캐나다 건축, 엔지니어링 및 계획 회사인 IBI Group의 글로벌 빌딩 담당 이사 만수르 카제르니(Mansoor Kazeruni)는 "디지털 트윈은 우리 도시를 개발, 진화 및 설계하는 매우 강력한 방법이라고 생각합니다. 그것은 건물, 인근 또는 인프라 네트워크의 디지털 표현을 생성할 수 있는 기능으로 설계 단계부터 시작하여 건물 수명 주기 전반에 걸쳐 의사결정에 필요한 정보를 제공할 수 있기 때문에 강력합니다. 특히 디지털 트윈에서 데이터를 시뮬레이션하면 설계를 최적화할 수 있기 때문입니다.“라고 말했습니다.
디지털 트윈은 물리적 대상의 상태를 모니터링하고 미래의 행동을 예측할 수 있습니다.
이 기술은 이제 도시 전체를 복제할 수 있을 정도로 발전했습니다. 예를 들어 중국 기업 51World는 상하이와 싱가포르의 디지털 트윈을 만들었습니다. 건축가와 디자이너는 이것이 건물, 교통 시스템, 가로경관 등의 설계와 운영에 혁명을 일으킬 것이라고 믿습니다. 디지털 트윈이 표준 3D 모델과 다른 점은 실시간 데이터 스트림에 연결되어 실제 쌍둥이처럼 함께 발전할 수 있다는 것입니다.
즉, 실제 현장에서 발생하는 상황을 정확하게 분석할 수 있을 뿐 아니라 향후 성능을 테스트하고 발생 가능한 위험을 평가할 수 있습니다. 이를 통해 효율성 향상, 환경 영향 완화, 비용 절감 등의 기회를 창출할 수 있습니다.
포스터앤파트너스(Foster+Partners)의 파트너인 애덤 데이비스(Adam Davis)는 "디지털 트윈에서는 컴퓨터가 가상 시나리오를 효과적으로 실행하는 것이 가능합니다. 건물의 성능을 이해하고 예측을 하는 것이 매우 흥미롭습니다."라고 말합니다.
2026년 디지털 트윈 시장 규모 482억 달러
디지털 트윈의 사용은 향후 몇 년 동안 광범위하게 증가할 것으로 예상됩니다. 최근 연구에 따르면 시장 규모는 2020년 31억 달러에서 2026년 482억 달러로 성장할 것으로 예상되고 있습니다.
이러한 빠른 성장 추세는 데이터가 제공할 수 있는 지식에 대한 수요로 인해 데이터 가용성이 증가하고 있기 때문일 수 있습니다. 사물 인터넷의 등장으로 센서 기술은 우리를 둘러싼 물리적 인프라뿐만 아니라 가정과 직장에 점점 더 많이 설치되고 있습니다. 이와 함께 클라우드 컴퓨팅을 통해 그 어느 때보다 다양한 기기와 네트워크에서 데이터를 쉽게 공유할 수 있습니다. 그 결과, 기업 및 기타 조직들은 엄청난 양의 데이터를 구축할 수 있었습니다. 이 모든 것이 비공개인 것도 아닙니다. 런던 데이터스토어(London Datastore)와 같은 온라인 소스는 라이브 데이터를 사용하려는 모든 사람이 쉽게 사용할 수 있도록 하고 있습니다.
디지털 트윈은 이러한 데이터의 잠재력을 발휘하여 사용자가 비즈니스, 시스템 또는 환경을 더 잘 이해하고 제어할 수 있도록 합니다.
암스테르담에 본사를 둔 기술 기업인 MX3D는 세계 최초로 3D 프린팅 스테인리스 스틸 교량의 디지털 트윈를 만들어 성능을 테스트하고 있습니다. 앨런 튜링 연구소(Alan Turing Institute)와 함께 세계 최초의 3D 인쇄 스테인리스 스틸 교량의 디지털 트윈을 만든 이 회사의 기술 회사 MX3D의 지즈스 반 데어 벨덴(Gijs van der Velden)은 "모든 사람이 원하는 것은 더 많은 제어, 더 많은 지식, 더 많은 데이터입니다. 더 많은 데이터를 사용하면 이러한 디지털 트윈을 더 쉽게 구축할 수 있습니다. 데이터를 더 많이 가질수록 사람들은 데이터가 얼마나 소중한지 이해하게 됩니다. 그것은 하나의 큰 흐름이 될 것입니다. 우리는 그것이 얼마나 빨리 갈지 아직 알 수 없습니다. 우리는 구글 어스와 같이 디지털 트윈을 통해 우리 주변의 모든 것을 보게 될 것입니다."라고 말합니다.
산업 전 분야에서 활용되고 있는 디지털 트윈
지금까지 디지털 트윈은 제조업계에서 가장 널리 사용되었으며 항공 우주와 자동차가 그 선두를 달리고 있습니다.
