가상현실이 과학수업을 혁신한다 - Michael Bodekaer

세상이 빠르게 성장함과 함께 우리는 세계온난화나 기와, 물 부족과 같은 수많은 난제들과 부딪치게 된다. 그리고 이러한 난제를 젊은 학생들이 미래에 풀어가게 된다. 하지만 많은 학생들은 책상에 앉아서 단순히 수업을 듣는 형식으로 이론을 공부하고 있다. 이렇게 흥미를 잃어 가는 학생들에게 다시 재미를 붙여주기 위해서 Michael Bodekaer는 가상 실험실을 학생들에게 제공했다. 실제로 가상현실은 비행기 조종 훈련 시뮬레이터로 결과가 좋은 것을 입증한 사례가 있다.

가상 실험실에 대해 알아보기 전에 먼저 가상현실에 대해 알아보자. 가상현실이란 컴퓨터 기술을 사용해 만들어낸 인공적인 환경이다. 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. 이때 만들어진 가상의(상상의) 환경이나 상황은 사용자의 오감을 자극할 뿐 아니라 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 할 수 있게끔 한다. 이를 통해 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 하고 사용자는 가상현실에 몰입할 수 있다.  산업연구원에 따르면, 세계 가상현실 시장 규모는 오는 2020년 약 3900억 달러를 기록하고, 2030년에는 시장 규모가 3배 이상 커져 1조 4367억 달러 규모를 형성할 것으로 전망된다. 이처럼 가상현실 시장이 커질 수 있을 것으로 예측되는 것은 관련된 기술들이 눈부시게 발전하고 있기 때문이다. 

가상현실을 실현할 수 있는 기계가 바로 HMD(Head Mount Display)다. 일반적인 모니터를 통해 보는 것보다도 더 정교하고 수준 높은 몰입감을 선사할 수 있다. 최근에는 고글 형태의 경량화된 디스플레이 단말에 가속도 센서, 자이로 센서, 정확한 동작 인식 기술이 결합된 방식으로 진화했다.  이러한 가상현실 기기 중 가장 유명한 제품은 오큘러스 VR의 ‘오큘러스 리프트(Oculus Rift)’다. 오큘러스 리프트는 가상현실 게임을 위해 개발된 헤드셋으로 머리의 움직임을 실시간으로 감지해 머리가 어느 방향으로 움직이든 같은 방향의 시각을 제공하고 있다. 특히 오큘러스 리프트는 제대로 된 가상현실을 느끼게 해준 첫 제품이라는 평가를 받고 있다. 

HMD의 발달과 함께 이뤄지고 있는 것이 증강현실 및 모션인식 기반의 가상현실 기술 개발이다. 증강현실(VR, Augmented Reality)은 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성해 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법이다. 또 모션인식은 어떤 특정한 물체의 움직이나 위치를 인식하는 각종 센서를 이용한 기술이다.  마이크로소프트(MS)는 방과 같은 물리적 공간을 활용해 증강현실을 구현하는 기술인 룸얼라이브(RoomAlive)를 발표했다. MS의 동작인식 단말 기술인 키넥트(Kinect)센서와 6대의 프로캠(Procam) 광시야각 프로젝터로 구현되는 것이 특징이다. 룸얼라이브는 어떤 공간이든지 가상의 환경으로 만들어 새로운 형태의 경험을 사용자에게 제시할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 

다시 본론을 이야기 하자면, 이 실험실에서 학생들은 수학 공식을 이용해 실험을 수행하고 현실의 실험실에서 어떻게 되는지 보게 된다. 이 가상현실을 통해서 대학은 수백만 달러를 절약하고 학생들 또한 실험 기구 안에서 무슨 일이 일어나는지 분자 수준에서도 이해하게 되었다. 게다가 실제에선 위험해서 할 수 없는 실험들을 직접 가상현실에서 함으로써 살모넬라 박테리아와 같은 많은 정보를 배울 수 있게 되었다. 이 실험실은 여기에서 멈추지 않고 게임 디자이너와 함께 CSI 살인사건을 게임으로 제구성해 학생들에게 배포하여 핵심 과학기술을 익히게 했다.

그리고 정말 도움이 됐는지 조사를 하였는데, 가상실험실을 이용했을 때 전통 교수법보다 학습 효율이 76%증가했다. 그뿐만 아니라 학습에 대한 교사들의 영향 또한 가상현실과 결합하자 학습효율이 총 101% 증가했다.

사실, 가상현실은 이미 다른 분야에서도 많이 사용되고, 기대도 하고 있는데, 영화 분야에서는 가상현실 기술을 이용해 영화시청 시 극장에서 보는 듯 한 효과는 물론 실제 영화 속에 들어온 것과 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 실제 코믹콘 2014 전시회에서는 할리우드 영화 스튜디오들이 오큘러스 리프트를 이용해 영화 속 한 장면을 실제로 체험해 볼 수 있는 행사를 개최하기도 했다. 

전시 분야에서는 가상현실 기술로 재현한 세계 각지의 유명 미술관을 실제 가 보지 않아도 가상현실 속에서 체험해 볼 수 있으며, SNS분야에서는 가상공간 속에서 아바타를 이용해 교류하는 가상현실 소셜 네트워크 서비스가 출시 될 것으로 예상되고,  헬스케어 분야에서는 의사의 원격 상담이나 진료, 고소공포증 환자의 치료 등에 의학적 목적으로 가상현실 기술을 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 기업 업무 분야에서도 건축 설계 시 요구되는 건축 시뮬레이션, 기업의 원격 회의 등에 가상현실 기술을 이용 가능할 것으로 전망하고 있다. 이에 삼성전자는 가상현실용 컨텐츠 유통을 위한 플랫폼 ‘밀크 VR’을 선보인 바 있다. 기어 VR에서 이용할 수 있는 가상현실 콘텐츠 유통이 목표다. 액션, 뮤직, 스포츠, 라이프스타일 등 주제별 채널에서 다양한 가상현실 컨텐츠를 제공받을 수 있다. 

이처럼 가상현실은 게임이나 영화뿐만 아니라 학습에도 좋은 영향을 줄 수 있다. 가상현실이 우리 현실에 큰 영향을 미친다는 것을 직감하는 요즘, 가상현실이 더 발전해서 많은 학생들이 이제 책상을 떠나서 직접 체험해보는 세상이 빨리 왔으면 좋겠다.