2021년, 건축 디지털 혁명이 시작된다

코로나 사태를 계기로 디지털 기술을 활용해 업무나 조직, 비즈니스 모델 등을 변혁하는 디지털 트랜스포메이션(DX)이 가속화되고 있다. 인력 부족과 장시간 노동, 낮은 노동 생산성으로 고민하는 건축계도 예외는 아니다.

2021년은 ‘건축 DX’가 본격화하는데 있어 고비가 되는 한 해가 될 전망이다. 건축은 디지털을 통해 어떻게 진화될 것인가? 선진 기업들은 어디에 주력하고 있는지 최신 사례를 담은 10개의 에피소드를 바탕으로 전망해본다.

에피소드 1. 설계의 자동화가 가속화
구글의 자매사도 개발하는 제너레이티브 디자인

주어진 조건에 근거하여 다양한 설계안을 자동 생성해 설계자를 지원하는 제너레이티브(Generative) 디자인이 실용 단계에 들어갔다. 구글의 자매사에서 야마토하우스공업까지, 설계 자동화의 최전선을 쫓는다.

영국 런던의 웸블리파크는 축구의 성지인 웸블리 스타디움으로 알려진 재개발 지역. 영국의 개발업체 퀸테인(Quintain)은 2004년 개발 허가를 받은 이후 황폐한 공업지대에 상업시설과 사무실 주택 등을 잇따라 정비해 왔다. 다음 개발 구역은 스타디움 북동쪽의 12에이커(약 4만 8,000㎡) 구획. 2,000가구가 넘는 규모의 임대 맨션 등을 짓는다. 2021년 후반에 착공될 예정이다.

그랑프리는 ‘제로 트러스트(Zero Trust)’

2021년에 주목 받는 인프라 기술은 무엇일까? 전문가 5명으로 구성된 심사회를 열어 1~3위의 기술을 선정한 결과, 그랑프리는 '제로 트러스트 네트워크'가 차지했다. 코로나 사태로 인해 기존 방식으로는 모든 사원의 텔레워크가 불충분하다고 판단되고 있어 보다 강력한 시큐리티 대책이 보급될 전망이다.

2020년은 많은 기업에게 업무 방식이 격변한 한 해였다. 코로나 사태로 인한 재택근무가 당연 시 되면서 자택에서 사내 시스템에 원격으로 접속할 수 있게 한 기업들이 많다.

2021년 IT인프라 기술의 트랜드는 어떻게 변화할 것인가? 닛케이크로스테크와 닛케이컴퓨터는 5명의 전문가들의 심사를 거쳐 ‘IT인프라 테크놀로지 AWARD 2021’을 선정. 심사회에서 논의된 내용을 바탕으로 2021년에 주목해야 할 IT인프라 기술을 소개한다.

“2021년의 IT 인프라는 제로 트러스트 네트워크가 필수가 된다”. 전문가 5명은 만장일치로 제로 트러스트 네트워크를 그랑프리로 선정했다. 선출에 있어서는 ‘기업에게 제로 트러스트의 도입을 적극 추천한다’라는 계발(啓發)의 의미도 포함되어 있다고 한다.

업계 최고 수준의 효율 달성, 자율주행 차량용 LiDAR 목표

소니가 자율주행의 중핵인 LiDAR(Light Detection and Ranging) 부품 개발에 참여한다. 반도체소자학회에서 근적외광의 수광소자에 대해 발표했다. 이미지 센서와 더불어 LiDAR 부품을 개발함으로써 자동차 사업에서 더욱 공세를 펼친다.

Sony Semiconductor Solutions와 Sony Semiconductor Manufacturing이 수광소자가 되는 SPAD(Single Photon Avalanche Diode: 단일 광자 포토 다이오드)를 시작(試作)한 성과에 대해, 20년 12월 12~18일에 열린 ‘66th International Electron Devices Meeting(IEDM 2020)’에서 발표했다.

스마트폰용 3차원(3D) 센서나 자동차용 장거리 LiDAR에서는 ToF(Time of Flight) 방식으로 측거하는 것이 일반적이다. 근적외 레이저광을 조사해, 대상물에서 반사돼 되돌아오기까지의 시간을 산출하여 거리를 측정한다. ToF 방식은 측정 방법에 따라 간접방식(indirect ToF, iToF)과 직접방식(direct ToF, dToF)으로 크게 나뉜다.

이 중에 자동차용 장거리 LiDAR에서 다용되는 것이 dToF다. 소니는 dToF용 수광소자로서 고감도 SPAD를 시작(試作)했다. SPAD를 2차원으로 정렬 배열해 거리 이미지를 얻는다.

NTT의 최대 승부수 ‘IOWN 구상’

지금 인터넷이 기로에 접어들고 있다. 인공지능(AI)의 침투로 데이터 계산량이 폭발적으로 늘어나 이 상태로는 더 이상 소비전력 증가를 막을 수 없기 때문이다. 이러한 과제를 해결할 수 있는 기술로서 최근 광기술이 주목을 받고 있다. NTT는 전자기술(Electronics)에 비해 에너지 효율이 높다는 특성을 가진 광기술(Photonics)을 무기로 인터넷의 한계를 돌파하기 위한 길을 개척해나가려 하고 있다.

