조경산업 관점에서 4차 산업혁명 기술의 탐색

사물인터넷은 사물뿐 아니라, 자연현상, 서비스, 인간활동 등을 모두 연결하며 지능화되는 추세이다. 현상 중심의 센서는 가격 인하와 더불어 다양한 기능이 조합되며 활용이 증대되고 있다. 일반적 센서는 온도, 움직임, 미세먼지 등을 측정하여 데이터를 수집한다. 스마트 센서는 일반적 센서의 기능에 더해, 데이터를 저장 및 분석하고 피드백도 가능하다. 데이터 중심의 RFID (Radio Frequency Identification)는 전자 칩과 태그, 리더(Reader) 등이 연계되어 작동한다. 최근에는 스마트폰이 리더가 되는 NFC (Near Field Communication)가 부각되며, 안드로이드 기반에 이어 애플(iOS12) 스마트폰에도 탑재되었다. 근거리 네트워크로는 블루투스, 와이파이 등이 있고, 전용 네트워크로는 LoRa, NB-IoT, LTE-M 등이 이용되고 있다. 애플리케이션을 포함하는 서비스 인터페이스는 웹서비스를 권고한다. 전 세계적으로 가장 많이 사용하고 있으며, 최종이용자가 효과적으로 데이터를 확인할 수 있다(NIA, 2016; NRC, 2017; Han and Kim, 2016; Kagermann et al., 2013). 즉, 사물인터넷은 데이터 기반 기술로 초연결사회의 핵심기술로 인식되고 있다. 구현 과정에서 플랫폼 기반의 클라우드 컴퓨팅과 시스템화(Choi and Kim, 2016)되면, 증강현실, 빅데이터, 인공지능 등과 연계되어 시너지효과가 창출된다. 2016년을 기준으로 사물인터넷의 적용이 높은 분야는 건설, 안전, 환경 관련 산업이며(NRC, 2017), 산업적 또는 기술적 특성이 조경산업과 유사하여 벤치마킹이 가능할 것으로 판단된다.

NIA (2016)는 사물인터넷 기반의 스마트화가 개인에서 공간으로 진행되고 있으며, 집, 사무실, 도시로 순차적 확대될 것으로 분석하였다. 약 350여 개 이상의 센서 (NRC, 2017)로 생물적 요소의 생육, 활동, 개체수 등과 기후, 빛, 물, 토양 등의 비생물적 제한요인의 질적․양적 변화를 데이터화할 수 있다. CCTV로 수집된 영상 자료에서 이미지 센서를 통해 식물의 성장수준, 협잡물 퇴적수준, 낙엽, 토사 등의 확인이 가능하다. 잡초 등의 생육 정도를 자동으로 체크하여 제초 등의 작업시점을 알려줄 수 있으며, 지중의 토양수분, 우수관거 내의 유량, 수위 측정에 의한 실시간 대응도 가능하다. 토양수분 측정 시, 플랫폼과 연계하면 기상자료, 식물의 특성 등을 종합적으로 분석하여 최적화된 시기에 자동관수가 가능하다(Han and Kim, 2016). 또한, 장단일 식물의 생육에 영향을 미치는 일조량을 감지하여 자연과 인간을 배려할 수도 있다. 한편, NFC, GPS 등을 연계하면, 특정 이용자를 비롯한 동식물, 사물의 개별적 추적․관리, 특정 공간의 관심도, 이용상황 등을 디지털화, 자동화, 스마트화, 맞춤형 개인화할 수 있다. 특히, Park and Kim (2016)의 연구를 고려할 때, 식물, 시설 등에 NFC 태그 스티커를 부착하면, NFC 기능이 탑재된 스마트기기에서 인식이 가능하다. 즉, 지역주민, 방문객 등이 스티커를 태깅(Tagging)하면 모바일기기에서 애플리케이션이 자동실행되어 웹플랫폼 등으로 직접 연결이 가능하다. 열린 현실공간에 설치되는 시설물의 디자인 의도, 이용안내 등을 비롯하여, 파손신고, 설치의뢰 등을 위해 태깅만으로도 접근할 수 있다. 식물도 마찬가지로 특징, 관리방법 등의 소개, 유지관리에 대한 전문적 교육, 이상징후 신고 등이 간편히 실행되므로 활용성이 클 것으로 판단된다.

