메타버스는 현실세계와 같은 활동이 이뤄지는 3차원 가상세계를 일컫는 말로, 최근 5G 상용화에 따른 정보통신기술 발달로 더욱 주목받고 있다. 산업 분야 속 복잡한 제조 및 설계 등의 공정에 메타버스는 개발 시간 단축, 효율성 증가의 효과를 제공한다. 산업형 메타버스의 중요성은 더욱 커지고 있다. 여기서는 산업형 메타버스 환경 구축을 위한 인포인의 디지털 트윈 기술 적용사례를 소개한다.

 

 

인포인은 2015년에 IoT 소프트웨어로 시작해 실사 기반 공간을 구축해 왔다. 인포인이 IoT 소프트웨어를 개발하며 느낀 현장의 고충은 ‘데이터 관리’였다. 인포인은 효율적인 데이터 관제를 위해 ‘가상세계에서 데이터를 미리 시뮬레이션’하는 방법을 찾아냈다. 실제와 동일한 가상공간에서 미리 데이터 모니터링을 진행하는 것이다. 가상세계에서 미리 데이터 모니터링을 진행하기 위해서 필요한 기술은 ‘디지털 트윈’이다. 이처럼 메타버스 속 디지털 트윈 기술을 활용하는 방법은 산업 분야 다양한 공정에도 적용할 수 있다.

 

완전한 메타버스 구축을 위한 '디지털 트윈’

 

디지털 트윈 기술은 실사 기반 3D 모델링을 통해 현장감을 그대로 전달한다. 공장의 복잡한 배관이나 설비의 배치 구조도 그대로 표현할 수 있다. 부품이나 센서, 기기 등의 구조 또한 사진 기반으로 모델링해 분해도를 제공하기 때문에, 복잡한 설비를 직접 그리는 것보다 약 65% 이상 빠르게 제작할 수 있다. 이슈에도 빠르게 대응할 수 있어 유연성이 좋다는 것도 특징이다.

 

메타버스 환경에서 디지털 트윈 기술은 정보 레이어를 띄우고 관련 데이터를 시각화 표현으로 제공한다. 만들어진 3D 공간에 다양한 팩터를 조정하면서 시뮬레이션까지 가능하다. 이런 기능을 통해 접근 불가 영역의 데이터까지 직관적인 시각화를 제공한다. 시뮬레이션 형태로 제공하기 때문에 원하는 형태로 공간을 분리 배치할 수도 있다.

 

인포인의 디지털 트윈 기술은 용량 경량화를 통해 웹 렌더링도 가능하다. 웹 기반 시스템의 장점은 레거시 시스템의 데이터를 웹 API로 받아 표출 가능하다는 점이다. 외부 오픈 API 연결 및 표시가 용이해 보다 현장에 실속 있는 설계를 할 수 있다.

 

 

사례① 제조 메타버스 매뉴팩처링 디지털 트윈 구축

 

인포인은 K사의 의뢰를 위해 제조 메타버스 영역에서 매뉴팩처링 디지털 트윈을 구축했다. 메타버스상에서 디지털 트윈 기술을 통해 공장의 모습을 공간과 설비 모두 사실 그대로 구현해 낸 것이다. 공장 전경을 디지털 트윈을 통한 3D 뷰를 통해 가동 상태 등을 확인할 수 있다. 워크뷰는 메타버스 뷰를 통해 공간을 탐색하면서 각 설비장비에 대해 확인할 수 있다. 또한 설비와 함께 연결된 다양한 레거시 시스템 정보도 함께 시각적으로 확인할 수 있다.

 

설비도 사실적 모델링으로 가동 시 동작까지 구현해 초 단위 움직임을 그대로 표현한다. 디지털 공간에서 만들어진 데이터는 데이터 레이크로 저장된다. 누적된 데이터를 알고리즘을 통해 실행과 이슈에 대한 시뮬레이션을 진행할 수 있고, 예지보전 등을 위해 활용할 수 있다.

