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디지털-트윈(Digital Twin)에 대해 알아보자!

안녕하세요! 에디터 새벽입니다!😊

 

여러분에게 좋은 정보들을 소개시켜드리고자 열심히 정보를 찾아와 보았습니다!

 

우리가 사는 이 세상이 오차 없이 똑같이 가상현실에서 구현될 수 있다면 어떨까요?

이번에 소개시켜드릴 사례는 ‘디지털-트윈(Digital Twin)’입니다.

디지털-트윈(Digital Twin)’ 이란?

가상현실(VR) 기술 등을 활용해 생산 설비  공정 등을 디지털로 구현하고,
시행착오를 줄이고 이를 그대로 현실에 적용하는 전략
(미국 제너럴일렉트릭(GE)사가 처음 만든 개념)

디지털-트윈은 실제 세계와 가상 세계 간의 상호작용을 기반으로 하며,
서로가 서로의 세계에 영향을 끼쳐 ‘동기화(sync)’로 소통

 오늘날의 '디지털-트윈'은 물리적 세계와 디지털 세계 간 융합으로 자동차 설계, 생산 현장 로봇 점검, 항공기 엔진 성능 확인, 공장 설비 준비 등 생산현장에서 뛰어난 도구로 활용되고 있습니다. 생산 환경 품질 개발 기간을 개선하고 실시간 통제 및 관리가 가능해졌고, 제조 분야 뿐 아니라 많은 곳에 도입되고 있습니다.

 

👆 ‘디지털-트윈(Digital Twin)’을 더 자세히 알고 싶다면?!

  📃 출처
   - 최재홍, 디지털트윈, 지금이야말로 허실(虛實) 따질 때, Samsung Newsroom, 2020.10.05., [[ 클릭!👈 ]]

   - 국토교통부, 가상공간에 현실과 똑같은 세계를 만든다고? 디지털 트윈국토가 뭐야?, 국토교통부, 2020.10.05., [[ 클릭!👈 ]]

   - LIBS 국토인터넷방송국, [MBC 다큐프라임] 미리 사는 미래, 디지털 트윈 #디지털뉴딜 #한국판뉴딜 (방송 풀버전), Youtube, 2020.10.06., [[ 클릭!👈 ]]

🎈 그 밖에 다른 이야기!

 엄밀히 말하면 디지털 트윈(Digital Twin)이라는 단어보단 디지털 페어(Digital Pair)라는 단어가 더 올바르다고 합니다. 트윈의 사전적 의미는 복제 또는 쌍둥이라는 의미이지만, 실제 디지털트윈 기술의 특성은 양방향성에 있습니다. 실제 세계(real world)와 가상 세계(cyber world)가 상호작용을 함으로써 실제 세계가 복제된 가상 세계에 영향을 끼치고, 반대로 가상 세계 변화가 실제 세계에도 영향을 줄 수 있게 말입니다. 한마디로 두 세계가 동기화(sync)되어 있다는 사실이 중요하다는 것입니다. 단순 과거 데이터를 기반으로 복제 이후에도 독립적으로 움직이는 쌍둥이와는 다르며, 그런 의미에서 미국 제너럴일렉트릭(GE)사가 제안한 디지털 트윈보단 디지털 페어(digital pair)’가 더 명확한 의미를 내포하고 있다고 할 수 있습니다.

👀 에디터 새벽의 생각!
 하지만, 페어라는 단어가 담고 있는 유의어가 많기 때문에 (전시회, 박람회라는 뜻의 fair와도 혼동 가능) 편의상 twin이라는 단어를 쓰지 않을까 생각됩니다. :)

 

  📃 출처
   - 최재홍
, 디지털트윈, 지금이야말로 허실(虛實) 따질 때, Samsung Newsroom, 2020.10.05., [[ 클릭!👈 ]]

 

 구체적으로 디지털-트윈이 적용된 사례를 살펴보도록 하겠습니다!

 

 

 첫 번째로 싱가포르의 ‘3D 가상현실로 스마트 국가건설’입니다.