NASA는 오랫동안 우주선의 성능을 테스트하고 감시하기 위해 디지털 트윈을 구축해 왔습니다. 포뮬러 원(Formula One)에서 맥라렌(McLaren)과 레드불(Red Bull)은 디지털 트윈을 사용하여 실제 경주용 자동차의 실시간 모델을 만들고 있습니다. BMW, 구글, 테슬라 등의 업체들은 모두 디지털 트윈을 자동차 개발에 통합했습니다.
물류 분야에서 사용되는 디지털 트윈이 활용되는 사례는 많이 있습니다. 예를 들어 택배 서비스업체인 DHL은 창고와 공급망을 가상 모델로 매핑하여 시간과 자원을 최적화하기 시작했습니다. 의료 분야에서도 디지털 트윈은 다양한 형태의 치료를 테스트할 수 있는 기회를 제공하여 환자에게 해가 될 수 있는 리스크를 줄이고 있습니다. 다쏘 시스템(Dassault Systèmes)의 팀은 새로운 의료 기기를 설계하고 의약품의 안전성을 분석하는 데 사용되는 인간 심장의 가상 모델을 만들었으며, 린쾨핑(Linköping) 대학 병원의 연구원들은 진단 및 치료 개선를 위해 유방암과 인플루엔자를 포함한 질병의 디지털 트윈을 만들었습니다.
건축, 건설 및 인프라 분야에서도 디지털 트윈의 사용은 꾸준히 증가하고 있습니다. 캐나다에서 IBI Group은 에너지 사용을 줄이고 비용을 절감하기 위해 토론토 물 분배 네트워크의 디지털 트윈을 구축했습니다.
한편 포스터 앤 파트너스는 런던에서 로봇 개를 사용하여 배터시(Battersea)에 건설 중인 건물의 디지털 트윈에 필요한 데이터를 수집하고 있습니다. 이 회사는 또한 사무실 단지에 센서 시스템을 설치하여 일상 업무에 대한 지능형 디지털 모델을 만들었습니다.
포스터 앤 파트너스에서 디지털 트윈 프로그램을 이끌고 있는 애덤 데이비스(Adam Davis)는 "전통적인 건축 설계 활동과 함께 센서 기술의 구현을 고려하는 미래 빌딩에서 보다 통합된 접근 방식에 대한 비전을 가지고 있습니다. 고객과 공동작업자에게 디지털 트윈의 잠재력을 보여주고 가치를 이해하도록 도울 수 있다면 우리는 이 기술을 보다 광범위하게 구현할 수 있을 것입니다."라고 말합니다.
디지털 트윈 소프트웨어의 발전
디지털 트윈의 대중화는 첨단 소프트웨어 플랫폼의 지속적인 개발과 밀접한 관련이 있습니다. GE Digital, Microsoft, 지멘스(Siemens) 그리고 다쏘 시스템즈(Dassault Systèmes)를 비롯한 주요 기술 회사는 모두 디지털 트윈 소프트웨어를 개발했습니다. 다쏘 시스템즈의 디자인 경험 (design experience) 담당 부사장인 안느 아셍시오(Anne Asensio)는 이 기술을 "미래를 위한 거대한 혁명"이라고 말하기도 했습니다.
이 분야의 혁신 기업으로는 시카고에 기반을 둔 시티제니스(Cityzenith)가 있으며, 이 회사는 특별히 건축 환경 전용 소프트웨어 프로그램을 출시했습니다. 스마트월드프로(SmartWorldPro)는 건물 및 기타 형태의 부동산 설계 및 관리를 용이하게 하기 위해 만들어졌습니다. 시티제니스(Cityzenith)의 설립자이자 CEO인 마이클 젠슨(Michael Jansen)은 디지털 트윈 모델을 폐쇄형 소프트웨어 패키지에서 개방형 플랫폼으로 변경하여 여러 사용자가 사용할 수 있도록 하는 것이 장기적인 목표라고 말했습니다. 시게이트(Seagate)는 구글 어스의 일부 개발자들과 디지털 트윈을 개발하기 위해 협력하고 있습니다.
"이제 플랫폼을 확장할 수 있는데 왜 한 명의 고객에게만 확장해야 하나요? 우리는 도시 및 그 중개자에게 직접 접근하여 협력하여 스마트월드(SmartWorld) 플랫품를 무료로 제공하고 상업용 건물 소유주가 사용할 수 있도록 하는 방안을 고려하기 시작했습니다."라고 젠슨은 말합니다.
디지털 트윈에 생명을 불어넣은 게임 엔진
스마트월드프로(SmartWorld Pro)와 같은 소프트웨어는 유니티 프로(Unity Pro) 또는 언리얼 엔진(Unreal Engine)과 같은 게임 엔진과 함께 사용할 때 더욱 강력해집니다.
