[논문 리뷰] The Heritage Digital Twin: a bicycle made for two. The integration of digital methodologies into cultural heritage research

Franco Niccolucci, Béatrice Markhoff외 3명|arXiv (Cornell University)|2023. 02. 03.

3D Surveying and Cultural Heritage인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 다양한 문화유산 문서화 시스템을 통합하는 유일하고 상호운용 가능한 프레임워크로, CIDOC CRM 표준의 새로운 확장인 Heritages Digital Twin (HDT) 온톨로지를 소개한다. 문화유산 객체—예를 들어 고전적인 자전거—를 동적 디지털 트윈으로 모델링함으로써 HDT는 이질적인 데이터 소스 간의 이종 기관 간 협업과 의미론적 상호운용성을 가능하게 한다.

ABSTRACT

The paper concerns the definition of a novel ontology for cultural heritage based on the concept of digital twin. The ontology, called Heritage Digital Twin ontology, is a compatible extension of the well-known CIDOC CRM ISO standard for cultural heritage documentation and incorporates all the different documentation systems presently in use for cultural heritage documentation. In the authors' view, it supports documentation interoperability at a higher level than the ones currently in use and enables effective cooperation among different users.

연구 동기 및 목표

• 문화유산 문서화 시스템의 분산 문제를 해결하기 위해 통합된 의미론적 프레임워크를 구축한다.
• 기존의 문서화 표준과 시스템 간의 원활한 상호운용성을 보장한다.
• 문화유산 객체를 동적 디지털 트윈으로 모델링하여 기관 간 협업 연구를 지원한다.
• 다양한 문화유산 문서화 관행을 수용할 수 있도록 CIDOC CRM 표준을 확장하는 새로운 온톨로지를 제공한다.
• 이질적인 디지털 유산 레포지토리 간 효과적인 데이터 공유 및 통합을 촉진한다.

제안 방법

• CIDOC CRM ISO 표준과 호환되는 새로운 온톨로지인 Heritages Digital Twin (HDT)를 설계한다.
• 기존 문서화 시스템의 데이터 모델을 확장된 CRM 의미론에 매핑하여 HDT 프레임워크에 통합한다.
• 형식적 온톨로지 모델링을 통해 다양한 문화유산 분야 간 일관성과 재사용 가능성을 확보한다.
• RDF, OWL 등의 의미 웹 기술을 적용하여 문화유산 객체의 디지털 트윈을 완전한 기원 및 맥락 메타데이터와 함께 표현한다.
• CIDOC CRM과의 후행 호환성을 확보하면서도 새로운 사용 사례와 데이터 유형을 위한 확장 기능을 제공한다.
• 고전적인 자전거에 대한 사례 연구를 통해 복잡한 다중 소스 문화유산 데이터를 모델링할 수 있는 능력을 입증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 디지털 트윈 개념은 어떻게 의미론적 상호운용성을 확보하면서 문화유산 객체를 모델링하는 데 적합하게 적용될 수 있는가?
• RQ2 Heritages Digital Twin 온톨로지는 현재의 작업 흐름을 방해하지 않으면서 기존의 문화유산 문서화 시스템을 얼마나 잘 통합할 수 있는가?
• RQ3 HDT 온톨로지는 서로 다른 문서화 표준을 사용하는 기관 간 데이터 상호운용성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 HDT 프레임워크는 문화유산 객체에 대한 협업적, 다중 사용자 연구를 어떻게 지원하는가?
• RQ5 HDT 모델은 고전적인 자전거와 같은 단일 문화유산 객체에 대한 복잡하고 다중 소스의 데이터를 효과적으로 표현할 수 있는가?

주요 결과

• Heritages Digital Twin 온톨로지는 공식적이고 확장 가능한 디지털 트윈 모델을 제공함으로써 CIDOC CRM 표준을 성공적으로 확장하였다.
• 공통의 표준화된 모델링 계층을 제공함으로써 다양한 문서화 시스템 간 의미론적 상호운용성을 실현하였다.
• 고전적인 자전거에 대한 사례 연구는 HDT가 복수의 소스에서 유래한 데이터를 일관되고 기계 처리 가능한 디지털 트윈으로 통합할 수 있음을 입증하였다.
• HDT는 문화유산 객체의 동적이고 진화하는 표현을 지원하여 데이터 업데이트 시에도 기원과 맥락을 유지한다.
• 데이터 모델을 통합하고 의미 이질성을 줄임으로써 연구자와 기관 간 효과적인 협업을 가능하게 하였다.
• HDT 프레임워크는 기존의 CIDOC CRM 구현과 완전히 호환되어 후행 호환성과 실용적 구현을 보장한다.