Virtual Reality Training Model for Post-Tensioning Construction: Framework and Application

Abstract

가상현실(VR)과 같은 신기술의 등장으로 효과적인 교육 프로그램들이 개발되고 있지만, 해당 기술들은 건설산업에 널리 보급되어 있지 않거나 건설 현장에서 낮은 활용성을 보인다. 본 연구는 건설 산업에서의 기술 교육을 위해 계층적 작업 분석(HTA)을 기반으로 하는 종합적인 프레임워크를 중심으로 VR 기반 포스트텐셔닝 인장 작업 교육 프로그램을 개발하였다. 이를 위해 작업 단계와 구현 목표 분석을 통해 교육 프로그램을 설계하고, VR 환경 구현에 필수적인 기능을 도출하였다. 교육 성능을 평가하기 위해 본 연구에서 개발한 VR 기반 교육을 받은 학생들과 기존 교육 방법을 통해 학습한 학생들의 학습 효과를 비교하여 VR 교육 프로그램의 효과를 검증하였다. 또한, VR 교육의 공간적 제약을 극복하고 많은 사용자에게 교육 효과를 줄 수 있는 VR 사용자 관찰 학습 방식이라는 새로운 방법론을 제안하여 해당 교육 방법의 성능을 평가하였다. 연구 결과는 VR을 기반으로 한 기술 교육 프로그램이 향상된 학습 성과를 보이는 것을 확인하였으며, 본 연구에서 제시하는 종합적인 프레임워크가 건설 산업 기술 교육에서 기존 교육 방법의 문제점을 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 시사한다.

The construction industry has been facing problems of low productivity and shortage of skilled workers. With the advent of new technologies such as virtual reality (VR), training programs with high training effectiveness have been developed, but the technology is not widely available and is not well utilized in the field. To address this research gap, this paper aimed to develop a VR training model for post-tensioning tasks based on a comprehensive framework for developing virtual reality (VR)-based technical training in the construction industry. The framework aimed to enhance the learning experience and effectiveness of technical training programs based on hierarchical task analysis (HTA). Through task analysis and implementation goals, a training program for post-tensioning tasks was designed, and essential functions were extracted to build a VR environment. The effectiveness of the VR training program was compared with traditional training methods, and the results showed that trainees who received technical training in a VR environment tended to have higher knowledge acquisition. In addition, a new training methodology of learning by observing VR users was proposed, which could solve the spatial limitations of VR training and provide training effects to more users. This study mainly focused on the tension-relieving process, and the findings may not be directly applicable to other technical training fields. Despite these limitations, the results of the study suggested that VR-based technical training has the potential to improve learning outcomes and overcome the challenges faced by traditional training approaches.