 싱가포르는 전체 국토가 서울보다 조금 큰 편이며, 좁은 섬나라에 580만 명(585343_2020.10.05. 네이버 싱가포르 국가 정보 기준)이라는 많은 사람이 살다 보니 인구 밀도가 8,000명을 넘어 세계 3위를 기록하고 있다고 합니다. 이렇다보니 싱가포르는 인구 과밀로 인한 도시 문제가 지속적으로 증가할 수 밖에 없는 상황이었습니다. 하지만, 싱가포르는 미래의 도시 문제 해결을 위해 이미 지난 2014년에 스마트 네이션(Smart Nation) 프로젝트를 선포했습니다. 국소적인 도시가 아닌 국가를 통째로 지속 발전 가능한 스마트 국가로 만들겠다는 야심 찬 계획을 세웠습니다.

 

 정부의 강력한 주도로 다른 나라들 보다 빠르게 스마트 국가 건설에 나선 싱가포르는 세계적인 스마트 시티 평가에서 항상 최고 점수를 받았습니다. 2017년 영국 주니퍼 리서치(Juniper Research_영국 시장조사 기관)가 조사한 스마트 시티 퍼포먼스 지수 1(글로벌 스마트 도시 성과 인덱스)를 차지했고, 지난해 바르셀로나에서 개최된 스마트 시티 엑스포에서도 올해의 스마트 시티로 선정되었습니다.

 

📌 알아두면 좋을 정보!

 - 바르셀로나는 매년 11월 '스마트시티 엑스포 월드 콩그레스'를 개최하며, 세계 최대 규모의 스마트 시티 국제 행사라고 합니다. 

 싱가포르 정부는 2018년 도시 전체를 그대로 복제하여 3D 가상현실로 구현해 놓은 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)를 완성하였습니다. 버추얼 싱가포르는 도로빌딩아파트테마파크 등 주요 시설은 물론 도로 주변에 있는 가로수육교공원 벤치에 이르기까지 모든 구조물과 그에 대한 정보가 상세히 수록되어 있습니다. 이 버추얼 싱가포르는 도시계획은 물론 교통, 환경 등 다양한 분야에서 스마트 국가 건설을 위한 가상 플랫폼으로 활용되고 있습니다.

 

 버추얼 싱가포르의 구체적인 활용 첫 번째 예시로 싱가포르 북부의 미니 실리콘 밸리라고 불리는 펀골(Punggol)타운 설계를 살펴보고자 합니다. 지역 전체의 건물들을 실제 완공된 것처럼 3D로 구현하고 이곳에 바람이 불 때 공기의 흐름이 어떻게 진행되는지 실험해보았습니다. 그리고 실험결과를 반영하여 각각의 건물 배치를 조정하는 방식으로 전체 지역이 통풍이 잘 될 수 있도록 설계하였습니다. 바람이 건물 사이를 잘 흘러나가도록 길을 만들어줌으로써 타운 전체의 대기 질을 높일 수 있도록 한 것입니다.

 

 두 번째 예시로 태양광 패널 설치를 현장 방문하여 측정할 필요가 없도록 만들었습니다. 버추얼 싱가포르 플랫폼에서 마우스를 몇 번만 클릭하면 특정 건물의 옥상에 설치할 수 있는 태양광 패널의 규모와 설치 방향에너지 생산량까지 정확하게 파악할 수 있기 때문입니다. 조사에 필요한 인력시간비용을 모두 줄일 수 있어 일석삼조의 효과를 얻고 있습니다.

 

👆 싱가포르, 3D 가상현실로 스마트 국가 건설을 더 자세히 알고 싶다면?!

  📃 출처
   -
고영태 기자, [스마트시티] 싱가포르, 3D 가상현실로 스마트 국가 건설, KBS NEWS, 2019.04.06., 전면, [[ 클릭!👈 ]]

 

🔍 참고 자료

  📃 출처
   -  S&T GPS, 스마트시티 경쟁력 수준 분석 결과 발표, ABI research , 2020.10.05., [[ 클릭!👈 ]]

 

두 번째로 한국의 ‘전주 스마트 시티건설’입니다.

