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[IT뉴스]"잘 보고 휙 치면 돼", 공식으로 풀었더니 … 야구, 물리학이 되다

온카뱅크관리자

2025-11-05 16:57:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 야구로 보는 '바이오메카닉스'의 세계 
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 많은 야구팬은 한국 야구의 전성기를 2008년과 2009년으로 꼽는다. 당시 한국 야구팀은 올림픽 금메달, WBC 우승 등 세계 대회에서 연달아 우수한 성적을 거뒀다. 당시 라인업을 보면 투수에는 류현진·김광현·오승환, 타자에는 이대호·정근우·김태균 등 스타 선수가 대거 포진해 있었다. 많은 팬은 "그때 선수들이 야구를 잘했다"며 지난 시절을 그리워한다.
 정말 그때 선수들이 지금 선수들보다 야구를 더 잘했을까. 2009년을 끝으로 한국 야구의 경기력은 계속해서 안 좋아지는 걸까. 일부 팬의 말대로 정말 선수들 몸값이 높아지면서 헝그리정신이 부족해진 탓일까. 이 같은 질문에 과학적으로 답하는 학문이 있다. 선수들의 움직임을 일일이 측정한 뒤 물리학적으로 분석하는 '바이오메카닉스'다. 바이오메카닉스 연구자들은 선수들이 공을 던지고 배트를 휘두르는 동작을 자세하게 측정한 뒤 각 신체 부위의 위치, 각도, 근육 수축 정도 등을 정량화한다. 그리고 각 선수에게 맞는 최적의 자세를 알려줘 선수들의 경기력을 최대한으로 끌어올린다.
 물리학은 세상의 모든 움직임을 뉴턴의 운동방정식(F=ma, 힘은 질량 곱하기 가속도)으로 표현한다. 바이오메카닉스도 마찬가지로 야구 선수들의 움직임을 운동방정식으로 표현한다. 움직임을 하나씩 살펴보면 결국 근육과 뼈, 신경의 움직임으로 나뉜다. 사람의 몸은 팔꿈치나 어깨 등 관절에 여러 개의 근육이 연결된 형태다. 연구자들은 이를 통해 관절에 걸리는 힘이 얼마인지를 측정한다.
 측정의 핵심은 가속도다. 근육의 질량은 정해져 있기 때문에 선수가 사용하는 힘을 계산하기 위해서는 가속도를 알아야 한다. 가속도를 구하기 위해서는 각 점의 위치를 아는 게 중요하다. 각 점의 이동거리를 시간으로 미분하면 속도가 되고, 다시 시간으로 미분하면 가속도가 된다.
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 하지만 신체 부위의 위치를 측정하는 건 까다로운 일이다. 다른 분야의 분석은 TV 영상을 사용하면 되지만, 선수들의 움직임은 3차원이기 때문에 영상으로는 분석할 수 없다. 팔꿈치가 어떻게 회전하는지, 각도가 어떤지 등은 3차원 좌표를 알아야만 한다. 2차원 영상으로는 각 움직임의 '깊이'를 파악할 수 없다.
 이 때문에 바이오메카닉스 연구자들은 실험실에서 선수들의 손목, 팔꿈치 등 중요 부위에 마커를 달고 추적하는 식으로 움직임을 측정한다. 손톱만 한 크기의 마커는 적외선을 반사하는 작은 구슬 모양이다. 마커를 달고 움직이는 선수를 최소 8대의 적외선카메라로 촬영한다. 카메라는 선수를 향해 적외선을 쏘고, 마커가 반사하는 적외선을 다시 읽는다. 이를 통해 마커들의 3차원 위치를 측정할 수 있다. 선수에게 마커를 부착해야 하고 8대의 카메라가 있어야 하기 때문에 원래 이런 측정 작업은 실험실 안에서만 가능했다. 카메라 1대당 2000만원이 넘기 때문에 이런 장비를 갖추고 있는 시설도 제한적이었다. 또한 바깥 공간은 햇빛 때문에 적외선만 읽어내기가 어려워 실내 측정만 할 수 있었다.
 하지만 이러한 제약점은 측정의 정확도를 떨어뜨린다. 아무리 선수들이 실제 경기하는 것처럼 움직이더라도 경기 상황과 완전히 똑같을 수는 없기 때문이다. 경기 속에서 선수는 긴장하게 되고 호흡이 가빠진다. 아무리 좋은 동작을 많이 훈련하더라도 실제 경기에서는 훈련했던 동작을 그대로 소화하지 못한다. 정확한 분석을 위해서는 경기를 하고 있는 움직임을 측정해야 한다. 그래서 최근에는 마커리스 측정법도 나왔다. 선수들에게 마커를 붙일 필요 없이 카메라로 측정만 하더라도 신체 부위의 3차원 좌표를 알 수 있다. 경기장에 카메라 2대만 설치하면 가능한 일이다. 3차원 좌표는 x, y, z라는 3가지 축으로 구성되기 때문에 카메라 2대를 직교하는 방향으로 설치하면 모든 축의 좌표를 파악할 수 있다.
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 <img alt="전 삼성 라이온즈 투수 최채흥이 마커를 붙이고 바이오메카닉스를 활용한 훈련을 하고 있는 모습. 삼성 라이온즈" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/mk/20251105164816032yufk.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="yxwrBKSrCV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/mk/20251105164816032yufk.jpg" width="658">
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 전 삼성 라이온즈 투수 최채흥이 마커를 붙이고 바이오메카닉스를 활용한 훈련을 하고 있는 모습. 삼성 라이온즈
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 연구자들은 이렇게 얻은 데이터를 통해 경기력을 높일 수 있는 동작을 찾아낸다. 바이오메카닉스가 등장하기 전까지 코칭과 훈련은 감각의 영역이었다. 코치들이 수십 년간 현장에서 쌓은 경험과 직관을 선수들에게 전수하는 방식이다. 만약 코치가 선수 시절 팔꿈치 각도를 좁혔을 때 구속이 더 높았다면, 그는 선수에게 팔꿈치 각도를 좁히라고 조언한다.