음성에서 텍스트, 영상에 이르기까지 모든 정보를 운반하는 인프라로서 과거 30년 간 진화를 거듭하며 세계에 혁명을 일으켜온 인터넷. 이 인터넷이 지금 기로에 서있다. 인터넷에서 유통되는 데이터량이 폭발적으로 증가하면서 전력 소비량도 늘어난다는 문제에 직면해있기 때문이다.

미국 시스코(CISCO)의 조사에 따르면 전세계 프로토콜(IP) 트래픽은 연 평균 26% 확대되고 있으며 2022년에는 월 396엑사바이트(EB)에 달할 것이라고 예측하고 있다. 심층학습의 보급도 데이터량의 폭발적인 증가를 가속화하고 있다. AI가 이용하는 데이터량이 최근 5년 간 30만 배 증가했다는 조사 결과도 있다.

데이터량이 증가할수록 정보 처리를 위한 계산량도 늘어나 전력 소모가 커진다. 과학기술진흥기구 저탄소사회전략센터가 2019년에 발표한 보고서에 따르면, 

오바야시구미와 히노자동차

오바야시구미와 히노자동차는 댐 건설현장 안에서 대형 덤프 트럭을 이용한 레벨4 상당의 자율주행 실증실험에 성공했다. 최장 1.3km의 루트를, 최고 시속 30km로 주행했다. 덤프 트럭을 사용한 레벨4 실증실험은 히노자동차 입장에서는 첫 대응이다.

실증실험은 미에현 이가시에서 오바야시구미?사토공업?일본국토개발JV가 시공하는 가와카미댐에서 20년 11월 1일부터 12월 16일까지 실시했다.

콘크리트 골재를 운반하는 대형 덤프 트럭 ‘히노 프로피아(Hino Profia)’에, 자차 위치를 계측하는 GNSS(위성측위시스템)와 흰색 선을 감지하는 카메라, 3차원 레이저 스캐너 LiDAR를 탑재했다.

차량은 오후 10시부터 다음 날 오전 6시까지의 야간에 가동한다. 낮에는 댐 현장 밖에서 골재를 운송해야 하기 때문에 현장 내 작업만으로 끝나는 시간대를 골랐다. 같은 시간대에 가동하는 덤프 트럭은 3대로, 그 중 1대에 자율주행 덤프를 도입했다. 실증실험이기 때문에 긴급 시에 대비해 운전수가 탑승했지만 운전은 자동이다.

진화하는 Digital Transformation

2018년 9월 7일에 경제산업성은 “DX(Digital Transformation) Report ~ IT시스템 ‘2025년의 낭떠러지’의 극복과 DX의 본격적인 전개~”를 발표했다. 내용은 많은 일본기업이 기존 시스템의 블랙박스화를 해소하지 못하고, 데이터를 활용하지 못하는 두가지의 과제를 극복하지 못하면, 2025년 이후에 연간 최대 12조엔의 경제손실이 발생할 가능성이 있다는 것이다.   

테크놀로지에 관해서는, 우리들이 DX Report보다 먼저 ‘2025’라는 숫자를 가진 책을 만나게 되었는데, 런던 비즈니스스쿨의 교수이며 인재론과 조직론의 세계적 권위의 린다?그라톤 교수가 집필한 서적이다.

“Work Shift, 고독과 빈곤에서 자유롭게 되는 일하는 방법의 미래도 ‘2025”. 이것이 2012년 7월에 일본에 출판된 책의 타이틀인데, 교수는 2011년에 14년 후의 미래 – 절대로 모든 사람에게 낙관적이라고 말할 수 없는 미래를 예상하고, 사람들이 무엇을 해야하는지를 이야기 하고 있다. 2011년의 출판부터 9년이 경과하여, 지적된 32개의 현상의 대부분이 지금은 현실로 되어 있어 다시 한 번 읽어볼 가치가 있다고 생각된다. 

미래를 창조하는 미쓰비시교통시스템의 발걸음
사회시스템사업본부장 후쿠시마 히데키(福嶋秀樹) 씨

미쓰비시전기의 교통 사업은 회사를 창업한 1921년에 시작된다. 1960년대부터 많은 해외 프로젝트에도 참여하는 등 국내외에서 100년의 역사를 갖고 있다. 이 100년 동안에 축적해 온 기술을 기반으로 하여 현재는 차량용 기기부터 지상 설비까지 철도시스템 전반에 걸쳐 폭넓게 제품과 시스템을 제공하고, 철도의 안전?안정 수송에 공헌해 왔다.

철도는 환경부하가 적은 대량?고속 수송 기관이다. 경제성장을 지원하는 사회 인프라이며 도시의 과밀도 문제나 지구환경 문제에 대한 대책으로서, 즉 지속 가능한 사회의 실현을 목표로 유엔에서 채택된 개발목표인 SDGs(Sustainable Development Goals)의 실현과 관련된 시스템으로서 중요한 위치에 있다.

이러한 철도는 기존에는 안전하고 신뢰성이 높고, 에너지 효율이 높은 수송망으로서 정비하는 것이 요구됐었다. 그러나 최근에는 저출산 고령화나 산업구조의 변화에 따라 구조적인 철도 수송량의 감소, 승무원이나 보수 인력의 확보, 기술 계승의 문제 등 다양한 과제에 직면해 있다.