안녕하세요 교수님. 반갑습니다. 교수님께서는 ‘스마트 건설’ 관련하여 AI 를 건설관리에 적용하는 기술을 연구하시는 것으로 알고 있습니다.

연구하시는 분야에 대한 소개 부탁드립니다.

우선 스마트건설 관련한 연구는 세 가지 정도 진행하고 있습니다. 저희는 하드웨어 개발 보다 현장에서 데이터를 자동으로 잘 수집해서 자동으로 분석하여 그 결과로 관리자가 어떤 의사결정을 하는 데 도움을 주는 기술들을 개발하고 있습니다.

제가 박사과정 연구로 현장 영상 분석을 하였습니다. 제가 그때 했던 연구는 현장 영상 분석 1세대로 볼 수 있는데, 중장비와 근로자들이 CCTV에 등장하는 위치를 트레킹 하여 공간적인 충돌 가능성이나 위험한 지역에 가진 않는지 분석하여 현장 안전 관리하는 것이었습니다. 그 후 해당 연구를 꾸준히 계속 발전시켜서 지금까지 하고 있습니다.

기존에는 장비와 근로자 중심으로 현장에 카메라를 설치를 해서 기본적으로 불안전한 상황은 벌어지지 않나 분석하는 것을 해왔습니다. 하지만 최근에 연구하려고 하는 것은 사실 근로자가 잘한다고 모든 사고가 방지되는 게 아니기 때문에, 현장 주변 환경이나 현상에 대해 자동으로 이해하려고 하고 있습니다. 그래서 그러한 안전의 총체적인 것들에 대한 관리를 실시간으로 영상 분석을 통해서 하고 있습니다. 그에 따라 영상을 분석하는 과정에서 근로자가 얼마나 일을 하고 있나, 공사를 얼마나 했나, 외장 패널을 몇 장 붙였나 하는 생산성 관련한 것도 이제 실시간으로 모니터링하는 게 가능하게 되었고 이러한 연구와 관련하여 ‘사이트 비전’ 이라는 회사를 창업을 했습니다.

두번째로 현장에 센서 카메라를 설치하다 보니 저희가 개발하고 있는 것 중에 현장의 환경 정보들을 자동으로 수집하여 분석하는 것도 있습니다. 환경 정보라 하면 기본적으로 날씨뿐만 아니라 소음, 분진, 진동을 실시간으로 측정해서 센서 모듈 같은 것 하나만 설치해 놓으면 설치된 스팟에서 측정을 할 수 있습니다. 이와 같은 모듈을 현장에 3~4개만 설치하면 현장 내부의 모든 스팟에 대해서 계산을 해내고 그 값들에 대해 현장 외곽으로 확산되는 것도 97%~98% 정확도로 약 500m 전망까지는 확산 정도를 예측을 합니다. 그래서 센서를 한 4~5 개만 설치해도 현장 안과 밖에 소음, 분진, 진동 값을 거의 정확하게 알 수 있습니다.

세번째로 문서를 자동으로 분석하는 연구 중입니다. 건설 프로젝트에 관련하여 입찰 안내서, 시방서, 계약서 등 문서가 많습니다. 저희가 이 연구를 시작하게 된 계기는 약 6년 전에 어떤 회사에서 해외 건설을 하면서 약 4,500쪽에 달하는 시방서에 각 조항이 영어로 되어 있어 이해가 완벽하지 못한 상황이 벌어져서, 실제 시공을 할 때 시방서에 나와 있는 그 스펙을 맞추기가 어려웠습니다. 그런데 그게 이미 계약을 하고 진행했던 거라 발주자를 설득하기도 어렵고 그리고 결국 거기서 페널티를 엄청 받게 되었습니다. 그래서 그런 점들을 사전에 찾고 싶어 하는 니즈가 있어 저희가2014년쯤부터 자연어 처리 문서 해독을 쭉 진행을 해왔습니다. 현재는 특히 개발도상국 같은 국가에서는 표준 정형화된 시방서가 없다 보니 다른 시방 조건들을 가져다 짜집기 하여 공사 시방서를 많이 작성합니다. 그래서 현지 사정에 맞지 않는 툭 튀는 조항을 자동으로 탐지하는 것을 지금 연구하고 있습니다.