 

인포인의 디지털 트윈 기술은 실제 상황에 반영하지 못하는 것을 가상의 공간에서 시뮬레이션할 수 있도록 하는 것이다. 제조 메타버스의 목적은 ‘정보의 직관적 인식과 인사이트 확보’다. 원하는 정보를 시각적으로 표출하기 위해 공간을 만들고 원하는 형태로 재조합할 수 있는 스튜디오 활용이 필요하다. 인포인은 현장에 실질적으로 도움을 줄 수 있는 정보를 제공하기 위해 디지털 트윈 스튜디오를 개발했다. 3D공간과 오브젝트를 Asset화해 디지털 트윈을 생성해 내는 역할을 수행한다.

 

사례② 병원 메타버스를 위한 Hospital Digital Twin

 

인포인은 의료 산업 분야에서도 디지털 트윈 기술을 구축했다. S병원은 ‘3D를 통한 물류 AGV와 자율 물류로봇 모니터링’이라는 목표를 의뢰했다. 전통적인 2D 대비보드를 통한 모니터링은 X축과 Y축 표시로 이뤄져 있다. 3D 대시보드는 CAD 도면을 연계 활용해 통합 관제 뷰를 구성하기 때문에 시각적으로 직관적인 정보 전달이 가능하다.

 

3D 대시보드를 통해 물류 AGV의 경우 현재 운용 중인 로봇의 상태 데이터와 운행 데이터까지 실시간으로 확인할 수 있다. 병원 내부의 모습을 사실적으로 모델링해 공간을 구성했기 때문에 현실과 디지털 공간이 함께 움직이고 있는 것이다.

 

인포인은 진료 공간도 3D로 구성해 환자의 상태 데이터를 연계하는 메타버스 의료 환경도 구성 중에 있다. 실시간으로 환자 상태를 체크할 수 있는 데이터를 의료기기와 연계해 상태 모니터링에 활용하는 환경을 목표로 하고 있다. 단순 로봇 관제에서 벗어나 더욱 효율적인 인사이트를 줄 수 있는 메타버스 구축을 목표로 하고 있다.

 

메타버스, 디지털 트윈을 통해 적용 분야 확대

 

메타버스는 새로운 IT 인터넷 트렌드로 다양한 산업군과 분야에 확대 적용할 수 있다. 가상 세계의 메타버스를 구축하는 것만으로는 사용자의 새로운 경험 제공에 한계가 존재한다. 메타버스에 디지털 트윈을 더하면 현실 세계가 가진 다양성과 사용자가 상상하는 그 이상의 경험을 제공할 수 있기 때문에 메타버스를 위한 디지털 트윈 구축과 경험 설계는 필수적이다.

 

디지털 트윈은 현실세계를 디지털로 구현하는 ‘Mirror World’로 거대한 메타버스 개념 중 현실 측면을 부각하는 기술이다. 디지털 트윈을 통해 메타버스상 더욱 정확한 실제 공간을 가상 세계로 불러올 수 있다. 산업 측면으로 보면 가상공간에서 예측된 문제점을 보완해 다시 현실 제조 공정에 적용함으로써 정밀한 생산 계획 수립과 효율성 극대화가 가능하다.

 

특히 포스트 코로나 시대를 거치며 산업 영역의 자동화와 인공지능화가 주요 이슈로 등장하면서 메타버스의 중요성이 부각됐다. 디지털 트윈으로 반영된 현실 데이터를 기반으로 가상세계에서 미래의 결과를 예측할 수 있기 때문이다.

 

산업형 메타버스의 목표는 디지털 기술을 수집·가공한 데이터에 근거한 신속·정확한 의사결정을 위한 시스템을 확보해 업무 효율화·자동화 환경을 만들어 미래 위험 요소에 대한 대응력을 확보하는 것이다.

 

제조업에서 현장, 데이터 기반 디지털 트윈, 시뮬레이션 및 협업체계가 융합된 메타버스의 필요성은 더욱 증대할 것으로 보인다. 메타버스가 가지는 지속성, 동시성을 구현해 가상 세계 안에서 극사실주의적 사용자 경험을 제공하기 때문이다.

 

제조 산업은 협력사 간의 긴밀한 상호협조가 필요하고 상황 발생 변수가 많으므로, 내·외부 변수에 따른 영향도를 식별할 수 있는 통합 시뮬레이션 기술이 필수적이다. 메타버스 속 디지털 트윈 기술은 시공간을 초월한 커뮤니케이션으로 경쟁력을 확보할 수 있게 돕는다.

 

헬로티 함수미 기자 |