 코치도 오랜 기간 쌓은 경험이 있기 때문에 당연히 나름의 통계를 갖고 있다. 그러나 기본적으로 주관적일 수밖에 없고, 선수에 따라 받아들이지 못할 수도 있다. 최근 유행하는 야구 예능인 '불꽃야구'를 보면 김성근 감독은 선수들에게 배팅 지도를 할 때 "휙 해서 팽 치라"고 가르친다. '야신'이라고 불리는 만큼 당연히 상당한 노하우에서 나오는 말이겠지만, 이해하기 쉬운 내용은 아니다.
 바이오메카닉스는 훨씬 구체적인 지침을 준다. 특히 투구와 관련해서는 '바이오메카닉스 피칭 이론'이 있을 정도로 체계화돼 있다.
 한국에 바이오메카닉스를 처음으로 도입한 이기광 국민대 스포츠건강재활학과 교수는 "야구는 기본적으로 회전 운동"이라며 "각 관절에 돌림힘(토크)을 얼마나 주는지가 관건"이라고 했다. 공은 어깨로만 던지는 게 아니다. 선수들의 움직임을 자세히 보면 와인드업 자세에서 다리를 올린 후 한 발을 앞으로 내디디면서 공을 던진다. 이 모든 과정이 몸의 돌림힘을 최대한으로 만들어서 공에 전달하는 움직임이다.
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 <img alt="이기광 국민대 스포츠건강재활학과 교수가 최고의 투구폼을 가진 야구 선수로 꼽은 문서준 투수. 최근 토론토 블루제이스에 입단을 확정했다. 한화 이글스" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/mk/20251105164817356ncby.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="W9c3gNB3l2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/mk/20251105164817356ncby.jpg" width="658">
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 이기광 국민대 스포츠건강재활학과 교수가 최고의 투구폼을 가진 야구 선수로 꼽은 문서준 투수. 최근 토론토 블루제이스에 입단을 확정했다. 한화 이글스
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 보통 사람 몸의 무게중심은 배꼽 정도에 있는데, 이를 중심으로 공을 던지는 방향에 따라 돌림힘을 크게 만들어야 한다. 단순히 어깨 힘만으로 던지면 구속은 시속 100㎞가 넘기 힘들다. 이 교수는 "사람 몸에서 몸통의 비중이 크기 때문에 몸통의 회전 속도가 중요한데, 이를 위해 하체와 골반이 받쳐줘야 한다"고 했다.
 먼저 중요한 건 (우투 기준으로) 오른쪽 하체다. 투수가 와인드업을 하고 발을 내디딜 때 한 발로 최대한 오래 버티면서 잘 밀어내는 게 중요하다. 잘 밀어내면 앞으로 내딛는 발이 그만큼 힘을 받기 때문이다. 왼발을 앞으로 내디딜 때는 땅을 위에서 찍는 게 아니라 앞으로 미끄러지는 방향으로 밟아야 한다. 그래야 반작용인 지면반력이 뒤쪽으로 작용한다.
 무게중심을 기준으로 봤을 때 지면반력의 방향이 그대로 돌아 공으로 전달된다. 오른 다리가 잘 밀어내면서 왼발을 앞으로 세게 내디딜수록 유리하다. 이 힘은 차례대로 골반, 몸통, 어깨, 팔꿈치로 이어져 구속을 높인다. 물론 쉬운 일은 아니다. 이 교수는 "다리로 버티면서 밀어내는 것만 해도 많은 근육을 사용하는 일"이라고 했다.
 구속만 높다고 좋은 건 아니다. 소위 '볼끝'이라고 말하는 구위는 공의 회전 속도(rpm)와 관련이 있다. 물체의 운동에너지는 선에너지와 회전에너지의 합이다. 총운동에너지가 높으면 타자가 쳐도 공이 멀리 날아가지 않는다. '돌직구'로 유명한 오승환이 대표적이고, 시속 120~130㎞대 구속으로도 100승 이상을 달성한 유희관도 구위가 좋았다. 김영관 전남대 체육교육과 교수는 "구위에 중요한 건 악력"이라고 설명했다. 패스트볼은 검지와 중지로 찍어누르듯이 던지는데, 공을 끝까지 잡아 꼬집듯이 던질수록 공이 많이 회전하기 때문이다. 김 교수는 "오승환이나 유희관을 보면 모두 전완근이 대단히 발달돼 있다"며 "투수들은 전완근과 손가락 근육을 신경 써서 단련해야 한다"고 했다.
 김 교수는 "일정 수준 이상에 도달한 선수들은 자신에게 맞는 최적의 자세가 있다"며 "바이오메카닉스적 결과가 수많은 훈련으로 체득된 것 같다"고 했다. 바이오메카닉스 면에서 가장 뛰어난 선수를 묻는 질문에 이 교수는 최근 토론토 블루제이스에 입단이 확정된 장충고의 문서준을 꼽았다. 이 교수는 "최근 문서준의 투구 메커니즘을 분석한 적이 있는데 흠잡을 데가 별로 없다"고 칭찬했다. 
 바이오메카닉스
 바이오메카닉스는 인체의 움직임을 물리학적으로 분석하고 수치화하는 학문이다. 근육, 관절, 골격의 움직임을 수치화해 신체 특징에 맞는 최적의 동작을 찾아내고, 운동 수행 능력을 높이거나 부상 위험을 줄이는 데 사용된다.
 [최원석 기자]
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