하나 더 말씀드리면 지금까지는 시공 관련된 걸 좀 말씀드렸는데 저희가 연구실에서 시설물 유지 관리 연구도 계속해왔습니다. 그래서 저희 연구실에서 박사 학위를 받고 서울기술연구원에 재직중인 연구원의 연구 주제가 교량의 어느 부위나 위치에 어떤 현상이 얼마나 존재할 거냐 하는 것을 데이터만 분석해서 찾아내는 것이었습니다. 생각보다 관련된 DB가 많이 존재합니다. 그래서 저희는 국도 교량을 대상으로 하는 BMS (Bridge Management System) 상에 있는 수십만 개의 데이터를 분석을 해서 국도 교량의 상태를 예측하는 분석을 수행을 했습니다. 그 연구가 잘 진행되어 지금은 국토안전관리원의 교량 뿐만 아니라 터널, 항만과 댐의 데이터도 포함된 FMS (Facility Management System) 데이터로도 분석을 진행하고 있습니다. 관리자 입장에서 가장 알고 싶은 것은 수많은 시설물 중 어디 먼저 가서 점검해야 하는지, 유지 관리하는 데 얼마나 드는 것인지 두 가지입니다. 그런데 그 질문에 대답을 해줄 수 있는 게 아무것도 없습니다. 그래서 지금 어디 먼저 가서 봐야 되는지를 자동으로 찾아서 알려주는 연구를 시설물을 넓혀서 진행하고 있는 것입니다.

교수님께서는 건설 관리 분야를 전공하셨다고 하셨는데 어떻게 스마트 건설 관련 연구를 시작하게 되셨는지 궁금합니다.

제가 석사 1년이 지난 여름 방학 즈음, 5월부터 12월까지 7개월을 주고 네가 이 기간에 굴삭기가 여기서 저 스파까지 자동으로 간다 치면 어떻게 장애물을 피해서 가야 가장 빨리 갈 수 있을지를 코딩으로 설계를 해보라 하셨습니다. 이걸 안 하면 박사를 받아주지 않겠다고 하셔서 시작을 하게 됐습니다. 당시에 코딩 하나도 할 줄 몰랐는데, 여름방학 때 C언어 듣고2학기 때 컴퓨터 사이언스에 가서 로보틱스 수업 듣고 하면서 그때 시작했습니다. 코딩은 상대적으로 답을 바로바로 주니까 재미있게 했습니다. 당시 제가 처음에 영상 분석할 때 캠코더로 사람만 추적을 해도 막 저희 지도 교수님이 감탄하셨습니다. 페이스 트래킹이 되는 현재 수준보다는 굉장히 떨어지는 수준이었지만 건설에 거의 최초로 적용을 하는 거다 보니 수월하지는 않았습니다.

연구하신 기술이 실제 건설 산업에 적용된 사례도 있다면 소개 부탁드립니다.

전공이 건설 CM (Construction Management)이라 현업하고 같이 가지 않으면 연구로만 끝나는 경우가 많습니다. 저희 연구 중 시설물 유지관리 연구는 현업과 계속 같이 하고 있습니다. 국토부 국토안전관리위원회와 같은 곳과 함께 솔루션이 계속 만들어지고 있으며, 문서 분석 같은 것도 기업하고 같이 시작했던 연구입니다. 그런데CCTV 영상분석 관련해서는 기업하고 협업을 해서 개발을 하지는 않았습니다. 민간기업과는 네이버 현장에 카메라 설치해서 데이터 분석은 진행한 적 있습니다. 하지만CCTV 영상이 보안 등의 문제로 민감하기 때문에 공공영역에서는 대부분 CCTV 영상분석을 꺼려합니다. 그래서 창업을 하여 현업에 직접 뛰어들었고, 이제 회사 대 회사로 협의가 이뤄질 수 있게 되었습니다.

요즘 중대재해처벌법 시행으로 인해 건설산업에 리스크, 안전 및 재난재해 관리 문제가 대두되고 있습니다.

스마트 건설 연구가 이러한 문제 해결에 도움을 줄 수 있을 것 같습니다. 어떻게 산업에 적용될 수 있을지 궁금합니다.