클라우드 컴퓨팅은 공급과 수요 변화에 따라 인터넷, 서버, 플랫폼, 콘텐츠 등의 정보통신자원을 신축적으로 활용하는 개념이다. 데이터 요청에 의해 서버에 탑재된 애플리케이션이 실행될 때만 자원을 할당하고, 자동계측 및 과금하여 이용자 비용을 절감할 수 있다. 3대 서비스 모델로, 먼저 SaaS (Software as a Service)는 초기의 검색, 블로그, 메일 등의 서비스를 비롯해, 엑셀, CAD 등을 웹에서 바로 대여하여 사용하는 서비스이다. 서비스 품질, 데이터 보존 유무 등을 기준으로 유․무료를 구분하며, 확장성, 편의성, 효율성의 장점을 갖는다. 둘째, IaaS (Infrastracture as a Service)는 개인, 기업 등이 인터넷 서비스를 제공할 때 필요한 서버, 스토리지 등의 정보통신장비를 대여해 주는 서비스이다. 마지막으로, PaaS (Platform as a Service)는 서비스 개발자가 애플리케이션 등을 개발, 관리, 연동할 때 필요한 플랫폼을 대여해 주는 서비스이다. 즉, 클라우드 컴퓨팅은 다양한 환경에서 상호협업에 효과적인 데이터 기반 기술로 사물인터넷, 가상․증강현실 등을 플랫폼으로 연계하여 시스템화하는데도 필수적이다. 건설, 농림 관련 산업에서도 활용이 증대(KICT, 2013; Kim and Lee, 2015; Choi and Kim, 2016; Yi, 2017)되고 있으므로, 조경산업에서도 트렌드 수준의 고차원적 활용이 필요하다.

우선, BCG (2016) 의 제안과 같이 제한적 접속이 가능한 SaaS를 통해, 열린 현실공간의 조성․유지관리 및 서비스에서 발생되는 자료의 공유와 관리, 협업이 가능하다. 이미 GIS, CAD, 클라우드 서비스 등으로 협업에 의한 도면작업, 업무 및 일정 관리, 서류결재, 데이터관리 등에서 활용이 증대되는 상황이다. 특히, 건설산업에서 활용되는 BIM (Building Information Modeling) 이 클라우드 컴퓨팅과 연계되어 확장되는 중이다. 범용화된 3차원 시설물 정보 활용, 설계변경 요인 감소, 비용예측 등에서 효과가 검증되는 중이다(KICT, 2013). 조경산업에서도 활용이 증대되거나 LIM (Landscape Information Modeling) 이 연계될 것으로 판단된다. 한편, IaaS와 SaaS를 이용해 별도의 가상공간, 즉 개별 기업별로도 웹사이트 구축 (Choi, 2016) 이 가능하다. 기업소개, 제품판매 등과 더불어 열린 현실공간의 식물․시설 정보, 이용․운영 안내, 시민교육 프로그램 등을 제공함으로써 시민 참여 증대와 활성화에 활용할 수 있다. 조경과 같은 소규모 산업에서는 도시재생 등의 관련 사회구성원과의 소통 등을 위한 필수적 기술이며, 조성․유지관리 및 서비스의 데이터화, 자동화, 스마트화를 동시 추구하는데도 효과적이다. Yi (2017) 의 클라우드 기반 스마트팜 서비스와 같이, 조경 관련 기업들에게 SaaS 기반의 저가형 유지관리 시스템의 제공도 가능하다. 지자체, 공공기관 등의 투자로 개발된 클라우드 컴퓨팅 기반의 솔루션을 기업, 관리기관에 대여 또는 저가로 공급함으로써 개별적, 분산적으로 운영되던 레거시 시스템을 통합 운영할 수 있다.

