5G 디지털 트윈으로 재난 예방…신기술로 ‘안전 보장한다’

< 출처 : 픽사베이, pixabay.com >

 

지난 4월 29일 이천의 한 물류창고에서 대형화재로 인해 48명이라는 다수의 사상자가 발생했습니다. 이와 같은 대형 인명 피해로 인한 충격이 채 가시지도 않았는데 불과 한 달여 만인 5월 19일, 충남 서산에 위치한 LG화학 공장에서 또다시 화재가 발생했습니다. 이로 인해 1명이 사망하고 2명이 부상을 당하는 등 크고 작은 재난들이 끊이지 않고 있습니다. 잇달아 발생하는 재난에 다시금 산업현장만이 아니라 전국 시설물들의 안전관리에 대한 우려의 목소리가 나오고 있는 상황인데요. 이런 재난을 예방할 신기술인 5G 서비스 기반의 디지털 트윈 기술이 각광을 받고 있습니다.

 

‘디지털 트윈’ 기술이란?

 

< 출처 : 디지털트윈 기반 시설물 안전관리 구성도, 과학기술정보통신부 >

‘디지털 트윈(Digital Twin)’이란 현실의 기계나 사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 똑같이 구현해내는 기술입니다. 현실세계와 쌍둥이처럼 똑같은 가상세계에서 시뮬레이션을 통해 현실 속에서 일어날 수 있는 문제를 예측하고 미리 해결하기 위함입니다.

 

이러한 디지털 트윈의 활용 방식은 생명체의 항상성 유지 또는 신체 방어기전의 원리와 비슷합니다. 우리의 몸 속 세포들은 주변 환경의 변화 속에서도 일정한 체온을 유지하고 외부 위협으로부터 안전을 지키기 위해 끊임없이 활동합니다. 조금이라도 이상한 점이 감지되면 다른 세포에도 신호를 보내 피해를 복구하거나 추가적인 피해를 방지하기도 합니다. 이 원리를 실제 생산 공정이나 제품 사용 과정에도 적용하여 생산 과정에서의 이상을 감지하고 관리할 수 있었습니다. 그리고 더 나아가 이를 5G 기술과 융합해 시설물의 안전 관리에도 적용한 것이 바로 디지털 트윈을 이용한 재난 예방 기술입니다.

 

먼저 3D 모델링을 이용하여 가상의 실물 모형, 즉 디지털 트윈을 만듭니다. 그리고 건물 내에 설치한 사물인터넷(IoT) 센서를 통해 시설물을 실시간으로 모니터링하며 화재 발생 여부, 기울기, 균열 또는 흔들림 정도를 감지하고 관련 정보를 수집하는데요. 이는 4세대 이동통신인 LTE보다 약 20배 빠르고 처리 용량은 100배 더 많은 5G 네트워크를 통해서 디지털 트윈에 즉각 반영됩니다. 이와 같은 과정으로 디지털 트윈을 관리할 수 있는 프로그램을 통해 해당 시설물의 상태를 실시간으로 파악하고 관리할 수 있게 됩니다. 또한 빅데이터와 인공지능(AI) 기술을 이용하여 기존에 축적된 재난 상태정보를 관리하고 분석함으로써 차후 발생할 수 있는 변화나 문제를 예측하고 해결책을 마련할 수 있도록 합니다. 재난상황 시뮬레이션을 통해 최적의 대피 경로를 확보하고 자동으로 소방서, 경찰서 등의 기관에 신고하도록 해 주는 등이 그 예입니다. 시설물의 관제와 그를 통한 문제 예측을 통해 현실에서 관리하지 못하는 정보까지 제어함은 물론, 추후 신속한 대응 역시 가능하게 만들어주는 것입니다.

 

‘신기술을 이용한 국민의 안전 보장’ - 5G 기반 디지털 트윈 공공선도 사업

 

< 출처 : 픽사베이, pixabay.com >

싱가포르에서는 실제로 디지털 트윈 기술을 이용한 ‘버추얼 싱가포르 프로젝트’를 추진하여 홍수가 자주 발생하는 도시 특성을 보완한다고 하는데요. 우리나라 역시 과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원 주관의 ‘5G 기반 디지털 트윈 공공선도 사업’이 진행되며, 앞으로 3년간 2022년까지 총 300억원의 예산을 주요 공공시설물 대상으로 지원할 계획입니다. 올해는 자유공모를 통해 선정한 경남테크노파크 컨소시엄, 광주광역시 컨소시엄에 총 95억원을 지원하는데요. 과학기술정보통신부에 따르면 경남테크노파크 컨소시엄의 경우 창원 NC파크, 마산의료원 등 27개의 시설물을 대상으로 드론을 이용한 건물의 안전관제, 가상·증강현실(VR·AR) 기술을 도입한 시민 체감형 특화 서비스를 구축할 예정입니다. 그리고 광주광역시 컨소시엄 또한 영호남 달빛동맹과 육군사관학교 참여 민·관·군 25개 시설물을 대상으로 고효율·저비용 시설센싱환경 구축을 비롯한 서비스를 구현할 계획이라고 합니다.

 

과학기술정보통신부 박윤규 정보통신정책관은 “5G 기술, 디지털 트윈 등의 ICT 융합 신기술로 디지털 비대면 시장 기반을 마련하고, 실시간 안전관리 체계 확보를 통해 국민의 안전을 보장하는 데 이바지할 것”이라고 말했습니다. 다양한 강점을 가진 디지털 트윈 기술로 각종 재난 예방과 신속한 대응이 이루어져 더 이상의 대형 재난과 심각한 인명 피해가 일어나지 않기를 바랍니다.

 

[출처]

- “5세대(5G) 이동통신 기반의 디지털트윈 기술로 혁신성장 주도”, <과학기술정보통신부>, 2020.05.14.

- “창원NC파크, 디지털트윈으로 재해막는다”, <머니투데이>, 2020.05.14.

- “"AI·VR·AR로 재난 예방"...'5G 디지털트윈' 신기술 각광”, <뉴데일리경제>, 2020.05.14.

- “창원시, 5G 기반 디지털 트윈 기술로 혁신성장 D.N.A 심는다!”, <뉴스메이커>, 2020.05.16.

- “대형 참사 막고 신속 대응…국내 첫 5G 안전관리시스템 구축”, <노컷뉴스>, 2020.05.17.