# 컴퓨터 시뮬레이션 이용한 화장품 개발 전개

현재 화장품 개발에서 정도의 차이는 있을지라도 컴퓨터가 빠질 수 없다는 데에는 이견이 없을 것이다. 관능평가나 측정데이터 등 실험결과의 통계해석은 말할 것도 없고 이미지 해석을 조합한 평가 등 많은 상황에서 활용되며 연구 속도는 반세기 전과 비교하면 비약적으로 빨라졌다. 또 현재 다양한 데이터가 디지털 형태로 계속해서 대량으로 축적되고 있으며 장기적으로는 대량으로 축적된 데이터베이스에 근거해 상상조차할 수 없는 응용으로 이어지는 것도 기대된다.

한편, 컴퓨터의 범용화로 인해 데이터 해석이나 축적 뿐 아니라 광학 계산이나 MD(분자동력학) 등의 물리 분야, 화학 분야의 시뮬레이션도 쉽게 활용할 수 있게 됐다. 데이터 사이언스나 딥 러닝이 대규모 데이터에서 솔루션 창출을 촉진하는 현재의 주류적 응용인데 반해 물리 분야, 화학 분야의 시뮬레이션은 정통적인(orthodox) 컴퓨터 사용법이라고도 할 수 있다. 그러나 화장품 개발에서 물리, 화학적인 견해가 반드시 필요함은 물론이며 연구대상이 복잡해지면 컴퓨터를 이용한 계산기술은 매우 유용한 툴이 된다.

그림1 도포 피부 시뮬레이션 모델
 

그렇다면 물리 분야, 화학 분야의 시뮬레이션을 사용하는 주된 목적으로서 복잡한 현상에 대한 해명이나 새로운 재료의 설계를 들 수 있는데 필자는 이에 더해 커뮤니케이션 툴로서의 측면도 매우 크다고 생각하고 있다. 일반적으로 물리 분야의 시뮬레이션으로 얻을 수 있는 결과는 해당 분야를 전문으로 하지 않는 사람에게는 이해하기 어려운 것이다.

어떤 화장품의 특징을 다른 연구원과 공유할 때 또는 고객에게 그 유효성을 전할 때 그래프나 일러스트만으로 설명하는 것은 간단한 일이 아니다. 그러나 시뮬레이션 결과를 누구나 알 수 있도록 가시화 할 수 있다면 상당히 원활하게 정보를 전달할 수 있게 된다. 또 인위적으로 만들어지는 컴퓨터 그래픽과는 달리 물리 법칙에 따라 계산해 얻은 가시화 이미지는 높은 신뢰성을 줄 수 있다고 생각된다. 경우에 따라 다르지만 가시화의 완성도에 따라 이른바 실효적인 예로서 나타나는 사진 이상의 설득력을 가질 수도 있다.

본고에서는 물리 분야의 시뮬레이션으로서 광 거동을 계산하는 몬테카를로 시뮬레이션의 예를 들어 지금까지 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 화장품 개발 중에서 파우더리 파운데이션의 모공보정에 대한 연구와 수리모델을 이용한 얼룩 발생에 대해 소개한다.