디지털 트윈의 정의와 이해
1. 디지털 트윈, 디지털 쌍둥이의 쉬운 표현
1. 디지털 트윈에 대하여..
디지털 트윈(Digital Twin)은 가장 많이 사용되는 이야기가 '디지털 쌍둥이'라고 한다. 세상에 나온 눈에 보이는 모든 물체(objects)와 사람, 또는 눈에 보이지 않는 일의 진행(프로세스)이나 공기와 에너지, 현재와 현실, 미래 같은 시간의 변화까지 디지털로 만드는 것이다. 어떻게 보면 세상에 있는 것이나 없는 것까지 디지털로 표현하는 것이다. 디지털로 표현 가능하다는 것은 수치로 나타내거나, 컴퓨터 내부에 넣어 보거나 사람이 느낄 수 있다는 것을 의미한다.
다시 말해 시간과 공간, 그리고 실제 인간과 디지털 가상 인간을 컴퓨터에서 만들어내어 가상 세계에서 똑 같이 동작하는 것을 말한다. 아인슈타인 교수의 이야기에 의하면 '이야기가 길면 잘 모른다'는 의미라고 하기에 지금까지 길게 이야기한 디지털 트윈을 한마디로 짧게 하면 '세상의 모든 것을 디지털로 만들고 가상세계에서 동작하는 것'이라고 나는 정의한다. 이것도 긴 설명일 수 있지만 필요한 용어들이 있어서 이 정도는 필요할 듯하다.
디지털 트윈이라고 이야기한 사람은 미국 미시간 대학의 Michael Graive 교수가 2012년에 처음으로 사용했다고 한다. 어찌 보면 용어를 처음 사용했다는 것은 중요하지 않다. 이미 1970년 4월에 아폴로 13호의 엔진 고장 때부터 실제 사용되고 있었고 그 이전에도 모의실험으로 사용되고 있었으니 그렇다. 아폴로 13호의 지구 귀환 시에 엔진 고장은 우주인 3명의 목숨을 위태롭게 했지만, NASA에서는 아폴로 13호와 동일한 환경을 만들고 다양한 모의실험을 하여 가장 안전한 귀환 방법을 제시하여 아폴로 13호가 지구로 무사귀환하게 된 사건은 디지털 트윈의 중요성이나 용도에 대하여 명확하게 말이 아닌 실증하고 있다. 현실에서 A가 동작하면 가상에서 A가 동작하고 역으로 가상에서 A가 동작하면 현실에서도 A가 동작하여 현실과 가상의 A가 같다는 것이 의미가 있다. 다만, 이해를 돕기 위해 실제의 A와 가상, 디지털의 A를 같은 모양이나 같은 성질을 같게 보게 되지만, 꼭 모양이 같지 않아도 실제 동작하면 가상에서도 모양은 다르지만 의도한 대로 동작하게 되면 그것을 디지털 트윈이라고도 이야기할 수 있다. 때문에 프로세서나 다양한 히스토리나 데이터 분석에 의한 해석 표현도 디지털 트윈인 것이다. 그렇다면 이 세상에 디지털 트윈이 아닌 것이 무엇일까 궁금하기는 하다.
2. 디지털 쌍둥이, 디지털 트윈의 재해석에 대하여..
앞에서 언급한 대로 디지털 트윈은 디지털 쌍둥이라는 의미이다. 그런데 말은 그렇지만 여기서 이야기하는 디지털 트윈은 약간 뉘앙스가 다르다는 생각을 했다. 나의 의견이 맞았는지 틀렸는지 어찌 되었던지간에 지금까지의 디지털 트윈에 대한 의견을 이야기하면 다음과 같다.
원래 쌍둥이는 모습은 같을 수 있다. 그것도 구별하기 어려울 정도일 수도 있다. 다만, 그들이 같은 어머니와 아버지에서 태어났다고 해도 그들의 인격과 개성은 완전히 다르다. 전혀 다른 인격체라는 것이다. 때문에 쌍둥이라는 말은 겉모습만을 두고 이야기한 것이며 그 속에까지 같다고 말할 수는 없다. 때문에 디지털 트윈은 실세계의 A가 가상 디지털 세계의 A와 똑 같이 반응하는 것과 같은 DNA이지만 다르게 행동하는 것 모두를 포함하고 있다. 디지털 트윈은 실제 공간에서 A가 작동하면 가상공간에서 똑같은 A가 움직이는 것을 의미하는 것이 대부분이다. 만일 이것만을 의미한다면 그건 디지털 트윈 보다, 디지털 페어(Digital Pair)가 더 어울린다. 디지털 트윈으로 정의하는 이유는 디지털 페어(같이 행동하는 것)를 포함해서 같은 모양이거나 같은 행동은 하지 않아도 근본이 실제 공간이나 가상공간에서 발생하여 다른 세계에 영향을 미치는 것까지를 포함하는 것을 말한다.
