"디지털 트윈"-영화 속 가상, 현실이 되다.
마이너리티 리포트, 아바타, 아이언맨으로 살펴보는 디지털 트윈 기술
디지털 트윈의 확산, 그리고 현실과 이상
실제 세계에 존재하는 물리적인 요소들의 형상과 속성, 그리고 시시각각 변하는 상태 등의 모든 정보를 가상 세계에 동일하게 구현하는 기술을 디지털 트윈이라고 한다.
| 참고 칼럼-디지털 트윈의 개념
2000년대 초반에 우주 항공 분야에서 활용하기 시작했고, 이제는 제조부터 스마트시티 분야까지 빠지지 않고 적용하고 있거나 앞으로의 적용이 거론되고 있는 기술 요소가 되었다. 디지털 트윈의 개념이 등장하고 20년 가까운 시간이 흐르는 동안 제조 분야에서는 GE의 Predix를 필두로 기계 설계, 제조, 운영에 이르기까지 실제로 적용이 되고 있을 정도로 성숙했다. 하지만 환경, 물류, 안전 등 다른 분야에서는 아직 도입 단계이며, 도시에 적용한 대표적인 사례인 싱가포르나 두바이도 현실 세계와 가상에 구현한 모델의 격차는 매우 큰 것이 현실이다. 냉정하게 이야기하면, 아직은 3D 모델링에 일부 시뮬레이션이 가미된 정도의 수준이라 할 수 있다. 물론 프로젝트를 추진한 도시나 기업은 디지털 트윈을 이미 구현했다고 이야기한다. 과연 정말 디지털 트윈이 구현된 것일까?
| 참고 칼럼-디지털 트윈의 적용 사례
개념 상으로 제대로 된 디지털 트윈을 활용하면 현실 세계의 각종 데이터를 모델링하고, 과거와 현재의 데이터를 연결하여, 시뮬레이션을 통해 대상의 상태를 실시간으로 최적화할 수 있다. 나아가 향후의 상태를 예측, 사전 조치함으로써 앞으로 일어날 수 있는 사고를 예방하거나 큰 비용이 수반될 유지보수를 미리 실행함으로써 비용을 절감하는 효과 등으로 이어질 수 있다.
영화 속 디지털 트윈
그렇다면, 제대로 된 디지털 트윈을 구현한다는 것은 도대체 어떤 것일까? 실제로 기술을 개발하고 구현하는 개발자나 기업이 나름대로의 목표와 이미지를 설정하고 발표하고 있지만, 사용자 입장에서는 아직 그 이미지가 쉽게 와 닿지 않는다. 그래서 지금까지 우리가 봐 온 영화 속의 장면들을 통해 디지털 트윈의 미래상을 유추해 보려고 한다.
[마이너리티 리포트(2002년)]
감독 : 스티븐 스필버그
주연 : 톰 크루즈
2054년을 배경으로 만든 이 영화에서는 범죄를 사전에 예측해 범죄자를 처벌하는 프리크라임 시스템이 등장한다. 범죄가 일어날 시간, 장소, 잠재적인 범죄자까지 예측한다. 주인공 앤더튼이 스크린 앞에서 손을 움직이면 이에 반응하여 과거와 현재의 정보가 표출, 조합, 분석되어 미래를 예측한 결과를 확인하게 된다. 미래를 예측한다는 것은 말처럼 쉽지 않다. 그것도 오차가 없이 예측하는 것은 사실 불가능한 일이다. 하지만, 지금의 기술 발전 속도라면 앞으로 35년 후라면 가능하지 않을까?
오차 없이 미래를 예측하기 위한 전제 조건은 과거와 현재의 정보를 빠짐없이, 실제로 똑같이 파악하는 것이다. 기존 데이터에 대한 미세한 오차가 그다음 상황으로 이어진다면 그 오차는 점점 커질 것이며 미래 예측 결과에는 상당히 큰 오류로 발현될 것이다. 디지털 트윈을 구현한다는 것은 그만큼 어려운 일이다. 또한, 그러한 디지털 트윈을 의사 결정의 근거로 삼는 것은 그래서 어려울 것이다.
사실 이 영화에는 지금 주목받고 있는 기술들이 대거 등장한다. 주인공이 손으로 화면 상의 정보를 조정한 동작 의도 인식 및 예측 UI 기술, 자율주행자, 스마트 글라스, 드론, 빅데이터, 홀로그램, AI… 한 편의 유망 기술 예측 보고서라고 할 수 있을 정도다. 또한, 이런 기술은 실제로 현실화되고 있다. 이 영화는 2002년에 발표되었다.
