디지털 트윈 공간(DTS: Digital Twin Space)

1. 디지털트윈공간

디지털트윈(Digital Twin)은 시뮬레이션·상호작용 기반의 현실-가상세계 동기화 기술이다. 최근 각국 정부의 산업분야 디지털 전환(Digital Transformation) 정책 추진과 디지털트윈 적용에 따른 긍정적 효과의 사례들이 등장하면서 디지털트윈에 대한 관심이 증가하고 있다. 디지털트윈 솔루션에 활용되 는 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능(AI), 클라우드 등의 기술 수요 증가는 그 시장을 더욱 확대시키고 있다.

 

1) 디지털트윈공간의 특징

현실세계에서 공간 및 객체들로 구성된 인프라, 시스템, 객체 등이 디지털트윈 대상으로 정의되면 디지털 공간에서 표현하기 위해 모델링(Modeling)이 이루어지고 그 대상에서 센싱 (Sensing)·모니터링된 데이터를 수집한다. 솔루션 개발 시 디지털트윈 대상에 따라 모델링 정도, 데이터 센싱 범위 등이 달라질 필요가 있다. 디지털트윈 공간 내에서 객체들의 상호작용에 대한 시뮬레이션이 필요한 경우에는 모델링하는 과정에서 객체들의 물리적 속성에 대한 캡쳐가 이루어져야 한다.

디지털트윈 공간에서의 인프라, 시스템, 객체는 현실세계에서 대응되는 그 대상들과 동기화되도록 커플링(Coupling)되어야 한다. 커플링은 현실과 가상세계가 연결된 양방향 인터페이스를 제공한다. 디지털트윈 기술 개발이 현실세계의 공간 및 객체 모델링에 집중된 경향이 있지만 이는 디지털 공간에 서 시뮬레이션 및 상호작용하기 위한 기본 환경을 구성하는 작업이다. 솔루션 개발을 위해서는 안정성, 보안성 등이 보장된 커플링 기술 개발이 중요하다.

2) 스마트시티에서의 디지털트원

스마트시티의 디지털트윈 솔루션을 구현하기 위해서는 몇 가지 완성도 높은 기술이 요구된다.

첫째, 도시 내 인프라, 시스템 등은 디지털트윈 공간에서 다중 해상도로 물리적 현실감 있게 시뮬레이션되고 사용자 제어를 통해 실시간으로 현장에 반영될 수 있어야 한다. 이를 위해, 실시간 데이터 센싱, 대용량 이종 데이터 디지털 허브, 분석 통계 시뮬레이션 등과 관련된 기술 고도화가 필요하다.

둘째, 도시 내 시 설들의 모니터링 및 제어 과정에서 수집된 데이터뿐 아니라 시민들과 관련된 개인정보에 대해 높은 수준의 안전과 보안이 요구된다. 클라우드, 무선 네트워크 환경에 따른 보안 취약점도 고려되어야 한 다. 마지막으로 스마트시티 내 의사결정 시스템의 투명성과 해석 가능성, 도시 환경 개선을 위한 자 동화 시스템의 안정성 및 신뢰성, 사용자 인터랙션 도구 등에 대한 연구개발도 필요하다.

3) 디지털트윈공간의 활용방안

3D 공간정보는 스마트시티 내 도시 문제를 가시화하여 확인하고 도시 관리·제어 및 문제 해결을 하기 위한 필수 데이터다. 또한, 자율주행차, 로봇 등 자율기 계 활용에 대한 관심이 증가하는 있는 만큼 정확하고 상세한 공간정보 수요가 크게 증가하고 있다. 디지털트윈을 위한 공간정보 구축 범위는 실외 및 실내, 지상 및 지하를 포함된다. 국토부는 지상 및 지하공간에 대한 디지털트윈 구축 사업을 2025년까지 추진할 계획이다. 디지털 기술의 발전으로 인간의 가치 창출 공간이 확장되고 있다. 가상과 현실세계를 연결하는 플랫폼 과 인터페이스 그리고 그 디지털 공간에서의 데이터 기반 시뮬레이션 및 분석을 통해, 인간은 사회 문제 및 도시 문제를 앞으로 더 효과적으로 해결해 나갈 것으로 기대한다.

디지털트원 기술은 공공인프라를 포함하고 있는 스마트시티의 핵심 공통 플랫폼으로 고려될 수 있다. 현실세계에 존재하는 도시 인프라는 그 공간정보를 바탕으로 디지털 공간에 쌍으로 존재하여 도시 역학 등의 시뮬레이션을 통해 도시 환경을 개선할 수 있게 될 것이다.