D. AI를 품은 디지털 트윈
1. 디지털 트윈은 무엇이고 AI는 또 무엇인가?(발행)
2. 왜 디지털 트윈에 관심을 가지는가? (발행)
3. 디지털 트윈은 무엇이 다른가?(발행)
4. 디지털 트윈으로 할 수 있는 것은 무엇인가?
예를 들어 우리의 몸을 디지털 트윈, 똑같은 모습과 내성을 지닌 몸을 만들었다고 하면 그렇게 만든 디지털 가상 신체를 가지고 무엇을 할 수 있을 것인가를 생각해 보자. 그렇다면 당연히 디지털 몸을 가지고 이렇게도 해보고, 저렇게도 해보고 실제의 몸이 아니기 때문에 다양한 실험을 해 볼 수 있을 것이다. 또는 자동차 충격실험과 같이 비용이 엄청나게 들어가는 실제 자동차 충격 실험을 디지털로 만든 자동차를 가지고 한다고 하면 비용은 천문학적인 수치로 떨어질 것이다. 물론 상상할 수 있는 모든 것들이 가능하기도 하지만 우주에서와 같이 어떤 결과가 나올지 몰라서 반복적으로 실행해서 결과를 미리 예측할 수도 있다. 이렇게 디지털 트윈은 너무도 위험한 것을 디지털로 대신하고 많은 비용이 들어가는 것을 실제가 아닌 컴퓨터에서 대신할 수 있다. 또한 결과를 예측하기 어려운 것을 예측할 수 있기에 가장 대표적인 사용 사례가 될 것이다. 요약하고 한번 더 강조하면 디지털 트윈은 위험하거나, 비용이 많이 들어가거나, 결과를 예측하기 어려운 경우에 유용하게 사용하게 된다.
다만, 조금 더 정확한 디지털 트윈의 정의에 따르면 현실에서 데이터를 가상으로 보내서 가상에 같은 모습을 형상화하고 가상과 현실이 상호 연결되어야 한다. 때문에 가상에서 동작하면 실제에 영향을 주고, 실존하는 현실에서 동작하면 가상에서도 동작하는 것이 옳다. 100% 정확하려면 이를 또한 실시간으로 반영해야 정확한 디지털 트윈의 정의에 맞다. 그러나 디지털 트윈, 디지털로 만든 쌍둥이가 가상 인체로 수술 연습을 하고, 자동차 충격실험을 하고, 우주선으로 달을 탐사하는 디지털 모의실험은 현실에 경험과 데이터를 제공하지만 실시간과는 거리가 멀기에 100% 디지털 트윈과는 약간 결이 다르다고 볼 수 있다. 여기서 중요한 의문이 있는데 그렇다면 신체를 디지털로 가상화하거나 자동차를 디지털화하거나, 우주선을 우주로 내 보내면서 가상으로 조종하기 위해 만든 우주선이 디지털 트윈이 아니냐는 것이다. 때문에 용어에서 오는 개념의 오류가 있다. 우리가 정확하게 정의하는 디지털 트윈은 디지털 페어(Digital Pair)라고 하는 것이 더 옳은 용어가 된다. 어찌 되었던 실시간으로 소통하고 연결되어야 한다는 면에서 애매하기는 하지만 디지털 트윈보다는 디지털 페어에 가깝다고 볼 수 있는 게 우리가 통상적으로 이야기하는 디지털 트윈이다. 때문에 그에 대한 구별은 명확하게 가르지 않고 실제적인 의미와 이론적인 의미를 모두 포함하는 관념의 디지털 트윈으로 디지털로 형상을 해서 다양한 실험을 하는 것, 상호 실시간 연동이 되는 것도 디지털 트윈으로 기술하고자 한다.
디지털 트윈은 그렇다면 어디에 사용되는 것이 효율적이고 유용할 것인가. 이를 따져보면 가장 큰 적용 시장은 제조업이다. 제품이나 공장에서의 적용이 그나마 타 산업에 비해 조금 덜 어렵고 빠르고, 명확한 결과가 나온다. 제품이나 장비, 시설에 대하여 실시간 모니터링을 통해 관련 제품이나 시설의 문제를 초기에 감지하고 예방할 수 있다. 당연히 무중단을 통하여 생산량을 증가할 수 있을 뿐 아니라 불량도 크게 줄일 수 있고 문제의 재발을 막을 수 있도록 피드백한다. 여기에 반복 생산되는 제품 관련 데이터를 통해 일관된 원칙을 만들어 낼 수 있기에 이를 인공지능화하여 적용할 수 있는 여지가 있고 제품의 개선에 큰 도움이 된다. 예를 들어 아마존 프레시에는 과일이나 신선식품을 선별하는 데 있어서 딥러닝을 통해 신선도를 파악하는 작업은 디지털 트윈을 통하여 물류센터의 속도와 정확한 물류. 유통에 혁신을 가져올 수 있는 예가 된다.
