[논문]가상현실 (VR) 기반 건설 작업자 안전훈련

안승준

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안승준 (University of South Australia)

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문제 정의

이러한 배경에서, 제4차 산업혁명 시대의 융합형 정보통신기술, 웨어러블 디바이스 및 인공지능 기술 발전에 힘입어, 가상현실(Virtual Reality, 이하 VR) 기술에 기반한 건설 작업자 교육 및 훈련에 대한 관심이 최근 더욱 증대되었다. 따라서, 본 기고문에서는 VR 기반 작업기술훈련의 배경 및 효과를 몇몇 사례를 중심으로 알아보고 VR 기반 건설 작업자안전 훈련의 활용 가능성 및 발전 방향을 가늠해 보는 것을 목표로 한다.
이러한 배경에서, 저자가 속한 연구팀에서 개발한 VR 기반지게차 운전자 훈련 프로그램은 가상환경 내에서 운전자 행동 모니터링(operator behavior monitoring) 및 실시간 피드백(real-time feedback)을 기초로 하여 운전자 안전수칙의“행함으로써 배우기”(“learning by doing”)를 유도하는 것을 목표로 하였다.

제안 방법

이번 장에서는 저자가 남호주 대학에서 VR/AR 연구그룹과 공동으로 개발한 VR 지게차 운전자 안전기술 훈련 프로그램 사례를 간략히 소개한다(공동연구자: Prof. MarkBillinghurst, Dr. Gun Lee, and Mr. Mitchell Wyllie). 지게차는 건설 산업을 비롯한 다양한 산업에서 다양한 종류의 원재료 및 장비를 운반 및 적재하는 데 사용되는 범용 장비이다.

대상 데이터

한편, 석유 및 가스 산업에서는 고위험(high risk)을 동반하는 드릴링 장비 운용 기술을 훈련하는데 VR을 적용하였다.일례로, 노르웨이에서는 특정 드릴링 장비의 운용 중에 맞닥뜨릴 수 있는 각종 위험 상황을 현실적으로 시뮬레이션 할수 있는 180제곱미터 크기의 VR 기반 훈련 센터를 최근 완성하고, 지금까지 수백 명의 학생 및 석유 및 가스 시추 장비운용자들이 이 시설에서 훈련받았다(그림 1 참조).

성능/효과

2000년대 이후 3차원 모델링및 컴퓨터 비전 기술의 비약적인 발전과 함께 발전한 가상현실기술은 의학교육 및 훈련 분야에도 적용되었다. 특히, 내시경(Endoscope) 이나 복강경(Laparoscopy) 과 같은 의료기기를 다루는 기술을 전공의들에게 훈련하는 데 있어서 적용되었으며, 작업 정확도 및 수술 시간 등의 지표를 통해 훈련 효과가 유의미함이 증명되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, “VR to OR”(“가상현실에서 수술실로”) 같은 표현을 통해 VR에서 훈련 및 습득된 기술이 현실 세계의 기술 숙련도로 이전(transfer) 될 수 있음을 강조하기도 하였다⁴⁾.

후속연구

비록 다른 산업 분야에서 VR 기반 훈련 프로그램이 효과가 있고, VR에서 습득된 기술이 현실 세계로 이전됨을 확인한 바가 있으나, 건설 작업 환경에서 안전과 관련된 직능에 대해 더욱 정확히 확인될 필요가 있다. 또한, VR 기반 안전 훈련 프로그램의 내용및 구현방식에 따른 훈련 효과 차이에 대한 더욱 면밀한 조사와 연구가 수행되어야 할 것이다. 마지막으로, VR 기반 안전 훈련 프로그램 콘텐츠가 어떻게 가장 효율적이고 비용 효과적으로 생성될 수 있는지(즉, VR 기반 훈련 컨텐츠의 공급자 측면)에 대한 연구와 아이디어 개발도 필요하다.
또한, VR 기반 안전 훈련 프로그램의 내용및 구현방식에 따른 훈련 효과 차이에 대한 더욱 면밀한 조사와 연구가 수행되어야 할 것이다. 마지막으로, VR 기반 안전 훈련 프로그램 콘텐츠가 어떻게 가장 효율적이고 비용 효과적으로 생성될 수 있는지(즉, VR 기반 훈련 컨텐츠의 공급자 측면)에 대한 연구와 아이디어 개발도 필요하다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

가상현실기술은 의학교육 및 훈련 분야에 어떻게 적용되었는가?

2000년대 이후 3차원 모델링및 컴퓨터 비전 기술의 비약적인 발전과 함께 발전한 가상현실기술은 의학교육 및 훈련 분야에도 적용되었다. 특히, 내시경(Endoscope) 이나 복강경(Laparoscopy) 과 같은 의료기기를 다루는 기술을 전공의들에게 훈련하는 데 있어서 적용되었으며, 작업 정확도 및 수술 시간 등의 지표를 통해 훈련 효과가 유의미함이 증명되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, “VR to OR”(“가상현실에서 수술실로”) 같은 표현을 통해 VR에서 훈련 및 습득된 기술이 현실 세계의 기술 숙련도로 이전(transfer) 될 수 있음을 강조하기도 하였다4).

건설산업의 고질적인 문제는?

낮은 노동생산성과 높은 안전사고율은 건설산업의 고질적인 문제로 지적되어 온 지 오래지만, 아직도 이를 근본적으로 변화시킬 수 있는 기술혁신과 진보는 아직도 탐색의 영역에 머물러 있다. 노동 생산성 및 건설 안전은 무수히 많은 요인에 의해 영향을 받지만, 가장 중요한 요인 중 하나는 건설 작업자들의 기술 수준(skill level)이라 할 수 있다.

석유 및 가스 산업에서는 VR을 어떻게 적용했는가?

한편, 석유 및 가스 산업에서는 고위험(high risk)을 동반하는 드릴링 장비 운용 기술을 훈련하는데 VR을 적용하였다.일례로, 노르웨이에서는 특정 드릴링 장비의 운용 중에 맞닥뜨릴 수 있는 각종 위험 상황을 현실적으로 시뮬레이션 할수 있는 180제곱미터 크기의 VR 기반 훈련 센터를 최근 완성하고, 지금까지 수백 명의 학생 및 석유 및 가스 시추 장비운용자들이 이 시설에서 훈련받았다(그림 1 참조).

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