 20197월 전주시는 ‘전주시 스마트 시티 & 디지털 트윈 컨퍼런스’를 개최하여 정부와 지자체의 협력의 장을 마련하였습니다. 이 컨퍼런스에서는 스마트 시티를 어떻게 구축하고 활용할 것인지 종합적으로 논의하고, 400여명의 관객과 함께 스마트 시티가 쉽게 이해될 수 있는 자리를 마련하였습니다. 전주시가 함께한 사업의 동반자는 한국국토정보공사(LX)’로 가장 한국적인 도시 전주에서 스마트 시티의 시작을 알렸습니다. 디지털 트윈 기술은 아직까지 스마트 시티 구성에 시도 해본 적 없는 영역으로 개발과 활용의 가능성이 높은 아이템이라고 할 수 있습니다.

 

 전주시는 도시 문제 해결을 위해 버추얼 전주 프로젝트를 시작으로 효자동 일부 4제곱 킬로미터를 가상으로 옮겨 놓아 상하수도관을 비롯한 지하 시설물까지 자세히 확인 할 수 있도록 하였습니다. 기준자동차(주변 환경 정보와 3차원 공간 정보 획득을 위한 차량)를 이용하여 한 달에 1번 전주 시내를 돌아다니며 도시의 변화된 최신 정보들을 버추얼 전주 안에 담기 위한 노력하고 있으며, 신속하고 보다 정밀한 3D 입체화 과정을 위해 드론을 활용한 도시 정보 수집을 진행하고 있습니다.

 

 구체적인 디지털 트윈의 첫 번째 활용 예시로 전주시는 영유아와 노인, 야외 근로자들이 더운 여름날 더위에 취약할 것을 대비하여 사각지대 중 근처에 무더위 쉼터가 없는 곳을 찾아보았습니다. 그 중 도로는 왕복 6차로 이상 큰 교차로를 대상으로 하며, 유동인구는 보행량이 많은 횡단보도 주변으로 탐색하고, 가로수가 있으며 건물 그림자가 지는 곳은 제외대상으로 선정하였습니다. CCTV 현황데이터와 같이 실시간으로 데이터를 수집해 상황을 확인하고 해결책을 찾아낼 수 있도록 하였습니다.

 

 두 번째 예시로 201912월 전주지 교동 일대에 소나무 심기 행사입니다. 디지털 트윈의 모의실험에서는 해당 지역에 나무의 수종, 크기, 개수, 수령, 수목일, 탄소 흡수량 등을 확인하여 보다 효과적으로 대기질의 개선을 예측해 볼 수 있습니다. 그 결과 바람길을 만드는 길목 중 하나인 교동 일대에 소나무 40그루를 심을 경우 1년에 이산화탄소 200kg을 줄여 미세 먼지를 낮추는데 효과적이라고 예측됐기 때문에 시민과 함께하며 보다 나은 지역사회를 만들기 위한 사업을 구성할 수 있었습니다.

 

 세 번째 예시로는 구도심(옛날 도심)버려진 빈집을 개선하는 사업입니다. 범죄자가 빈집에 숨어 다니면서 수사망을 벗어나고, 빈집이 생김으로써 그 영향으로 주변이 슬럼화 되는 등의 문제가 발생하고 있어 빈집의 실태조사(현장 방문 및 사진 실사)를 통해 공간을 재구성하는 사업을 진행하고 있습니다. 실태조사를 한 정보를 바탕으로 디지털 트윈에서 해당 지역 일대를 철거 할 경우 주자창이 되거나 텃밭이 되면 교통의 흐름에 얼마나 변화가 있을지, 지역주민의 만족도가 얼마나 높아질지를 예측해 볼 수 있습니다.

 

👆 ‘전주의 스마트 시티에 대해 더욱 자세히 알고 싶다면?!

