메타버스를 향한 도약, DfMA 통합 플랫폼
산업과 학술 등 다양한 분야에서 메타버스를 활용한 사례들이 등장하고 있다. 과연 건설 산업에서도 메타버스를 활용할 수 있을 것인가? 우선 건설분야만의 메타버스 환경이 필요할 것이다.
이번 호에서는 최근 5년동안 국토해양부 R&D ‘개방형 BIM 기반의 건축설계 자동화지원 기술 및 첨단 유지관리 기반기술 개발’ 과제에서 연구된 내용의 일부를 바탕으로 건설분야에 특화된 DfMA 통합 플랫폼을 소개해 보고자 한다.
■ 이아진 | 2020년 부산대학교 컴퓨터공학전공을 졸업하고, 2021년 경희대학교 일반대학원 건축학과로 입학하여 현재는 건설정보연구실 소속 연구원이다.
■ 김인한 | 경희대학교 공과대학 건축학과에 교수로 재직중이며, 빌딩스마트협회 수석 부회장을 역임하고 있다. 국제적으로는 2019년 buildingSMART International Fellow로 선정되었다.
현실 같은 가상세계 메타버스
‘로블록스’, 네이버의 ‘제페토’, 게더의 ‘게더타운’을 들어본 적이 있는가? 이들은 메타버스를 구현한 플랫폼으로 혹시 익숙하지 않다면 지금부터 알아가도 늦지 않다. 메타버스란 닐 스티븐슨의 소설 ‘스노우 크래시(Snow Crash)’에서 등장한 용어로 현실과 가상세계를 모두 아우르는 또 하나의 세계를 의미하는 가상, 초월을 의미하는 ‘메타(Meta)’와 우주, 세계를 뜻하는 ‘우주(Universe)’의 합성어다. 코로나19의 장기전이 지속되면서 가상현실인 메타버스에 대한 사람들의 관심은 뜨거워졌고, 각 업계에서도 메타버스를 활용한 산업에 도전하고 있다.
건설 업계에서도 메타버스를 활용한 산업을 기대할 수 있는데, 가상의 세계에서 이루어지는 산업이기 때문에 BIM(Building Information Modeling, 건축 정보 모델링)을 활용하는 것은 이제 피할 수 없는 필수적인 요소로 보인다. BIM은 건축물의 정보를 담고 있는 3D 모델링으로 구조, MEP, 공간 등 건축물을 구성하는 모든 요소가 각 객체로서 존재하며, 객체들은 자재, 공정, 공사비, 형상, 추상적인 정보 등 다양한 정보가 속성으로서 표현된다. 2D 도면의 집합체보다 정확한 도면을 추출할 수 있고, 각 정보를 활용하여 공사비 계산, 에너지 분석은 물론 법규검토 또한 가능하다.
그림 1. BIM을 활용하였을 때 편리해지는 작업1)
메타버스 플랫폼 내에서 각 사용자는 가상의 요소들을 접하는데 BIM 모델은 이에 적합하다. 건설 업계에서 바라보자면 설계사, 시공사, 발주처는 가상환경에서 BIM 모델로 협업 가능하며, 법규검토는 승인까지 걸리는 시간을 줄여주고 서류를 주고받는 등 중간 과정에서 발생하는 노력을 줄여줄 수 있다. 또한 건축주는 자신의 집을 현실이 반영된 가상세계에서 BIM 모델을 띄워 주변 풍경과 어우러지는지, 내부는 어떻게 생겼는지 미리 알아볼 수 있다. 이렇게 각 사용자들은 각자의 필요에 따라 플랫폼 내에서 활동할 수 있는데, 이를 구현할 첫 번째 발걸음으로 오프라인 활동을 온라인으로 옮긴 건설 통합 플랫폼을 제안한다.
현실이 바로 반영되는 디지털 트윈
지난 11월 24일 네이버랩스는 대한민국 최대 개발자 콘퍼런스인 DEVIEW2) 키노트를 통해 기술 융합의 새로운 미래상으로 ‘아크버스(ARCVERSE)’를 발표했다. AI, 로봇, 클라우드, 디지털 트윈 등의 기술 융합을 통해 현실과 가상세계를 연결하는 아크버스는 메타버스와 다르게 가상세계가 독립적이지 않고 현실과 가상세계 간에 데이터 및 서비스가 실시간으로 동기화된다. 네이버랩스는 아크버스를 이용하면 자율주행, 스마트빌딩(건물 유지관리), 스마트시티 등 다양한 형태로 사회에 적용될 수 있다고 주장하는데 여기서 중요한 요소가 바로 디지털 트윈이다.
디지털 트윈이란 이름에서 알 수 있듯이 가상세계에 현실과 똑같은 쌍둥이가 존재하는 것이다. 현실에서 실시간으로 변화되는 요소들 또한 가상세계에서 바로 반영되어야 디지털 트윈 기술이라 할 수 있는데, 이를 구현하기 위해서는 각 정보는 물론이고 그 정보의 변화를 이미지, IoT 등을 활용하여 수집한다. 건설 통합 플랫폼에서 디지털 트윈을 활용할 수 있는 부분은 건설 참여 주체자들의 협업 과정이다. 지리적 특징 등을 고려하여 설계할 수 있고, 시공을 하면서 발생할 문제들을 미리 방지할 수 있으며 시공 과정을 실시간으로 접하며 변동되는 사항들을 설계사와 의논할 수 있다. 현재 논쟁 중인 일명 ‘인천 검단신도시 왕릉뷰 아파트’ 또한 디지털 트윈을 활용하였더라면 미리 문제를 방지했을지도 모른다. 2019년 착공했음에도 불구하고 2021년인 지금에서야 문제점을 발견한 것은 그 이전의 설계 허가부터 시공 과정까지 의사소통이 부족했음을 의미한다. 소통이 잘 되지 못했던 이유는 해당 아파트가 지어졌을 때 어떤 경관일지, 어떤 영향을 일으킬지 정확한 판단을 하지 못한 것이 크며, 아파트가 시공되는 동안 관리·감독이 부족했던 탓이다. 이 사건의 해결 방법으로 철거 외에 ‘58m의 초대형 나무를 심어 가리자’는 의견이 등장했는데, 58m라는 높이는 도통 감이 오지 않는 크기이기 때문에 네티즌들은 같은 크기의 중국의 ‘관우 청동조각상’을 보며 그 크기를 가늠하고 있다. 현실과 똑같이 생긴 가상세계 내에 해당 아파트와 완공 모습과 나무를 배치한 모습을 시뮬레이션으로 구현하면 해당 안건에 대한 의견을 나누는 데 도움이 될 것이다.
건설 업계에서 디지털 트윈을 구현하기 위해서는 개방형 BIM(openBIM) 기술이 사용된다. 예시로 현재 한국공항공사는 공항시설정보 통합관리시스템(KAC-BIM) 구축을 진행하기 위해 개방형 BIM 기반의 정보통합모델을 이용하며, 공항의 설계부터 시공, 운영, 유지보수 등 전 생애주기 단계를 연결하고자 한다.
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