사용되었다.

일상생활과 매장 관습 모두를 뒷받침한 이 다용도 용기는 에도 시대 사회 전반에 걸쳐 중요한 역할을 했다.

이전 연구들은 도쿠가와 막부의 지배력 강화, 청나라의 해상 무역 금지, 그리고 국내 생산망의 확장이 도기 생산과 유통에 변화를 가져왔음을 보여주었지만, 이러한 역사적 발전이 오가메와 같은 일상생활용 도기에도 영향을 미쳤는지에 대해서는 상대적으로 주목이 적었다.

시각적 비교를 넘어선 형태 측정

형태적 차이를 측정하기 위해 로프터스는 타원 푸리에 분석(Elliptical Fourier Analysis, EFA)이라는 GMM 기법을 사용해 각 도기의 윤곽선을 디지털화했다.

이 기법은 형태의 미묘한 변화까지 포착한다.

그런 다음, 그는 이러한 형태적 특징을 기반으로 연대가 알려지지 않은 항아리들을 여러 시대로 분류하기 위해 랜덤 포레스트(Random Forest) 모델을 훈련시켰다.

결과에 따르면 17세기 초에 제작된 항아리들은 형태에 상당한 다양성을 보인 반면, 18세기에 제작된 항아리들은 점차 형태가 균일해졌다.

이러한 변화는 도쿠가와 막부의 지배력 강화, 청나라의 해상 무역 금지, 그리고 국내 생산망의 확장과 같은 주요 역사적 발전 시기와 일치한다.

고고학자들은 오랫동안 이러한 발전이 도기 생산 방식을 변화시켰다고 주장했지만, 본 연구는 이러한 광범위한 역사적 변화가 일상생활에서 사용되는 도기 형태 변화에 반영되었음을 보여주는 최초의 정량적 증거를 제시한다.

이러한 패턴은 도기 공방에 대한 규제와 전문화가 증가함에 따라 생산 방식이 변화했고, 동시에 특정 문화적 필요에 맞게 도기가 변형될 수 있었음을 시사한다.

 

규슈의 히젠(Hizen)과 치쿠젠(Chikuzen) 지방을 보여주는 일본 지도. 주요 근대 도시(예: 에도/도쿄)가 표시되었다. 아래쪽 패널은 히젠(빨간색)과 치쿠젠(파란색)을 강조 표시하고, 다른 지방은 회색으로 표시했다. 유적 번호(1~11)는 표 1과 일치하며, 12번 유적은 좌표가 없어 제외했다. 색상은 가마, 파란색을 나타낸다. 이 지도는 일본 국토지리정보원 공개 GSI 데이터를 사용해 'KASHMIR 3D'로 제작했다.

매장지에서 발견된 항아리는 형태가 기능을 따랐다

연구자는 또한 도기 형태가 기능 차이를 반영한다는 사실을 발견했다.

가마터에서 출토된 항아리는 일반적으로 어깨가 넓고, 테두리가 넓게 퍼졌으며, 아랫부분이 비교적 작고 단단해 액체나 비료를 저장하고 운반하는 데 적합했다.

반면, 매장지에서 발굴된 항아리는 더 길고 좁으며 밀폐된 형태를 띠고 있어, 가정에서 사용한 것을 재사용한 것이 아니라 장례용으로 의도적으로 설계하거나 선택했음을 나타낸다.

로프터스는 "이번 연구는 에도 시대 오가메가 시간이 지남에 따라 점차 표준화했으며, 더 넓은 역사적 발전에 대응해 다양한 기능에 적응했다는 최초의 정량적 증거를 제시한다. 나아가, 인공지능 기반 형태 분석을 통해 도기 형태의 미묘한 변화가 광범위한 기술적, 사회적, 경제적, 정치적 변화를 어떻게 반영하는지 밝혀낼 수 있는 잠재력을 보여준다"고 말했다.

문헌으로 기록된 역사 자료는 주로 정치 엘리트와 주요 사건에 초점을 맞추는 반면, 오가메와 같은 일상 유물은 평범한 사람들 삶에 대한 귀중한 증거를 제공한다.

이 연구는 고고학적 전문 지식과 AI 기반 분석을 결합해 물질문화가 역사 기록을 보완하고, 그렇지 않았다면 드러나지 않았을 사회경제적 변화를 밝혀내는 데 어떻게 기여할 수 있는지 보여준다.

더욱 폭넓은 고고학적 도구 개발을 향하여

로프터스 교수는 정량적 형태 분석을 휴대용 X선 형광 분석 및 성분 분석과 같은 다른 고고학 과학 기술과 통합해 에도 시대 도기뿐만 아니라 다양한 지역과 시대의 도기를 연구함으로써 전 세계 고고학 연구에 더욱 정량적인 틀을 제공하고자 한다.

GMM을 머신러닝과 통합하면 고고학자들은 제조 시스템을 재구성하고 문화적 상호작용을 더욱 과학적으로 정확하게 연구할 수 있게 되어, 과거 사회를 그들이 만든 유물을 통해 이해하는 새로운 가능성을 열어줄 수 있다.


More information
James Frances Loftus, Water, Soy Sauce, Feces, and Death: A Geometric Morphometric and Machine Learning Analysis of Edo-Period Ogame Jars, Japan, Open Archaeology (2026). DOI: 10.1515/opar-2025-0083 

Provided by Institute of Science Tokyo