빅데이터는 디지털화된 정형(숫자 등) 및 비정형(문자, 이미지, 영상, 센서 데이터 등) 데이터의 양적 의미이다. 최근에는 저장, 분석, 시각화 등의 처리과정을 포함하는 개념으로 발전하고 있다. 즉, 빅데이터 속에서 의미있는 정보를 추출하여 의사결정 지원, 생산성 향상, 경쟁력 강화 등의 새로운 가치를 증대하는 과정도 포괄한다. 현재는 인공지능의 필수요소로 인식되며, 민간보다 공공에서 더욱 필요한 기술로 평가받고 있다. 빅데이터의 처리과정은 크게 수집, 공유, 저장, 처리, 분석, 시각화 과정으로 진행된다. 데이터 수집 방법은 포털 등의 인터넷 서비스에서 활용하는 크롤링(Crawling) 엔진, 로그 수집기 등으로 문자, 영상, 이미지 등을 수집하거나, 사물인터넷으로 연결된 센서 등에서 생산되는 데이터를 수집한다. 공유, 저장, 처리 과정은 데이터를 효과적으로 활용하는데 필요한 기계적 과정이다. 자바 기반의 오픈소스 프레임워크인 하둡(Hadoop)과 이를 지원하는 맵리듀스 (MapReduce)는 저장, 처리 과정을 획기적으로 개선한 기술이다. 성능이 뛰어난 단일 하드웨어보다 성능이 낮더라도 다수의 하드웨어를 활용하는 분산 처리가 효과적이라는 논리이다. 분석 및 시각화 과정은 빅데이터로부터 가치있는 데이터를 분석 및 추출하여 시각화하는 과정으로, 분석용 패키지인 R, SPSS, 엑셀 등의 소프트웨어가 활용된다. 통계분석, 데이터 마이닝, 텍스트 마이닝, 소셜 네트워크 분석 등이 있다. 최종적으로 분석 및 시각화된 정보를 피드백하거나 미래 예측에 활용한다. 즉, 빅데이터는 데이터 기반 기술로 건설, 농림, 환경 관련 산업 (NRC, 2017; Byeon, 2017; Koo, 2015)뿐 아니라, 조경산업에서도 활용이 증대될 것으로 예측된다.

먼저, 포털서비스, SNS 등을 제공하는 플랫폼에 축적된 빅데이터를 이용해 열린 현실공간의 사회적 관심도 및 이슈, 이용행태, 장소성, 주이용시설 등을 분석하고, 가치를 증대하는 연구(Woo and Suh, 2016; Woo and Suh, 2018)가 속속 나타나는 중이다. Han et al. (2017)의 연구를 참고할 때 조경산업과 관련한 사회적 인식, 용어의 사회적 개념 정립, 이용자 유치 등의 사회현상 분석에도 활용이 증대될 것으로 판단된다. 다음으로 건설산업에서는 프로젝트 리스크 및 안전사고 예측, 건물 등의 시설 성능 및 에너지 관리, 도시의 개발, 정책, 관리 등에서도 활용이 증대되는 추세이다(Koo, 2015). 조경산업에서도 사물인터넷 등이 활성화될 경우, 축적된 데이터의 인과 및 상관 관계 등을 분석함으로써 위험징후, 이상신호 등에 사전대응하고, 시행착오 최소화, 안정성 향상, 새로운 융합시장 창출 등에 활용될 것으로 판단된다(Cho, 2013). 특히, 개체수 증감 등을 비롯해 생물서식처 온도, 습도 등의 환경변화를 데이터화하여 정밀하게 분석하면 생태적 공간의 효율적 조성 및 유지관리에 유용할 것으로 판단된다. 또한, 데이터 기반의 분석을 통해 열린 현실공간의 활용성을 제시함으로써, 도시재생 과정에서 사회적 합의를 형성하고 조경산업의 경제활동을 증대하는데 효과적일 것으로 판단된다. 다만, 열린 현실공간에서 발생되는 데이터는 3V 중 대용량 부문에서 타 산업과 차이가 있으므로 개별적, 전체적 측면을 동시에 분석할 필요가 있다.

