[디지털트윈,메타버스] 4차산업 혁명 핵심 기술 디지털 트윈 / 스마트시티 / 인공지능 / 메타버스 / ARVR / 사물인터넷

디지털트윈 4차산업 혁명 기술 설명

안녕하세요. 허니르만 입니다. 오늘은 정보성 포스팅을 하고자 합니다. 주제는 4차 산업 기술로 각광받고 있는 "디지털 트윈"입니다. 많은 산업계에서 쓰이고 있으며 메타버스(Metaverse)와 연계하여 사용되는 개념이기도 합니다. 약간 차이점이 메타버스(Metaverse)가 좀 더 포괄적인 느낌이긴 합니다.

1) 디지털트윈이란

· 현실 세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W 시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 하고, 실제 결과 변화를 모의(Simulation)할 수 있도록 하는 기술
· 모의(Simulation) 결과에 따른 최적 상태를 실물 시스템에 적용하고 실물 시스템의 변화가 다시 가상 시스템으로 전달되도록 함으로써 끊임없는 순환적응 및 최적화 체계를 구현하는 기술
→ 물리적인 물체 또는 시스템을 디지털로 표현한 것이며, 건물, 공장, 도시까지 확장 중입니다.

디지털 트윈 구조(국토부)

· 디지털트윈은 가상세계를 구현한다는 점에서 메타버스(Metaverse)와 공통분모가 있지만 현실과의 연관성 측 면에서는 서로 다른 개념으로 해석하며, 디지털트윈이 현실과 가상의 연결이 비교적 단단하다고 봅니다.

구분	주요 특징
디지털트윈	실제세계와 상호작용을 통해 가상세계에 현실요소를 똑같이 구현 현실과 가상의 연결이 비교적 단단함 제조, 전력, 의료 등의 산업분야에서 활용
메타버스	실제세계와 물리적 환경이 상이하여 현실과 가상의 연결이 자유로움 게임, 엔터테인먼트 분야에서 활용

· 장비나 공장의 모니터링을 위한 3D모델링 등의 개념에서 스마트 팩토리 제어 설루션으로 그리고 최근에는 사회 필수 인프라와 도시정보를 데이터로 수치화하여 도시 운영의 효율을 높이기 위한 플랫폼 등으로 확장하고 있습니다.

 

2) 디지털 트윈의 적용 가능 형태

분야	내용
의료	현실세계의 건강정보 및 의료자원 정보로부터 생성된 가상의 의료환경에서 질병의 진단 및 맞춤형 치료 방법을 제시하고 질병의 예후를 예측 관리하는 환자 중심의 디지털 의료
제조	물리세계의 제조 자원(장비, 재료)을 가상공간에 모사(Copy)하고 실시간 연결하여 가상공간에서의 제품의 설계, 생산, 유지보수 등에 요구되는 다양한 시뮬레이션을 수행하여 의사결정
보안	현실세계의 정보인프라 및 행위를 가상세계 모의 및 시뮬레이션을 통해 사이버 공격을 탐지/예측하여 사전에 최적의 보안 조치 및 대응
재난안전	현실세계의 다양한 문제점의 가상세계 모의를 통해 재난, 산업 피해확산을 사전에 차단하거나 최소화하기 위한 예측예방 중심의 전주기 재난안전 관리
농축/수산	디지털 공간상에 가상의 팜(plant, animal, aqua 등)을 구축하고 실제 팜과의 데이터 연동을 통해 환경/생육 관리에 필요한 다양한 시뮬레이션을 수행함으로써 최적의 운영/사육 환경을 예측
에너지	디지털 모델링으로 현실세계의 전력 수급 체계에 동기화된 가상의 에너지 수급체계를 구축하고 데이터 수집/분석과 시뮬레이션을 통해 수요자 맞춤형 에너지 수급 최적화 기술 등을 제공
건물유지관리	가상공간 내에 건물을 구축하고 설비, 에너지, 보안, 유지보수 운영 테스트를 통한 시설운영 효율성 제고 및 건물 수명주기 관리
스마트시티	다양한 도시문제를 해결하기 위해 현실공간을 모사한 가상공간 모형에 실세계 정보를 실시간 반영하여 도시현안을 감시/진단/예측하고 데이터기반의 해결방안을 사전에 시험/검증 할 수 있는 지속가능한 도시 관리

3) 디지털트윈 관련 기술

분야	활용 기술
제조업	Simulation, Sensors, AI, VR, AR, Cloud, Optimization, Big data 등
스마트 시티	Simulation, AI, VR, AR, Cloud, Visualization, Sensors Ontology
의료 서비스	AI, VR, Cloud, 3D Modelling

· 디지털 트윈은 IoT 등으로부터 수집되는 다양한 데이터를 AI, 머신러닝, 딥러닝 등을 통해 분석하여 디지털 트윈이 운영되도록 지원되며, 각 분야별 활용기술이 구분되어 있더라도 모든 기술들이 분야를 넘어서서 다양하게 활용되는 중입니다.

4) 디지털트윈 기대효과

· 디지털 전환 가시화 : 사업/업무, 수행체계, 정보화 등 모든 것을 전환하여 사용자들에게 표현하는 수단 기능입니다.
· 제품/서비스 가시화 : 고객들에게 제품과 서비스를 공급할 때 거울상 쌍둥이 모델 형태로 가시화하여 사용상의 편리함과 친숙함을 제공합니다.
· 시스템 통합 효율화 : 상호 대응 관계를 효과적으로 관리해야 하는 시스템에서 쌍둥이 모델을 통해 구성 설계, 통합 운영 등 효율화를 지원합니다.
· 제품 설계 효율화 : 실제 환경 데이터를 활용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있게 하여 제품 설계 효율화 지원합니다.
· 유지보수 효율성 개선 : 복잡한 시스템을 대상으로 유지보수를 수행할 때 작업자에게 디지털트윈을 통해 정보를 제공함으로써 직관적 이해를 돕게 하고 보수, 조치 방법 등 제반 정보 서비스 제공합니다.
· 프로세스 최적화 : 조건에 따른 시뮬레이션이 가능하며, 실제 동작 상태와 비교하면서 최적화 운영 지원합니다.
· 다자간 의사결정 : 디지털트윈의 연동을 통해 복합문제에 대한 원인을 보다 쉽게 파악하고 산업 영역 간에 발 생하는 상호 관계 및 부작용을 분석하여 산업 생태계 전반에 걸쳐 이해관계자 간에 협업 지원합니다.

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결과적으로 4차 산업시대에 맞춰 모든 기술이 스마트시티로 향하고 있습니다. 스마트시티는 모든 것이 연결되어 사용자의 편의성을 높여줄 것이며 그러기 위해 연관 기술이 발전을 지속 이루어야 합니다. 정부기관, 민, 관이 모두 미래기술을 위해 힘쓰고 있으니 점차 발전되어가는 미래의 기술들이 기대됩니다.

스마트시티

스마트시티를 마지막으로 이번 포스팅을 마치겠습니다. 이번 포스팅이 도움이 되셨다면 공감과 구독하여 자주 소통할 수 있었으면 좋겠습니다.