용어사전

디지털 트윈

[digital twin]

디지털 트윈은 가상 공간에 실물과 똑같은 물체(쌍둥이)를 만들어 다양한 모의 시험(시뮬레이션)을 통해 검증해 보는 기술을 의미한다. 미국 가전 업체인 제너럴일렉트릭(GE)이 처음 만든 개념이다.

예를 들어 빅데이터를 수집해 현실 세계를 가상 세계에 적용하고 5세대(5G) 네트워크·가상현실(VR)·증강현실(AR) 등 기술을 적용해 가상 세계에서 현실 세계로 다시 최적화한다. 3차원(3D) 모델링을 위해서는 드론과 지리 정보 시스템(GIS) 등을 활용한다. 이렇게 하면 사람이 현장에 가지 않고도 산업 현장에서의 작업 절차를 미리 검증할 수 있다.

실제품을 만들기 전 시뮬레이션을 통해 시험을 통해 현실을 분석ㆍ예측해 발생할 수 있는 문제점을 파악하는데 사용된다. 이미 제조, 교통시설, 건설 및 토목업 등에서 활용되고 있다.

`디지털 트윈'은 정부가 2020년 7월 14일 발표한 정책인 ‘한국판 뉴딜’의 10대 대표 과제명 중 하나이기도 하다. 10대 대표과제는 디지털 뉴딜(3개), 그린 뉴딜(3개), 융합과제(4개)로 구성돼 있는데, 디지털 트윈은 디지털 그린 융복합 분야에 속한다.

정부는 자율차, 드론 등 신(新)산업 기반 마련, 안전한 국토·시설관리를 위해 도로·지하공간·항만·댐 대상 「디지털 트윈」을 구축하려 하고 있다. 도심지 등 주요 지역의 높이 값을 표현한 수치 표고모형 구축과 고해상도 영상지도 작성, 국도·4차로 이상 지방도 정밀도로 지도 구축, 노후 지하공동구(120km) 계측기 설치, 디지털 트윈 기반의 스마트항만·스마트시티 구축 등이 추진된다.

<>디지털 트윈, 가상모델, 시뮬레이션, 메타버스
디지털트윈은 실시간 모니터링, 시뮬레이션, 메타버스 등과는 다르다. 가상의 모델과 현실이 통신 기술로 연동돼 서로 영향을 주고받는 게 디지털트윈의 핵심이다.

실시간 모니터링은 컴퓨터 대시보드 등 가상공간에서 현실을 시각화해 보여준다. 현시점의 정보를 가상공간에서 재현할 뿐 현실과 가상세계가 서로 영향을 미치는 것은 아니다.

여기서 한 단계 나아간 게 시뮬레이션이다. 현실을 가상에 옮겨 모델을 만들어 놓고, 모델 및 가상 환경의 조건을 변화시켜보는 일이다. 특정 조건에 따라 모델의 반응을 확인하는 작업이어서 시뮬레이션을 통해 현실 모델의 개선점을 파악할 수 있다. 하지만 시뮬레이션 자체가 현실을 바꾸진 않는다. 일방향이란 얘기다.

반면 디지털트윈은 현실과 가상이 양방향으로 영향을 미친다. 현실의 ‘쌍둥이’인 가상 모델이 시뮬레이션 형식으로 끊임없이 현실과 비교·대조 작업을 벌인다. 실시간으로 바뀌는 현실 조건을 가상 모델에 반영하기 위해서다. 그리고 가상 시뮬레이션을 통해 나온 결론을 현실에 적용한다. 가상과 현실이 서로 ‘최적화 보정작업’을 하는 셈이다.

예를 들어 물류기업이 창고 로봇들의 움직임을 시각화하면 실시간 모니터링 단계다. 로봇이 10개에서 100개로 늘어난 경우를 가정해 가상에서 로봇 동선을 짜본다면 이 단계는 시뮬레이션이다. 로봇들을 가상현실에 옮겨 놓고 로봇 수가 늘어날 때마다 시뮬레이션을 통해 가장 효율적인 동선을 찾아내고, 이를 현실에 반영한다면 이게 디지털트윈이다.

메타버스는 통상 디지털트윈보다 더 넓은 개념으로 쓰인다. 특정 설비만이 아니라 설비를 작동하는 근로자까지 아바타 등으로 가상세계에 재현한 게 메타버스다.

메타버스에선 현실과 가상세계가 서로 개별성을 유지할 수 있다는 것도 차이점이다. 만약 가상으로 구축한 도시 한복판에서 교통 체증이 일어날 경우 메타버스 서비스에선 이를 단순 발생 상황으로 그냥 놔둘 수 있다. 반면 디지털트윈은 이 상황을 바탕으로 도시의 교통망을 분석해 개선안을 현실에 반영한다.

관련어

• 참조어시뮬레이션, 한국판 뉴딜정책, 메타버스