  📃 출처 
   - LIBS 국토인터넷방송국, [MBC 다큐프라임] 미리 사는 미래, 디지털 트윈 #디지털뉴딜 #한국판뉴딜 (방송 풀버전), Youtube, 2020.10.06., [[ 클릭!👈 ]]

   - LIBS 국토인터넷방송국, [Special] 스마트시티의 성공열쇠, 디지털트윈에 대해 알아본다!, Youtube, 2020.10.06., [[ 클릭!👈 ]]

   - LIBS 국토인터넷방송국, 2019 전주 스마트시티&디지터트윈 컨퍼런스, Youtube, 2020.10.06., [[ 클릭! 👈]]

👆 전국의 스마트 시티가 더욱 궁금하다면?!

  📃 출처 
   -
스마트 시티 코리아 [[ https://smartcity.go.kr/ ]]  국가시범도시  스마트 챌린지  R&D  스마트 도시 투어 관련 안내

 

 위의 두 가지 사례만 보아도 디지털 트윈이 미래의 지속 가능한 발전을 위해 꼭 필요한 사업임을 알 수 있습니다.

 

 하지만, 꼭 필요한 이 디지털 트윈 사업.  과연 단점은 없을까요? 

 첫 번째 단점으로는 정보의 복제가 가능합니다. 디지털 트윈은 앞선 사례들과 같이 현실과 똑같이 복제하고 동기화를 하는 것이 중심인 사업입니다. 이는 디지털 트윈 사업만이 가진 장점이자 단점이 될 수 있습니다. 정보의 복제는 우리의 개인정보 또한 복제가 가능하며, 그만큼 위험에 노출될 수 있는 가능성도 증가하기 때문입니다. 데이터 보안이 철저하게 이루어지지 않는다면 해킹과 같은 부정적인 이용의 가능성이 높아 사전에 정확한 데이터 사용 방향 및 보안시스템부터 구축되어야 노출에 대한 위험을 감소할 수 있을 것입니다. 

 

 두 번째 단점으로는 높은 비용입니다. 디지털 트윈은 제품의 시행착오 비용을 줄이고, 전체적으로 20%이상의 경비 절감과 개발 기간 단축이 가능하지만, 그만큼 구축 비용이 과다하게 지출 될 수 있습니다. 또한. 디지털 트윈을 구축했더라도 막상 생각보다 쓸모가 없는 데이터 정보들이 있을 수 있고, 구축 후 불필요한 데이터와 트래픽이 양산되는 경우도 존재합니다. 디지털 트윈을 구축하기 이전 어떤 데이터들을 수집 할 계획인지, 이를 활용 할 수 있는 방안은 무엇이 있는지, 어느 정도의 효과성을 낼 수 있는지에 대해서 우선적으로 생각해보아야 합니다. 

 

👏 [알아두면 좋은 정보더 알아보기!]  "한국판 뉴딜 정책"
   -
코로나19 이후 경기 회복을 위해 마련한 국가 프로젝트로, 2020년 7월 14일 확정‧발표한 정책입니다. 2025년도까지 디지털 뉴딜, 그린 뉴딜, 안전망 강화 등 세 개를 축으로 분야별 투자 및 일자리 창출이 이루어질 예정입니다. 
  - 비전: 선도국가로 도양한 대한민국으로 대전환(추격형 경제에서 선도형 경제로, 탄소의존 경제에서 저탄소 경제로, 불평등 사회에서 포용 사회로 도약)
   - 추진과제(10대 대표과제)
    o 디지털 뉴딜: 데이터 댐, 지능형 정부, 스마트 의료 인프라
    o 디지털  그린 융복합: 그린 스마트 스쿨, 디지털 트윈, 국민안전 SOC 디지털화, 스마트 그린산단
    o 그린 뉴딜: 그린 리모델링, 그린 에너지, 친환경 미래 모빌리티

📃 출처 
   - pmg 지식엔진연구소, ⌜한국판 뉴딜, 네이버지식백과, 2020.10.08., [[ 클릭! 👈]]

 디지털 트윈 사업을 청소년 사업과 연계하여 본다면 지역마다의 특색을 반영하고, 문제점을 개선 할 수 있는 사업을 구상할 수 있을 것이라는 생각이 들었습니다. 또한, 청소년 활동 사업 진행 전 미리 시뮬레이션을 돌려보고 현장에서 일어날 수 있는 사고와 오차를 줄일 수 있을 것이라고 생각했습니다.