[아바타(2009년)]
감독 : 제임스 카메론
주연 : 샘 워싱턴, 조 샐다나, 시고니 위버
지구에서 4.4광년 떨어진 행성인 판도라는 자원 고갈로 위기에 처한 인류에게 대체 자원이 될 언옵티늄의 최대 매장지다. 인간은 이 행성의 토착민인 나비(Na’vi)족의 아바타를 만들어 현장에서 임무를 수행하게 한다. 조종자는 자신의 DNA가 주입된 아바타와 움직임은 물론이고 감정까지 완벽하게 싱크를 맞춘다. 물리적인 장치를 조종하지 않고 뇌파로 사이버 공간에 접속하여 명령을 내리는 방식으로 대상을 원격 조정하는 것은 디지털 트윈 중에서도 매우 진화된 형태가 아닐까?
이 영화에서는 또 다른 디지털 트윈이 등장하는데, 바로 홀로그램을 이용하여 정보에 접근하는 것이다. 행성 전체뿐만 아니라, 언옵티늄이 다량 매장되어 있는 홈트리 주변과 지하의 현황까지 홀로그램 테이블에서 확인한다. 현장에 가지 않고도 실제 상황을 확인할 수 있고, 그러한 정보를 바탕으로 의사 결정을 한다. 사이버 상에 구현된 모델은 실제와 동일한 모델이며, 실제와 동일한 모델이라는 것은 단 하나밖에 존재하지 않는다. 따라서 누가 사이버 상의 모델에 접근하더라도 동일한 정보를 얻을 수 있다. 이 점은 디지털 트윈의 장점 중 하나이다.
| 참고 영상 : 홀로그램으로 현장의 지상 상황, 지하 매장 광물의 현황 등을 확인한다.
홀로그램을 구현하는 기술은 속속 발표되고 있으며, 다중의 이용자가 동일한 정보에 홀로그램으로 접근하는 방식도 구현되고 있다.
| 참고 영상 : World’s First Hologram Table
|참고 영상 : HoloLens 2 AR Headset: On Stage Live Demonstration
[아이언맨(2008년), 아이언맨 2(2010년)]
감독 : 존 파브로
주연 : 로버트 다우니 주니어
아이언맨이 등장한 지 벌써 10년이 지났다. 개인적으로 1편을 가장 좋아하는데, 첫 번째 슈트를 만드는 과정이 인상적이었기 때문이다. 홀로그램으로 설계안을 확인하고 바로 수정한다. 복잡한 부분도 홀로그램을 활용해서 실제로 착용한 것처럼 확인을 한다. 실제 상태를 모르고 설계, 제작했을 때 발생할 수 있는 오류와 시행착오를 미리 제거하는 것이다.
|참고 영상 : Jartvis Holotable. 슈트 설계 단계에서 홀로그램을 활용하여 시뮬레이션을 한다.
디지털 트윈이 우주 항공 분야에서 적용되기 시작한 것도 같은 목적이었을 것이다. 우주라는 미지의 세계에서 쓰일 장비들은 적용에 실패하면 다시 제작하는 비용도 막대하겠지만 원인이 무엇인지, 다시 제작했을 때 성공할 수 있을지는 실제로 성공할 때까지 정확히 알 수 없는 것이다. 디지털 트윈으로 미리 확인하고 사전에 오류를 없애야만 미지의 세계에서 실패할 확률을 낮출 수 있었을 것이다.
영화와 같이 디지털 트윈을 제조 공정에 적용하는 사례가 등장하고 있다. AR 기술을 활용해서 현장에서 부품 조립 방법과 관련된 정보를 확인하고 오류가 있는지 바로 확인한다. 타다 보니 이상이 발생할 확률은 점점 낮아질 것이다.
|참고 기사 : '아이언맨'의 가상현실, BMW 공장에 등장했다(중앙일보, 2019.4.19)
아마 디지털 트윈이 등장하는 영화는 훨씬 더 많을 것이다. 그만큼 이미 오래전부터 많은 사람들이 생각해 왔고, 스크린에서 보아 왔던 것인 만큼 새로운 개념은 아니다. 다만, 디지털 트윈이 정말 쌍둥이라고 부를 만큼 실제와 같고, 미래를 오차 없이 예측할 수 있는 수준에 도달하기까지는 앞으로 오랜 시간이 필요할 것 같다.
김강민 | 공학박사
*오마이뉴스에 게재된 글입니다.