인공지능은 알고리즘과 프로그래밍을 이용하여 인간의 지적 능력을 인공적으로 구현한 기술 및 시스템의 집합 개념이다. 기계학습 알고리즘인 딥러닝(Deep learning:DL) 기술이 등장하며, 인공지능 시대가 가시화되었다. 기계학습은 문서, 영상 등의 데이터를 분석해 스스로 사고하는 과정이며, 딥러닝은 컴퓨터가 인간처럼 학습이 가능토록 하는 인공신경망 기술이다. 특히, 딥러닝 기술은 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 하드웨어 등과 함께 급속히 진화하고 있으며, 알파고 쇼크 이후 빠르게 발전하고 있다. 최근에는 경제적 파급효과가 큰 산업에서 학습 및 추론, 언어이해, 상황이해, 시각이해, 인식 및 인지 등에 주로 활용되고 있다. 공공서비스에 도입되는 단계는 크게 4단계로 볼 수 있다. 1단계로 단순 및 반복적이며, 판단이 필요없는 자동화 서비스, 2단계로 능력을 이용하여 분류, 모방 등 판단이 필요한 논리적 판단 서비스, 3단계로 데이터와 추론을 통해 판단이 필요한 인지적 실행 서비스, 4단계로 감정적 이해 등이 필요한 감성형 실행 서비스로 구분된다. 즉, 인공지능은 데이터 기반 기술이며, 건설, 농림, 환경 관련 산업에서도 활용이 증대될 것으로 전망(NIA, 2018; NRC, 2017; KISDI, 2017; PCFIR, 2017)하고 있다. 국가 및 대기업 등에서 개발되어 범용적으로 확산될 때 조경산업에서도 활용이 가능할 것으로 판단된다.

인공지능이 안정화 및 범용화될 경우, PCFIR (2017) 의 제안과 같이 기계학습을 위한 빅데이터 확보만으로도 활용이 가능하다. 데이터 기반의 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 가상․증강현실, 드론 등에 제시되는 활용 방안에 적용 가능하며, 효과적 개선이 가능하다. 즉, 조경수 등의 식물, 휴게 및 편의 등의 시설물을 비롯하여, 조성․유지관리 및 서비스 전 과정에서 활용이 가능하다. 특히, Koo (2015)의 연구와 같이 엔지니어링 분야의 결과물이 대부분 데이터화되고 있으므로, 인공지능의 활용이 건설현장보다 빠르게 적용될 것으로 판단된다. 인공지능은 공학적 활용뿐 아니라, 모방적 접근에 의한 음악, 미술, 문학 등의 예술적 활용도 가능하다(NIA, 2018). 중장기적으로 사회적 규제, 시스템 연계 등이 해결될 때, 사물인터넷, 포털서비스, SNS, GIS, BIM, 건설관련 문서 등에서 추출된 데이터를 바탕으로 일부 엔지니어링 활동이 가능할 것이다. 사업타당성, 자연․인문환경, 법규 등의 분석은 물론 계획, 설계, 내역 작업 등에서도 모방적 활동이 가능할 것으로 판단된다. 데이터화가 현실적으로 어려웠던 건설현장에서는 로봇, 드론 등의 건설기계에 적용 (Ji, 2017)되어, 현장 전반에서 점진적 활용이 가능할 것으로 전망된다.

로봇은 주위 환경을 인식하여, 자율적으로 상황을 판단하고, 동작하는 기계장치를 총칭한다. 기존의 로봇과 구분하여 지능형 로봇으로 칭하기도 한다. 로봇의 부품은 크게 환경 및 대상을 인식․계측하는 센서, 구동을 위한 동력전달장치인 구동기, 동작을 제어하는 제어기, 기타 부품으로 구분된다. 사물인터넷, 인공지능 등의 기술이 발전하며, 제조용 로봇 중심에서 개인 및 전문 서비스 로봇 중심으로 시장이 변화하는 추세이다. 제조용 로봇은 주로 효율성 제고 및 비용 절감, 전문분야에서 사람을 대신해 반복적이거나 위험한 업무 등에 투입된다. 개인 및 전문 서비스 로봇은 가사, 여가, 문화체험, 교육 등에 활용되며, 미래 산업 아이템으로 관심이 증가하는 상황이다. 최근 이슈가 되고 있는 컴패니언 로봇(Companion Robot) 은 인간과 소통함으로써 정서적 교감을 이룬다는 점에서 고령화, 유아 문제 해결 등에 활용될 것으로 예상되고 있다. 즉, 지능형 로봇은 데이터 기반 기술이 핵심이며, 건설, 농림, 환경 등의 분야에서 다양한 용도로 활용될 것으로 전망되고 있다(Jeong, 2016; NIA, 2018; NRC, 2017). 조경산업에서는 인공지능, 센서 등을 포함한 다양한 범용기술이 시스템화되어 고도화될 때, 활용이 가능할 것으로 판단된다.