일반적으로 비디오 게임을 개발하는 데 사용되는 이런 유형의 소프트웨어는 포트나이트(Fortnite)와 같은 게임에서처럼 디지털 트윈을 사용자가 자유롭게 탐색할 수 있는 몰입형 3D 시뮬레이션으로 전환하는 데 사용할 수 있습니다.
언리얼 엔진(Unreal Engine)을 개발한 에픽 게임스(Epic Games)의 데비드 와이어 맥콜(David Weir-McCall)은 "사람들은 디지털 쌍방향 대화에서 데이터를 컨텍스트화한다는 아이디어 때문에 게임 엔진의 필요성을 느끼고 있습니다. 건물의 컨텍스트와 맞지 않는 데이터는 때때로 이해하거나 해석하기가 어려울 수 있지만 게임 엔진은 최종 사용자가 이해할 수 있는 실시간 환경으로 데이터를 변환하는 기능을 가지고 있습니다. 우리는 이러한 데이터베이스에 대한 관점을 가지고 있다."라고 말합니다. 언리얼 엔진은 이미 여러 디지털 트윈 제공업체가 건물 및 인프라 설계 및 관리하는데 사용하고 있습니다. 예를 들어, 중국의 첸센트(Tencent)는 리소스를 효과적으로 할당할 수 있는 상하이 병원 네트워크의 디지털 트윈을 구축했으며, 노르웨이 기업인 코그나이트(Cognite)는 디지털 트윈을 사용하여 석유 및 가스 인프라의 안전과 효율성을 관리하고 있습니다.
엄청난 잠재력을 갖고 있는 '시티 트윈'
또한 언리얼 엔진을 사용하여 만들어진 51World의 상하이 및 싱가포르 시 트윈은 디지털 트윈이 보다 다기능적이고 다중적으로 활용될 수 있는 방법을 보여주고 있습니다. 위성, 드론 및 기타 센서의 데이터를 기반으로 하는 이 도시 트윈은 홍수 같은 자연 재해의 위험 평가부터 새 건물의 영향 테스트에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다.
뉴질랜드에 본사를 둔 빌드미디어(BuildMedia) 스튜디오는 시의회의 라이브 데이터를 사용하여 웰링턴 시와 아주 유사한 디지털 트윈 모델을 구축했습니다. 처음에는 이 트윈이 사이클 센서 데이터, 주차장 가용성, 항공 교통에 이르기까지 도시의 교통 용량을 더 잘 이해하눈데 사용되지만, 빌드미디어는 이것을 건축 분야로 용도를 확장할 예정입니다.
빌드미디어 기술 담당 이사인 팀 존슨(Tim Johnson)은 이와 같은 고해상도 디지털 트윈은 새로운 개발을 위한 효과적인 마케팅 도구가 될 수 있다고 믿고 있습니다.
"이해할 수 있는 포맷으로 데이터를 시각화함으로써 정말 훌륭한 공용 인터페이스 도구가 되고 있습니다. 건축이나 도시 계획ㅇ서 매우 복잡한 프로젝트들을 멋진 시각적 형태로 사람들에게 보여줄 수 있기 때문입니다."라고 말합니다.
디지털 트윈 생태계의 출현
디지털 트윈의 잠재력을 확인하려고 하는 사람들을 위해 지원 네트워크도 함께 성장하고 있습니다. 미국의 디지털 트윈 컨소시엄(Digital Twin Consortium), 스웨덴의 디지털 트윈 시티 센터(Digital Twins Cities Centre), 영국의 디지털 빌트 브리튼 센터(Center for Digital Built Britain) 와 같은 조직은 모두 디지털 트윈의 정의를 표준화하고 관련 지식 공유를 촉진하기 위해 노력하고 있습니다.
영국의 디지털 빌트 브리튼 센터는 기업과 조직 전반에 걸쳐 연결된 디지털 트윈의 생태계를 만든다는 비전을 바탕으로 정부가 지원하는 내셔널 디지털 트윈(National Digital Twin) 프로그램을 운영하고 있습니다. 이 프로그램의 홍보 책임자인 사라 헤이스(Sarah Hayes)는 데이터 공유가 영국의 인프라가 "건설되고, 관리도며, 운영되고 궁극적으로 폐기되는" 방식을 개선하는 데 중요하다고 믿고 있습니다. 헤이스는 디지털 트윈을 의사 결정을 개선하는 방법으로 보고 있습니다. 그녀는 "도시는 물, 전기, 주택, 학교, 병원, 교도소, 자연 환경 등이 모두 효율적으로 함께 작동하는 시스템이라며 이러한 디지털 트윈의 데이터 세트를 연결하기 시작하면 도시의 조감도를 구축할 수 있으므로 결정의 결과에 대해 더 나은 정보를 얻을 수 있습니다."고 말합니다.
그녀는 이 기술에 관심이 있는 사람들에게 지원과 지침을 제공하는 디지털 트윈 사용자의 온라인 커뮤니티인 디지털 트윈 허브(Digital Twins Hub)에 가입할 것을 권유하고 있습니다.
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