사실 스마트 건설이 안전을 많이 도와줄 수밖에 없습니다. 그게 기술적으로도 불안한 거를 잡아줄 수 있을 것입니다. 사람이 잘못하고 있는 것은 미리 잡아줄 수가 있지만, 아직까지는 붕괴 발생을 자동으로 CCTV가 예측할 수는 없습니다. 하지만 이제 그런 기술이 개발된다면 매일 똑같은 일을 반복하며 데이터가 쌓이고, 그것과 다른 것을 잡아주는 게 비상 상황을 잡아주는 거니 사실 그런 걸 서포트 하는 것은 어느 정도 효과는 있을 거라고 봅니다. 그런데 이것만 해도 이걸 아무리 한다고 해도 사고는 당연히 날 수밖에 없을 것 같고 근로자 개개인 스스로 안전 관리를 철저히 해야 됩니다. 제가 스마트 건설뿐만 아니라 안전 쪽으로도 연구를 이런 걸 하고 있는데 근로자 스스로를 행복하게 해 주는게 제일 중요한 겁니다. 그래야 망치지라도 한 번도 제대로 하고 싶어 하고, 이 현장에 소속감 같은 게 있어야 합니다. ‘너를 케어한다’ 라는 소속감을 고취시켜주고 스트레스 없도록 해주고, 쾌적한 일하는 환경 제공해주고 하는 게 사실 가장 기본적인 겁니다. 스마트 건설은 그냥 사람이 해야 될 역할을 좀 도와주는 수단이지 무조건 ‘이거 설치하면 사고가 안나요. ‘ 라고 얘기할 수는 없습니다.

AI 기술 등의 빠른 발전으로 건설업계에도 앞으로도 더 많은 변화가 있을 것으로 보입니다.

앞으로 어떤 방향으로 건설 산업이 변화해 갈지 교수님의 의견 부탁드립니다.

2017년에 4차 산업혁명 시대에 건설업의 방향 대한 R&D 과제를 한 적 있습니다. 당시 결론은 앞으로 데이터를 기반으로 센서, 로봇 등이 점점 많아질 테니 여전히 다이나믹 하지만 불확실성은 줄어들어 점점 더 안전해지고 리스크는 줄어들 것이고, 무조건 OSC (Off Site Construction)은 점점 많아질 것이라는 것이었습니다. 지금은 다 필드에서 짓고 있지만 이제는 점점 포션이 공장 시공으로 가는 것입니다. 현장에서 조립만 할 것이라고 건설업도 제조업을 따라갈 거라고 예상하였습니다. 이제 한 5년 지나니 정말 그렇게 가고 있습니다. OSC에 대해서는 이제 매우 많아졌고 자동화도 많이 하고 있습니다. 저희 스마트 건설 사업단에서 하고 있는 것도 무인 장비를 사용하여 도로 공사 완전 자동화 연구를 진행 중입니다. 그리고 점점 데이터 중심으로 갈 것입니다. 지금 데이터 댐 사업하고 있는 것도 결국에는 중장기를 위한 것입니다. 지금은 단편적인 기술을 하나 적용해서 여러가지로 해보는 수준이지만 결국엔 이게 데이터 플랫폼 안에서 다 유기적으로 결합이 되어야 합니다. 결국에는 프로세스를 개선하는 그런 주된 업무보다 중장기 적으로는 모든 걸 서포팅하는 인프라 쪽으로 이제 중장기적으로는 그쪽으로 계속 진화할 것 같습니다. 그리고 또 더 중요한 것은 저희 건설이 30년 전이나 지금이나 똑같았는데 요즘 새로운 영역이 많이 생겨나고 있습니다. 하이퍼루프, 스마트시티, 해저 개발, 우주개발 등으로 바운더리가 기존과 달리 점점 넓어질 것 같습니다. 영동대로 있는데 지하화도 지하 세계에 대해 새로운 도전이 일어나고 있다고 볼 수 있습니다. 옛날에 우리가 정해 놓은 그 건설 Civil이라는 거에 대한 개념, 영영이 점점 넓어져 우주개발, 해저개발 등으로 확장되고 있습니다. 사실 스마트 시티도 예전에는 건설만의 영역이었지만 이제는 ICT에서도 많이 들어오고 있습니다. 진짜 먼 미래를 생각하면 하이퍼루프와 같은 미래 인프라에 대해서도 이제는 고민을 시작해야 될 시기인가 아닌가 싶습니다.