경제적 가치를 고려할 때 건축, 토목 등에서 우선 활용 (Ji, 2017)되고, 공통적으로 활용이 가능한 조경관련 공종에 적용될 것으로 판단된다. 건설기계를 활용한 조경관련 부대토목, 규격화된 포장시설, 편의시설 등의 설치, 관리에 주로 활용될 것으로 전망된다. 관수 등의 반복적 작업이 요구되는 유지관리 과정에서도 우선적 활용이 예상된다. 물론 조경산업은 섬세한 작업이 다수이며, 자연소재는 완전한 규격화가 어려워 (ELAF, 2010) 고도화된 로봇이 필요하다. 서비스에서는 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능 등으로 제공할 수 있는 대부분의 서비스 제공이 가능하다. 특히, 노인의 공원 이용률이 지속적으로 증가하고 있으므로 관련 문제 해결에 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단된다. 최근 노인복지시설에서 노인의 재활운동, 정서적 대화, 치매예방용 놀이 등에도 활용되고 있으므로, 공원 등에서도 활용이 가능할 것이다. 반대로 공원 이용률이 감소하고 있는 어린이의 열린 현실공간 이용을 유도하는데도 효과적일 것으로 판단된다. 지난 2017년에 증강현실을 이용한 포켓몬고(Pokemon GO)로 공원이용률이 증대된 것과 같은 맥락이다.

가상현실은 가상의 환경에서 체험 등의 현실적 상황이 펼쳐지며, 시각, 청각, 촉각 등의 오감이 상호작용토록 구현한 개념이다. 다양한 가상 콘텐츠를 기반으로 현실에서 접하기 어려운 상황의 구현이 가능하다. 가상현실을 경험하기 위해서는 안경처럼 착용하는 모니터인 HMD (Headd Mounted Display) 와 목적에 따라 장갑, 옷 등의 주변기기가 필요하다. 증강현실은 가상현실에서 파생된 기술로 물리적 실제공간이 가상의 수단, 즉 컴퓨터 그래픽 등과 융합되어 증강된 개념이다. 사용자가 위치한 실제공간에서 다양한 디지털 콘텐츠와 상호작용함으로써 가상현실보다 현실감이 높다. 특히, GPS, NFC, 센서와 연계하여 지식정보, 문화콘텐츠 등을 제공하는데 효과적이다. 이에, 데이터 기반 기술인 가상현실과 증강현실의 선호도도 분야별로 달리 나타나고 있다. 교육, 동화, 게임, 패션에서는 증강현실, 테마파크, 의료, 박물관, 전시회, 관광, 자동차, 비행, 방송 등에서는 가상현실을 선호하는 것으로 나타났다. 최근에는 건설 관련 산업에서 활용이 증대되고 있어 (Park, 2016; Kim, 2017a; Kim and Park, 2017; Kim, 2017b), 조경산업에서도 주목할 필요가 있다.

