‘디지털 트윈’

남광현 대구경북연구원 선임연구위원

‘디지털 트윈’이란? 가상세계(Digital)에 실제 사물의 물리적 특성이 동일하게 반영된 쌍둥이(Twin)를 3차원 가상모델로 구현하고, 실제 사물과 실시간 연동과 시뮬레이션을 거쳐 의사결정(Decision)에 활용하는 기술이다.

‘디지털 트원’의 역사는 1960년대로 거슬러 올라가는데, 당시 NASA가 지구에서 20만 마일 떨어져 있는 아폴로 13호의 심각한 손상을 입은 우주선의 기내 상태를 ‘디지털 트윈’ 초기기술로 평가 및 재현하였다. 그 이후 ‘디지털 트윈’의 잠재력은 분명했지만, 컴퓨팅 성능, 연결성, 데이터 저장공간이 필요한데 요소기술 부족과 엄청난 비용 문제로 제대로 실현되지 못했다.

그런데 최근 4차 산업혁명에 따른 ‘디지털 대전환’이 기후위기에 대응하는 탄소중립과 ‘그린대전환’, 코로나 팬데믹에 따른 인류문명 대전환 등 ‘문명사적 대전환’과 함께 급부상하고 있다. ‘디지털 대전환’은 연결과 데이터 그리고 인공지능(AI)이 핵심인데, 이를 위한 5·6G 통신기술, IoT, 클라우드, AI 등 4차산업혁명 기술이 비약적으로 발전하게 되어 가능해졌다. ESG경영과 탄소중립에 따른 ‘그린대전환’도 ‘디지털대전환’과 연관성이 높아 주목받고 있다.

지난 5월 발표된 윤석열 정부 110대 국정과제 중 “국토공간의 효율적 성장전략 지원”을 위한 ‘국토 디지털화 사업’이 있다. ‘디지털 트윈’ 기술을 통해 교통, 환경, 방재 등 도시문제 해결에 활용하며, 스마트시티 시범도시(부산, 세종)를 완성하고, 강소형 스마트시티를 추가 조성하는 것이 핵심이다.

그리고 ‘기후위기에 강한 물 환경과 자연 생태계 조성’을 위해 ‘안전한 스마트 물 관리’사업을 전개할 계획이다. 홍수·가뭄 등 재해로부터 안전하고 깨끗한 물 관리를 위해 인공지능(AI) 홍수 예보(2025년), 댐·하천 디지털 트윈 구현(2026년) 등 스마트기술 기반의 물 재해 예보·대응체계를 구현할 예정이다.

대구시는 ‘상수도 디지털 트윈 기반 상수관망 지능화 시스템’을 개발 중인데, AI기반 지능형 누수예측을 통해 수돗물 평균누수율을 10.8%에서 2%로 감소시킬 계획으로 전국적으로 약 5천300억원의 누수비용 절감을 기대하고 있다. 아울러 대구시는 고품질의 3D지도, 자가통신망, 재난안전통신망 제2운영센터, 고밀도재난관측망 등 풍부한 기반 인프라를 활용해 ‘폭염 디지털 트윈’ 구축사업을 시작으로 지진, 풍수해 등 재난전반으로 확대 시행할 예정이다.

벤처기업인 아바타(주)는 지난 1월 비임상 동물실험 인공지능 소프트웨어 기술로 ‘CES 2022’에서 혁신상을 받았다. 이 기술은 멀티비전 카메라가 설치된 관측 챔버(Chamber)에 디지털 트윈 기술로 동물의 행동을 정밀 분석하는 시스템으로 수많은 실험동물의 희생을 최소화할 수 있다. 이처럼 ‘디지털 트윈’ 기술은 국가와 지방정부 그리고 기업에서 광범위하게 적용되고 있다.

지난 1일 전국동시지방선거로 민선 8기 대구시와 경북도를 이끌 수장이 선출되었다. 주요 공약인 대구경북 통합신공항 건설, 미래 첨단산업유치 및 스마트 도시건설 등에도 ‘디지털 트윈’ 기술의 접목이 기대된다.