우리가 통상 이야기하는 스마트 팩토리는 PC나 스마트폰, 또는 태블릿으로 공장의 모든 상태를 들여다볼 수 있다. 디지털로 된 공장의 모든 데이터를 통하여 알 수 있다. 공장 기계에서 나는 평상적이고 정상적으로 나는 소리나 발열과 그렇지 않은 경우를 비교하여 기계 고장을 예상하고 그에 대한 대비를 공장 운영자에게 알려준다. 공장이 실제 존재하지만, 가상에서도 존재해서 과거의 동작 히스토리 데이터를 가지고 현재의 공장 운영 상태와 합쳐져서 현재의 상태의 진단과 과거 평상시보다 무리한 공정이라면 언제쯤 공장의 기계가 멈출 수 있다고 하는 것은 알려주는 것이다. 디지털 트윈의 대표적인 응용사례이다. 여기서 우리가 이해할 수 있는 디지털 트윈은 공장의 모습을 똑 같이 3차원으로 가상세계에 데이터를 기반으로 구성하고 가상에서 동작하게 할 수 있다. 명확한 겉모습과 속 안의 내성까지 같은 디지털 페어이다. 그런데 여기서 멈추지 않고, 과거의 히스토리와 현재의 상태를 결합하여 앞으로 일어날 미래까지 예측하고 대비하게 할 수 있다는 면에서 페어를 넘어 트윈, 쌍둥이와 같이 겉모습은 같지만 다른 형태의 속성과 행동을 나타낸다. 그러나 그 출발은 같은 부모의 DNA와 같이 근본은 같다는 것이다.
또 다른 사례로 디지털 트윈에서 가장 어렵고 언제 완성될지 모르는 아바타를 이야기한다. 우리가 영화에서 보던 아바타나 메트릭스와 같은 것이다. 결국 사람이 디지털로 되어서 가상의 공간 속에서 활보하는 것이다. 여기서 우리가 아직 경험하지는 못했지만 이러한 영화에서의 설정은 가상에서 활동하다가 가상공간 내의 나의 아바타가 목숨을 잃으면 현실세계에서도 목숨을 잃는 것으로 설정되어 있다. 물론 그 반대도 당연하지만 이는 가상과 현실이 철저하게 연결되어 있다는 면과 모습이 같을 수도 있고 다를 수도 있으며, 똑 같이 행동하기도 하지만 독자적으로 행동할 수도 있음을 암시하고 있는데 디지털 트윈의 모든 면을 잘 표현하고 있다고 보여진다. 그러나 근본은 같으며 디지털 트윈의 한계가 없음을 시사하고 있다.
3. 디지털 트윈이 자주 언급되고 부상하는 이유에 대하여..
과거에는 디지털 트윈이라는 이야기도 많지 않았고, 필요성도 느끼지 못했을 수도 있다. 그러나 디지털 트윈의 기능에서 보면 표현하려고 하는 객체(objects)의 히스토리나 현재, 앞으로의 예측을 잘 표현하고 담아 둘 수가 있다면 당연히 좋아할 일이다. 때문에 필요성이나 욕구는 있었을 것이지만 그러한 것들이 가능할 수 있을까 의심하거나 그러한 상상조차 하지 못하거나 했다고 해도 구현을 위한 기술이 없었을 것은 당연하다. 때문에 필요성을 느끼지 못한 것이 아니라 그러한 디지털 트윈을 구성할 만한 대상도 부족하고 구현 기술도 없었다고 보면 정확하다.
최근 들어 스마트폰의 등장은 너무도 많은 인간의 삶을 바꿔놓았다. 물론 주변의 환경이 함께 바뀌면서 동반한 사안들이지만 눈에 보이는 것은 사람들을 위한 넘쳐나는 서비스이고 눈에 보이지 않는 것은 스마트폰을 중심으로 발생되는 상상할 수 없는 데이터의 폭증이다. 이 두 가지 특징은 수많은 센서와 빠른 무선 네트워크, 그리고 그래픽이나 분석하는 도구, 클라우드의 발달 등이 낮은 가격에 같이 동반하여 발전하고 있기에 가능하다. 물론 더 많고 다양한 기술과 서비스가 복합되며 이러한 기술들이 잘 엮어진 스마트한 디지털 스레드(Digital Thread)에 의해 만들어진다. 요즘은 특별한 한 가지, 또는 뛰어난 소수보다는 다양한 연결과 융합이 더 크고 강력하다는 것이 증명되고 있다. 마찬가지로 인간이 지금까지 경험하지 못하는 대 부분의 것들은 이러한 기술들의 연결과 융합을 통하여 만들어지고 서비스되기 때문에 디지털 트윈 자체도 주변의 환경과 융합으로 연결되어 성공하게 되는 것이다. 거대한 스마트 시티에서 공장, 농장과 학교, 하물며 사람까지도 디지털로 만들어낼 수 있는 사물인터넷 기반, 낮은 가격의 인프라 확충이 지금까지 작은 표현에 불과했던 디지털 트윈을 더 크고, 더 넓고, 더 많은 정보를 제공하게 된 것이다. 현재에도 세상에 퍼져있는 500억 개의 센서가 수많은 데이터를 발생시켜서 건물이나 공장의 모습을 2차원이던 3차원이던 그려주게 되고 내부에서 일어나는 정보들에 대해서도 동반해서 표시해 준다.
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