건설산업 (Joint Ministry, 2017) 에서는 빅데이터와 가상현실 기술이 적용된 스마트 건설시스템을 구축하여, 2022년까지 건설생산성의 40%를 향상시킬 계획이다. 또한, 3차원 가상설계․시공을 비롯하여 BIM 적용기준을 2021년까지 마련할 계획이라 보고되었다. 이미 계획 및 설계를 비롯하여 시공 및 유지관리, 인력관리, 안전 및 기술 교육 등에 일부 활용되는 중이다. 즉, 조경산업도 건설산업의 한 분야로서 BIM, LIM 등과 연계하여 조성․유지관리 및 서비스에서 활용이 가능할 것으로 판단된다. 특히, 열린 현실공간의 계절적 변화, 생장에 따른 변화 등의 미래가치를 판단하는데도 효과적 활용이 가능하다. 또한 3D 스캐닝, 드론 등을 연계함으로써 도시재생 관련 역사문화시설의 재현에도 활용이 가능하다. 테마파크, 박람회 등에서도 공간 둘러보기 등의 이벤트적 활용을 통해 방문객의 만족도 상승에 기여할 수 있다(Kim and Park, 2017). 3D 게임에서도 열린 현실공간의 현실적 조성이 요구됨에 따라, 관련 연구가 진행 중이다. 가상현실용 HMD와 런닝머신 등을 융합하여 실내에서도 가상화된 열린 현실공간을 즐기고, 조깅, 도보 등의 운동도 가능할 것으로 전망된다. 물론 자연에 대한 인간의 갈망은 해소되기 어려우나, 미세먼지, 기후변화를 비롯해 노인문제 등에 대한 대안적 대처방안으로는 유용할 것으로 판단된다. 증강현실은 열린 현실공간에서 GPS, NFC, 센서 등을 연계(Kim and Park, 2017)하여, 공간 및 서비스 안내, 환경교육 등에 적극적 활용이 가능하다. 또한 지역공동체 및 주민이 특정 시설 또는 식물과 관련한 정보를 현장에서 바로 취득토록 지원할 수 있어 역량 증대에 효과적이다. 이용자들도 같은 방식으로 안내 또는 교육, 놀이가 가능하다. 향후, 포켓몬고와 같이 증강현실을 이용해 어린이, 청소년 등의 호기심을 자극(Kim, 2017a)할 수 있는 쥬라기 공원, 나비 공원 등의 조성도 가능할 것으로 판단된다.

드론은 사람이 타지 않고, 무선 네트워크에 의해 조종되어 비행하는 무인 비행체를 의미한다. 군사용 목적으로 개발된 드론이 가격하락과 오픈소스 적용으로 상업화되며, 전문분야에서의 활용이 급격히 증가하고 있다. 일반적으로 비행체의 크기, 비행반경 및 고도, 목적 및 임무 등에 따라 분류된다. 주요 기술은 항법시스템, 제어시스템, 하드웨어, 통신시스템 등이 있다. 일반적으로 관성센서, GPS, 기압센서, 라이더 등의 항법시스템을 이용해 데이터를 생산한다. 제어시스템에서 이용자가 위치, 속도, 자세 등을 유지 및 제어한다. 즉, 드론은 데이터 기반 기술이며, 건설, 농림, 환경 관련 산업에서 활발한 연구가 진행(Choi and Ahn, 2015; Kim et al., 2016; Kim et al., 2015) 중이므로, 조경산업에서도 지속적 활용이 가능할 것으로 전망된다.

열린 현실공간의 건설현장 현황 파악, 공사진행률 파악, 폐기물 추적, 건설자재 조달 등에 활용이 가능하다. 유지관리 현장에서도 안전, 시설물 유지관리, 변화상 파악 등에 활용된다. 입체적 현황 파악 등이 필요한 촬영, 측량, 원격탐사 등을 비롯하여, 3차원 모델 구축, 지형 조사, 지반 성절토 부피 계산 등에도 활용할 수 있다(Kim et al., 2015). 한편, 열린 현실공간의 녹지 모니터링 과정에서 축적된 토양, 물, 기후, 식물 등의 데이터와 드론으로 근접촬영한 데이터를 비교분석하여 식물의 병해충 감지, 수형변화 등의 예측이 가능하다. 식물의 가시광선과 근적외선대에서 나타나는 반사율의 차이를 분석하여 생육상태 등도 관리가 가능하다(Kim et al., 2016). 최근 국립공원에서도 드론에 의한 3D 스캐닝 및 촬영 데이터를 사물인터넷 등과 연계하여 수목의 개체수, 건강 및 생육상태 등을 파악하는데 활용하고 있다. 대규모 녹지, 골프장 등에서는 방제, 파종 등에도 일부 활용이 가능하다. 또한, 열린 현실공간의 이용 현황, 이용자 추이, 보전지역의 이용 관리 등에도 활용이 가능할 것으로 판단된다. 특히, 서비스에서는 음악분수와 같이 이벤트에 활용이 가능하다. 경기 일산의 노래하는 분수는 연간 100만여 명이 이용하며, 공원의 소재로서 조경의 가치증대에 기여하고 있다. 즉, 2018 평창동계올림픽에서 구현된 오륜기 등은 열린 현실공간에서 활용 가능한 이벤트 소재이다. 현재까지는 규모, 사업비 등의 한계로 조경산업에서는 활용이 제한적인 상황이다. 향후 활성화에 의한 비용 인하, 규제 완화, 교육 증가 등으로 활용성이 증대될 것으로 판단된다.