 

😆  에디터 새벽의 이모저모 생각!

 청소년 활동 중 안전지도 제작과 같은 사업도 이미 진행 중에 있습니다. 하지만, 아무래도 지도를 그려보고 불안전사항에 대한 요소들을 수기로 작성하여 단회성에 끝나는 사업들이 추후 보완 및 유지와 같은 통합관리가 끝까지 되기 어려울 것으로 생각되었습니다. 디지털 트윈과 같은 사업 적용이 이루어 진다면 보다 효율적이고 지속적인 안전관리가 될 수 있지 않을까 생각했습니다.

 현장 사업이 진행 될 때에는 미리 리허설을 해보거나 사전 브리핑을 통해 사업의 시뮬레이션을 돌려보지만 막상 실제 상황에 놓인다면 꼭 이동 동선이 꼬이거나 찾아야 할 물건들이 보이지 않거나 이용자들의 불만이 접수되기 마련입니다. 하지만, 이런 디지털 트윈의 요소가 사업에 적용된다면 사전에 대한 공간 이해나 활용, 그 밖에 안전문제들도 예방 할 수 있을 것이라고 생각합니다. :)

 매년 사업이 동일하게 진행되기보다 무언가 새로운 아이템이 필요하고, 사업을 진행하기 위한 사업의 추진배경과 근거 마련에 항상 어려움을 느낄 실무자분들에게 디지털 트윈 사업이 전국적으로 실시된다면 지자체의 입장에서도, 실무자의 입장에서도 도움이 될 수 있는 사업이라고 생각합니다. 물론 초기 프로그램 구축과정에 있어 많은 시간과 비용이 들 것이라고 생각되지만, 당장의 청소년들이 스트레스를 해소하고 발달과업에 도움이 되는 사업을 추진하는 일보다 더 멀리 내다보고 계획을 세워야 하는 때가 지금이지 아닐까 싶습니다.

 

  독자 여러분이 알고 계시는 또 다른 디지털 트윈 기반의 활용 사례가 있다면 댓글에 남겨주시면 에디터 새벽에게 많은 도움이 됩니다!

 

 

  오늘도 청소년들을 위한 생각에 말이 많은 새벽 글이었습니다.:)

 

 

  여러분의 공감은 새벽의 글을 더욱 알차게 만듭니다! (!👍)

 

 

  그럼 다음 새벽 글에서 만나보아요! 😊

 

 

 

 

자료 참고 및 출처

각 글마다 남겨있는 출처를 참고하였습니다. 

 

Youth01Lap

청소년사업 디지털화 정보협동 청년모임 <Youth01Lap>은 국내 청소년사업의 디지털화를 위해 국내외 디지털 청소년사업 사례, 실무도구, 관련 정책 및 연구자료 등을 조사,편집하고 콘텐츠로 개발하여 청소년사업 종사자분들과 나누고자 하는 취지로 결성된 모임입니다. 1기는 2020년 최초 구성됐으며, 현재 만 20세부터 34세까지의 다양한 전공과 직업을 가진 청년 8명이 온라인으로 모여 자발적으로 학습하고 토론하며 함께 하고 있습니다.

 

새벽

안녕하세요! 새벽입니다:)  
매일 우리에게 새로운 새벽이 찾아오는 것 처럼 청소년 활동에도 '디지털 청소년 사업' 라는 익숙하지만 새로운 새벽이 찾아오길 바랍니다. 이 바람이 이루어질수 있도록 작게 나마 새벽의 문을 열어보고자 합니다. 에디터 새벽은 독자 여러분의 관심을 기다립니다! :)
  • 채소_ 2020.10.12 12:57 신고

    구체적 사례 잘 봤습니다. 미래가 더 기대되는 기술이기도 합니다. 예를 들면, 사람들의 이동 패턴에 관한 인공지능 학습 데이터가 상당량 축적된다면, 디지털 트윈 세상에서 더 많은 시뮬레이션을 해볼 수 있겠다는 생각이 들고요. 청소년사업 현장에서는.. 자연권 수련원의 기능 발전과 연결시켜봐도 좋겠다는 생각을 해봅니다. 새벽님,디지털-피지컬, 디지털 트윈 등 매번 새로운 개념을 소개해주셔서 감사합니다.

