공공시설 디자인에 있어 디지털 트윈 적용 방안

Abstract

(연구배경 및 목적) 오늘날 디지털 기술로 인해 가상환경과 물리적 환경이 결합하면서 공간은 인식 가능한 환경으로 그 개념이 확장되고 있다. 또한, 코로나 19(COVID-19) 팬데믹(pandemic)이 우리 삶에 큰 변화를 가져오면서 예측 불가능한 위기와 환경 변화에 빠르게 대응할 수 있는 역량이 중요해졌다. 이는 공공디자인의 영역에도 영향을 미쳐 대면 중심의 디자인 재고와 불확실성에 대비할 수 있는 빅데이터 기반의 사용자 분석이 중요해지고 있다. 디지털 트윈(Digital Twin, 이하 DT)은 물리적 환경을 복제한 가상환경 모델로서 급변하는 환경에 신속하게 대응할 수 있게 한다. 이러한 맥락에서 본 연구는 공공시설 디자인에 있어서 DT의 적용 가능성을 탐색하고자 한다. (연구방법) 연구방법은 첫째, 문헌 연구를 통해 DT의 개념을 파악하고 성숙도 단계에 따라 유형화한다. 둘째, 국내외 제조를 비롯한 여러 분야의 DT 활용 현황에 대해 검토한다. 셋째, 이를 바탕으로 DT 성숙도 단계를 기반으로 하는 공공시설 디자인 단계를 도출하고, 마지막으로 공공시설 디자인을 위한 DT의 활용 방향을 제시한다. (결과) 사례 분석 결과, DT의 활용은 공정상의 오류 감소, 안전 확보, 운영·관리의 효율성, 비용 절감, 고객 서비스 최적화, 실증 데이터 기반의 구체적·신속한 개별 서비스 구현에 초점을 맞추고 있었다. 문헌 및 사례 연구를 통해 기술 발달에 따른 DT 성숙도 단계와 그에 따른 공공시설 디자인의 단계를 도출하였다. 외형을 디지털로 복제하는 1단계는 물리적 환경 구축으로 제한되는 경우, 2단계는 부분적 자동제어가 가능한 수준, 3단계는 가상환경을 통한 시뮬레이션으로 현재 환경을 분석하고 디자인 결과를 예측하는 수준, 4단계는 딥러닝을 통한 확장현실(XR) 구축, 마지막 5단계는 XR을 제어하고 변경하는 수준으로 정리될 수 있다. 또한, 공공시설 DT의 운영방향을 공공 및 환경가치 기반, 통합적이고 복합적인 DT 운영과 실증적 데이터 기반의 사용자 중심 디자인 실천으로 정리할 수 있었다. (결론) 본 연구를 통한 시사점과 기대효과는 첫째, 공공시설을 위한 DT 구축 시 시설의 가치 기준을 명확하게 할 필요가 있다. 둘째, DT 네트워킹과 복합적인 활용으로 지역별 특성에 맞는 공간 구현이 가능할 것이다. 셋째, 여러 가지 복잡한 사회문제들을 객관적 데이터를 바탕으로 하여 DT를 통해 예측함으로써 최적화된 환경 제시가 가능하다. 마지막으로, 공공시설의 DT 활용은 신속하고 유연하게 사용자 맞춤형 서비스를 제공할 수 있게 할 것이다. 본 연구는 공공시설 디자인에 DT를 적용할 수 있는 가능성을 이해하고 그 기준을 파악하는 데에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.