3D 프린팅은 데이터 기반의 CAD 모델에서 요구하는 3D 객체를 적층가공 제조방식으로 구현․제작하는 개념이다. 적층가공은 재료를 쌓아올려 제품을 제조하는 방식이다. 기존 시제품 제작에 사용되던 쾌속조형이 발전하며 개발되었다. 제조관련 범용기술로 부각되고 있으며, 데이터 기반의 모델링, 객체 절삭, 프린팅, 가공 후처리의 과정을 통해 제품이 완성된다. 재료 및 적층 기술이 발전함에 따라 다양한 형태의 제품생산이 가능하며, 비용 및 시간 절감에 효과적이다. 특히, 재료로 사용되는 필라멘트(filament), 파우더(powder), 레진 (Resin) 등의 고분자 계열은 가볍고 유연한 공정을 실현하였으며, 금속, 세라믹 계열의 소재로도 제작이 가능하다. 최근 이슈가 되는 4D 프린팅은 온도, 습도, 진동 등의 자극에 의해 재료의 성질인 색, 모양 등이 스스로 변화되는 기능이 추가되었다. 즉, 데이터 기반 기술인 3D․4D 프린팅은 다품종 소량 생산이 가능하여, 건설 관련 산업에서도 활용이 증대(Seo, 2014; Kim, 2016; Kim et al., 2017)되고 있다. 조경산업뿐 아니라, 지역공동체 및 주민에게도 유용할 것으로 판단된다.

건축산업에서는 3D 프린팅과 관련한 연구가 꾸준히 진행되어 왔다(Lee, 2014b). 지난 2016년에는 아랍에미리트 두바이에 시멘트 화합물과 강화 플라스틱 등을 재료로 3D 프린팅된 건축 사무실이 설치되었으며, 미국, 중국, 러시아 등에서도 등장하고 있다. 네덜란드 암스테르담에서는 하천에 설치되는 보행용 다리도 제작되었다. 설계 등에 활용되는 모형과 현장에서 필요한 소비성 자재들의 제작도 가능하다(Kim et al., 2017). 모래, 콘크리트, 폴리프로필렌 등을 이용한 단순 구조물의 제작을 비롯해, 운반 후 조립이 가능한 시설 제작 (Lee, 2014b) 에서도 활용이 증대되고 있다. 열린 현실공간에 설치되는 벤치, 퍼걸러 등의 휴게시설물, 관리사무소, 화장실 등의 관리시설물을 비롯하여 놀이시설물, 체육시설물 등의 제작에 활용이 증대될 것으로 판단된다. Seo (2014)의 연구를 고려할 때, 예술적 감각이 뛰어난 조경전문가 등에 의해 환경조형물, 비정형 경관석 등의 제작에도 용이할 것으로 판단된다. 특히, 미세먼지, 기후변화 등으로 실내 공간에서 활동이 증가하고 있는데, 식물생육에는 열악한 환경이다. 즉, 실물과 매우 흡사하게 프린팅된 인공식물과 자연식물을 적절히 배분하여 식재가 가능하다. 또한, 교육적 가치가 있으며, 근접이 어려운 새, 나비, 개구리 등의 동물도 프린팅하여 소재로 활용 가능할 것으로 판단된다. 지역공동체 및 주민의 역량 증대를 통해 소재를 생산하고, 판매로 연결할 수 있다. 열린 현실공간의 주요 공간에 소재를 설치하여 전시효과를 창출하고, NFC 등으로 웹서비스와 연계하면 효율적 판매가 가능하다.