    • 새벽! 2020.10.20 13:47 신고

      채소님의 의견 감사합니다! 자연권 수련원의 기능 발전까지는 생각하지 못했는데 ㅎㅎㅎ 채소님의 반짝이는 생각들이 큰 도움이 됩니다! 감사합니다:)

  • juniro 2020.10.13 00:50 신고

    높은 비용이 우려가 되긴하네요. 하지만, 결국 나중엔 디지털 트윈사업을 확대해야할 시기가 찾아올거라고 생각이 들어요. 말씀하신대로 안전정보 + 자율주행, 가상공간의 필요성 등이 향후엔 꼭 필요한 것들이라고 생각이 들어요. 이런 개념도 알고 있고 공부해야할 것 같아요. 새로운 개념을 이렇게 잘 소개해주셔서 감사합니다!!

    • 새벽! 2020.10.20 13:50 신고

      juniro님에 의견 감사합니다! 아무래도 비용적인 측면에서의 우려는 무시하지 못할 것 같습니다...ㅠㅠ 그래도 현재 '한국판 뉴딜 정책'이 시행 되는 시점이기 때문에 더욱 발전 가능할 수 있는 분야라고 생각됩니다! 저도 더 많이 공부해야할 필요성을 느끼고 있답니다:)

  • 너부리 2020.10.23 00:19

    한국판 뉴딜정책 발표 때 디지털 트윈이 나오길래 대충 이해하고 개념을 잘 못잡고 있었는데 사례까지 덧붙여 소개해주시니 이해가 편합니다. 자세한 설명 감사드립니다. 청소년을 위한 공간을 설치 할 때도 사전에 청소년의 이동동선 및 생활권을 디지털 트윈으로 시뮬레이션 해 본다면 청소년시설과 청소년의 일상이 분리되는 것도 줄일 수 있지 않을까 생각해봅니다. 잘 읽고 갑니다.

    • 새벽! 2020.10.26 16:28 신고

      너부리님의 의견 감사합니다! 너부리님의 말씀처럼 디지털 트윈으로 청소년활동이 꼭 일상과 활동으로 분리되지 않고, 자연스럽게 일상에 스며들 수 있다면 활동의 개념과 영향력이 조금 더 넓게 적용 될 수 있을 것이라고 생각됩니다! 좋은 글로 찾아뵙겠습니다!:)

  • 자바java 2020.11.01 23:16 신고

    스마트 도시니 스마트 국가니 하는 말을 이해하지 못했는데 이렇게 상세히 설명해주셔서 제대로 알게 되었습니다. 디지털 트윈이라니, 새로운 개념을 알아가는 계기가 되었습니다. 우리가 생각하는 것보다 많은 곳에 활용이 가능할 것이라고 생각합니다. 항상 좋은 글 감사합니다!

    • 새벽! 2020.11.05 20:28 신고

      자바님의 관심 감사합니다! ㅎㅎ 도움이 되셨다니 다행이네요! ㅎㅎㅎ 앞으로도 더 좋은 글로 보답하겠습니다!

  • 자몽 2021.01.12 09:49

    우리나라에서 디지털 트윈이 전주에서 더 나아가 전국적으로 확산되고 적용된다면, 여러 가지 정책을 수행하거나 기술을 구현하는 데에 정말 큰 역할을 할 수 있겠네요! 고비용이나 정보보안이라는 깊이 고려해야 할 요소가 있지만, 디지털 트윈 기술이 사회 전체에 구현된다면 실질적으로 사회에 끌어올 수 있는 이득이 훨씬 클 것이라고 생각합니다. 디지털 트윈 적용 이후에는 사회 여러 분야에서 다양한 시뮬레이션을 해봄으로써, 예산을 절감하여 구축비용을 빠르게 상쇄할 수 있을 거예요.