제조에 이어 도시 및 인프라를 관리하기 위해 스마트 시티에 적용된다. 디지털 트윈을 적용하면 도시의 도로와 교통, 물류와 도시 에너지, 도시 자원과 주변 환경에 대하여 모니터링하고 조절할 수 있다. 이는 도시의 효율과 안전을 위해 필요한 요소이다. 도시는 천재지변과 인재에 의한 사건 사고가 빈번하기에 스마트 시티를 통한 디지털 트윈화는 더 많은 요구들이 있다. 최근에 이슈가 되고 있는 지속가능성(Sustainability)에 도시가 가장 중요한 순위에 해당하기 때문이다. 지속 가능한 도시를 만들기 위해서 디지털 트윈은 더욱 중요하다. 때문에 일본과 같은 지진이나 해일에 민감한 국가에서는 스마트 시티를 통하여 이러한 재난을 최소화하기 위한 디지털 도시 트윈 구축에 많은 노력을 하고 있다. 도쿄도가 도시의 데이터를 실시간 취득하여 가상공간에 반영하고 있는데 방재와 모빌리티, 에너지와 자연환경, 교육과 웰니스 등 도시에서 발생할 수 있는 전분야를 대상으로 하고 있는데 우리나라와 같이 전국토를 디지털 트윈으로 하고자 하는 '디지털 트윈 국토' 프로젝트와 같이 국가 자체를 디지털 트윈화 하려는 움직임도 만만치 않다.
사실 사람을 디지털 트윈화 하는 것은 아직 요원하다. 앞에서 설명한 바와 같이 셀카 사진으로 찍은 내가 디지털 트윈이 아니 듯, 디지털로 나를 만들었다고 해서 정확하게 그것이 디지털 트윈이 아니기 때문이다. 그럼에도 가상 환자를 대상으로 하는 진단과 치료 시뮬레이션(모의실험)이나 교육을 위한 수술 교육 등이 항상 거론된다. 현재 의료에서의 실제 동작되고 있는 디지털 트윈은 의료기기나 환자의 모니터링 시스템으로 환자의 상태가 실시간으로 전달되며 필요한 조치를 바로 연결할 수 있고, 치료를 개선하고 응급 상황을 빠르게 대처할 수 있는 기기나 서비스이다. 더 나아가 환자 기기들을 통하여 정확한 환자의 혈압이나 체온, 호흡이나 심박수, 수면이나 손발의 미동까지 원격으로 확인되며 경고 시스템, 그래픽 시각화, 맞춤형 처방, 간단한 원격조치를 취할 수 있기에 실시간이며 상호동작 가능하기에 디지털 트윈이 의료나 헬스에 적극적으로 이용되고 있는 것이다. 그러나 가상이라고 할지라도 이는 가장 민감한 영역으로 디지털 트윈을 의료분야에서의 사용은 기술의 완벽성은 물론 이를 유지하기 위한 법제도가 뒷받침되어야 하며 사회적으로 구성원들의 동의가 필요한 영역이기에 조심스러운 접근이 필요하기에 간단한 교육이나 선제적 임상실험에 주로 사용되고 있는 실정이다.
이외에 대단히 중요한 활용사례로 발전소나 발전이나 홍수조절용 댐에 대한 디지털 트윈이 있다. 이미 다양한 방법으로 구축된 디지털 발전소나 디지털 댐은 원격으로 이러한 인프라에 대한 현재 진단이 가능하고 조절. 통제가 가능하며, 예측까지 가능하다. 예를 들어 과거에는 홍수 조절 및 발전을 위한 댐에는 수많은 사람들이 수량을 계측하고, 댐 자체의 균열이나 댐의 강도, 주변의 상황을 직접 조사하여 현재의 상황을 파악하였다. 비효율적이라고 이야기할 수 없는 것은 당시는 옳았지만 지금은 틀리다는 이야기와 마찬가지로 이러한 일을 모두 다 센서가 대신하며 CCTV 카메라가 대신하며, 주변의 GIS(Geographic Information System)와 기상정보시스템이 데이터를 전달하여 댐의 내외뿐 아니라 수질이나 홍수나 가뭄까지 예측하여 대비한다. 이미 우리나라의 수자원 공사에서는 섬진강 유역을 이렇게 구축하여 댐의 상류와 하류까지 진단과 예측, 대처할 수 있는 기반이 마련되어 있다. 이러한 기반의 구성에 물에 대한 관리와 시설, 홍수나 댐 상황 대처상황과 결과의 이력 등으로 패턴에 의한 대처 알고리듬을 통하여 일부 인공지능의 도입되어 있을 것으로 추측된다. 이는 과거에 인력을 기반으로 하고, 이제는 기술의 발전에 따라 디지털 트윈을 기반으로 하며, 이 위에 인공지능을 기반으로 하는 RPA(Robotic Process Automation) 흐름에 부합된다.
1. 디지털 트윈은 무엇이고 AI는 또 무엇인가?(발행)
2. 왜 디지털 트윈에 관심을 가지는가? (발행)
3. 디지털 트윈은 무엇이 다른가?(발행)
4. 디지털 트윈으로 할 수 있는 것은 무엇인가?(발행)
5. 디지털 트윈의 주변 산업에 대하여
