문화유산을 위한 디지털 트윈 기술의 개념 정립과 단계별 적용·활용 방안

국문 초록 (Abstract)

디지털 전환의 가속화로 인해 문화유산 분야에서도 디지털 활용이 증가하고 있다. 국내에서는 디지털 트윈 구현을 위한 3차원 공간정보 구축과 3D 모델링 및 UAV 아카이브, 실감형·메타버스 기반 문화유산 콘텐츠, 인공지능(AI)을 활용한 기록 관리 시스템 등 다양한 연구가 진행되고 있다. 또한 유형·무형을 아우르는 영상기록, 생활문화유산 조사, 궁중 의례와 궁궐 공간의 VR 콘텐츠 등 문화유산의 디지털 기록·재현 시도가 이루어지고 있다.
그러나 기존 연구는 개별 프로젝트 차원의 디지털 트윈 적용에 머무르고 있다. 특히 예술·관광·지역재생이 복합적으로 얽힌 벽화마을과 같은 문화유산에 대한 보존·관리·활용을 통합적으로 설계한 사례는 드문 편이다.
본 연구는 이러한 문제의식에서 시작하여 문화유산 분야에서의 디지털 트윈 기술 적용 사례를 종합적으로 검토하고자 한다. 또한 유구 벽화마을을 중심으로 단계적 디지털 트윈 구축 및 활용 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 먼저 국내외 선행연구를 통해 디지털 문화유산 기록화, 디지털 트윈 기반 구조 모니터링, 실감형·메타버스 콘텐츠, AI 기반 기록 관리 등 관련 연구를 정리하였다. 또한 산업·건설 분야에서 발전해 온 디지털 트윈 개념과 문화유산 분야의 요구를 비교 하였다.
이어 사례 연구 대상으로 유구 벽화마을의 특정 벽면을 선정하고 사진측량 기반 3차원 모델링을 수행하여 단일 벽면 수준의 디지털 트윈 시범 모델을 구축하였다. 또한 국내외 디지털 트윈 적용 사례와 비교를 통해 정적 기록 단계에서 시뮬레이션을 활용한 예측·사전 예방형 관리, 실감형 콘텐츠와 관광·교육 연계, 시민 참여를 포괄하는 플랫폼 단계에 이르는 단계별 발전 전략을 제안하였다.
연구 결과 단일 벽면을 대상으로 한 제한된 모델링이라 하더라도 이를 데이터 구조와 거버넌스를 함께 설계할 경우 마을 전체·유형·무형 요소로 확장 가능하다는 결과를 도출할 수 있었다. 또한 디지털 기록화, 3D 스캐닝, 실감형 콘텐츠, AI 기록관리, 도시·산업 분야에서 개별적으로 논의되던 디지털 트윈 기술을 문화유산 디지털 트윈이라는 개념 아래 통합적으로 재구성하였다. 이로 인해 문화유산 보존·관리·활용을 아우르는 실천적 로드맵을 제시할 수 있었다. 본 연구는 향후 문화유산 대상별 특성을 반영한 맞춤형 디지털 트윈 모델 개발과 센서 기반 장기 모니터링 및 M&S(모델링·시뮬레이션) 고도화를 위한 기초 연구로서 의의를 갖는다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅰ-1. 연구배경 1
• Ⅰ-2. 연구목적 5
• Ⅱ. 디지털 트윈 적용 사례 분석 7
• Ⅱ-1. 국내 문화유산 적용 사례 분석 7
• Ⅱ-2. 국외 문화유산 적용 사례 분석 24
• Ⅱ-3. 사례 비교 및 시사점 35
• Ⅲ. 문화유산 분야에서의 디지털 트윈 기술 평가 39
• Ⅲ-1. 기술적운영적 효과 39
• Ⅲ-2. 디지털 트윈 기술의 한계와 문제점 42
• Ⅲ-3. 디지털 트윈 기술 도입시 고려사항 및 단계적 적용 전략 44
• Ⅳ. 문화유산 관리를 위한 디지털 트윈 기술 활용 방안 50
• Ⅳ-1. 디지털 트윈의 용어 정립 50
• Ⅳ-2. 파일럿 프로젝트 수행 및 학습 단계 도입 전략 52
• Ⅳ-3. 문화유산 디지털 트윈 기술 활용 방안 55
• Ⅴ. 결 론 58