3D 스캐닝은 실제 공간과 제품 등의 사물을 스캔하여 데이터화하는 개념이다. 생산성, 정밀성 등의 가치증대에 효과적이다. 일반적으로 의료 등에서 활용되는 프로브(Probe)를 이용한 접촉식, 외부공간에서 활용되는 레이저 또는 거리영상 카메라를 이용한 비접촉식으로 구분된다. 스캔된 데이터 분석을 통해 공간 상의 특정 사물의 위치를 파악하고, 크기, 부피 등을 측정한다. 대규모 공간을 빠르게 스캔하여 입체적으로 분석함으로써 지형조사, 지상의 사람 및 차량 등의 이동경로 파악도 가능하다. 고성능 그래픽 프로세서인 GPU (Graphics Processing Unit)를 사용하여 가상의 데이터와 실시간으로 추출된 3D 데이터의 연계도 가능하다. 즉, 3D 스캐닝은 데이터 기반 기술로 건설, 농림, 환경 관련 산업 (Yun and Yi, 2018; Mun and Kim, 2016; Kim, 2016)뿐 아니라, 공간을 조성․유지관리하는 조경산업에서도 활용이 증대될 것으로 판단된다.

드론과 연계하여 제시된 대부분의 활용 방안이 가능하며, 연계하지 않고도 건설산업 (Mun and Kim, 2016) 의 대규모 설계과정에 필요한 현황정보 구축, 데이터 모델링, BIM의 연계 등에 활용이 가능하다. 특히, 가치가 큰 역사문화시설 등의 열린 현실공간을 스캔 및 데이터화하여 보존하거나, 가상․증강현실과 연계하여 조경수 등에 의한 미래의 공간 변화를 예측하는데도 효과적이다. 도시재생 차원에서 활용성이 낮은 공간을 재조성할 때도 성장한 수목 등의 현황 파악에 활용이 가능하다. 준공 시에도 식물은 도면과 정확히 일치시키는데 한계가 있으므로 데이터화하여, 검수에 활용할 수도 있다. 또한, 전통공간 등은 역설계를 통해 조성 당시의 설계 개념 등을 파악하거나, 데이터화되지 않은 공간을 데이터화하여, BIM 또는 LIM과 연계가 가능하다. 지속적 유지관리에 활용할 수 있으며, 공원 등에 설치되는 다리, 조형물, 화장실 등의 변위부위를 확인할 수 있으므로 안전관리도 가능하다(Kang, 2016). 이밖에 조경소재 등의 데이터화를 통해 3D 프린팅으로 출력하는데 효과적 활용이 가능하다.

블록체인은 암호화된 온라인 공개 분산장부로서 참여한 모든 구성원에게 공개되며, 특정 조직과 연계 없이도 경제적 활동이 가능한 개념이다. 분산되어 기록된 데이터는 사실상 해킹이 불가능하여, 신뢰성과 효율성이 높다. 또한, 중개자 없이 저비용으로 거래, 계약, 가상화폐, 송금 및 결제 서비스 등의 경제적 거래가 가능하다. 나노․신소재는 나노의약품, 나노센서, 그래핀 등의 일부 혁신이 기대되고 있으나, 현재까지는 활용 가능성이 불확실하다(STPI, 2017; NRC, 2017; NIA, 2018). 결과적으로 블록체인은 조경관련 정부조달 등의 입찰 관련 업무, 건설 및 용역 계약 등에 제한적 또는 보조적으로 활용될 것으로 판단된다. 나노․신소재는 현재의 전망을 기준으로 조경산업에 직접적으로 활용될 가능성은 적다. 특히, 두 기술 모두 열린 현실공간의 조성․유지관리 및 서비스에서 데이터 기반의 선순환적 가치증대에 미치는 영향은 적을 것으로 판단된다.