스마트시티로의 새로운 도약, ‘메타버스·디지털트윈’으로 본격 가동

스마트시티로의 새로운 도약, ‘메타버스·디지털트윈’으로 본격 가동

 

첨단 기술로 시민 일상 어떻게 바뀌나?

“메타버스의 시대가 오고 있다. 미래에는 메타버스가 인터넷의 뒤를 잇는 가상현실 공간의 주류가 될 것이다” 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난해 10월 연례 개발자대회(GTC) 기조연설에서 이같이 말했다. 메타버스가 단순히 게임 속 세상에 그치는 게 아니라 우리의 미래를 만들어 나갈 것이라는 전망이다. 코로나19의 확산으로 비대면이 일상화되는 가운데, 스마트시티에도 변화의 바람이 불고 있다. 시민 삶의 질을 높이고, 도시의 지속 가능성을 제고하기 위한 방안으로 미래 핵심 플랫폼인 메타버스와 디지털트윈 등이 활용되고 있는 것이다.

 

메타버스에 올라탄 스마트시티

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메타버스는 가상을 의미하는 ‘메타(Meta)’와 현실세계를 의미하는 ‘유니버스(Universe)’의 합성어로 3차원 가상세계를 일컫는 말이다. 사용자는 가상현실(Virtual Reality, VR), 증강현실(Augmented Reality, AR), 확장현실(eXtended Reality, XR) 등의 기술을 통해 몸은 현실에 있지만 가상공간에서도 일상생활과 같은 다양한 활동을 할 수 있다.

현재는 게임뿐만 아니라 공공, 제조, 의료, 교육, 건설, 국방, 문화, 관광, 금융, 콘텐츠 등 다양한 산업 분야에 확대 적용되면서, 관련 시장 규모도 계속해서 증가하고 있다. 시장조사업체 스태티스타에 따르면, 메타버스 시장은 올해 307억 달러(약 36조 4562억 원) 규모에서 2024년 2969억 달러(약 352조 5687억 원) 수준에 달할 것으로 전망된다.

메타버스는 이미 상당 부분 현실화되고 있다. 실제로, 한 기업은 오프라인 출근을 전면 폐지하고 메타버스를 기반으로 하는 원격근무 제도를 도입했다. 지난해 11월에는 현실세계의 아이돌과 가상세계의 아바타로 나눠 활동하는 아이돌 그룹이 등장하기도 했다.

또한, 메타버스 플랫폼 제페토를 운영하는 네이버제트가 전 세계 2억 명 이상의 이용자를 확보해 메타버스가 우리 일상에 빠르게 스며들고 있음을 확인할 수 있다.

 

메타버스가 사회 각 분야에 새로운 반향을 일으키고 있는 가운데, 최근 스마트시티 분야에도 메타버스 바람이 불어오고 있다. AR·VR 기술을 총체적으로 활용한 메타버스로 미래형 도시를 기획하고, 가상공간과 실제, 나아가 증강현실까지 융합한 형태로 재설계하는데 활용하는 것이다.

메타버스 돌풍에 국내에서도 정부가 디지털 뉴딜의 일환으로 메타버스 플랫폼 구축을 중요 정책 과제로 삼고 지난 7월부터 집중 투자를 계획하고 있다. 임혜숙 과학기술정보통신부장관은 “새로 연결된 신산업 분야는 가상과 현실의 융합을 통해 대한민국의 경제 영토를 확장할 새로운 기회다. 메타버스, 블록체인 등 초연결 신산업에 2025년까지 2조 6000억 원을 투입할 것이다”라고 발표했다.

한편, 건설산업 연구개발 차원에서 디지털 건설 기술 생태계 구축을 모색하고 이를 구현하고자 국내 지자체들 역시 메타버스 활용을 활발하게 논의하고 있다.

 

실례로, 창원시의 경우 메타버스를 활용한 다양한 사업을 구축하고 있다. 도시 전체의 모습 등을 가상현실로 구현해 간단한 시정 홍보와 기업 유치를 위한 정보 제공은 물론 관광지별로 특화된 콘텐츠를 구현해 이벤트를 실시하는 등 시가 선도할 수 있는 메타버스 사업을 구상하고 있다.

광주광역시는 메타버스 융합 신산업 연구 기획 TF팀을 구축해 내실 있는 연구 기획을 통해 산업 전반으로 디지털 전환을 확산하는 동시에 인공지능(AI), 3D 융합, 사물인터넷(IoT) 산업 등이 특화된 메타버스를 광주형 AI 메타버스로 집중 육성할 계획이다.

인천시는 전국 최초로 지리 정보 시스템(GIS) 기반의 디지털트윈, XR 메타버스 등을 활용한 스마트시티 조성에 돌입했다. 도시 전체를 촬영한 스캔 자료를 기반으로, 3차원 쌍둥이 가상 도시인 디지털트윈을 조성해 적용할 예정이다.

디지털트윈 기반 화재 대응 현장 지휘 통합 플랫폼 구조도 (출처: 인천시)

 

현실과 가상세계 연결하는 디지털트윈

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미국 항공우주국(NASA)에서 본격적으로 시작된 디지털트윈은 임무 수행에 있어 착오가 있을 경우 큰 비용과 시간을 낭비하는 것을 방지하기 위해 개발된 개념이다. 현실세계와 가상세계를 서로 연결한다는 점에서 메타버스와 유사한 면이 있다.

그러나 디지털트윈은 메타버스와 다르게 컴퓨터에 물리적 현실을 반영하는 가상 디지털 세계를 만들고, 현실에서 발생하는 사건을 디지털 세계에서 시뮬레이션한다는 점에서 차이가 있다. 앞서 인천시의 경우와 같이 디지털트윈은 현실을 가상세계에 투영하기 위해 도시 전체를 스캔하거나 다양한 센서, IoT 기술이 이용되기도 한다.

디지털트윈은 항공, 기계 제조, 건설 등 많은 산업 분야에 적용될 전망이다. 특히 스마트시티 실현에 디지털트윈 기술을 도입할 시, 도시 전체를 3차원으로 디지털화해 도시의 설계, 건설, 운용 전 주기에 걸쳐 어느 시점, 어느 단계에서나 환경을 분석해 도시의 다양한 문제를 시뮬레이션하고 해결할 수 있을 것으로 보인다.

구체적으로, 스마트시티의 핵심 플랫폼으로써 디지털트윈은 ▲도시 계획 및 구축 ▲도시 운영 ▲도시 발전의 측면에서 기여할 것으로 예측된다. 국토연구원(KRIHS)에 따르면, 디지털트윈은 도시를 가상에 복제해 분석·관리함으로써 도시와 사회의 지속 가능성을 크게 향상시킬 것으로 예상된다. 계획 입안자나 관리자뿐만 아니라 일반 시민과 민간의 접근을 쉽게 함으로써 스마트 도시 프로젝트의 참여 확대를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

또한 디지털트윈은 도시의 교통, 주거, 안전, 공중 보건, 에너지, 환경 등 주요 문제들을 해결하는 데 있어서 가상 및 현실세계를 함께 고려해 의사 결정을 돕는 협업 플랫폼으로의 임무를 수행할 것으로 보인다.

아울러, 사고 및 재난 등에 대해 실시간 대응이 가능하게 할 뿐만 아니라 미래의 사태를 대비할 수 있도록 예측 플랫폼의 임무를 수행할 방침이다. 디지털트윈을 이용해 시민, 교통 흐름, 에너지, 쓰레기, 자원과 관련된 다양하고 효과적인 정책 개발을 가능하게 해 미래 경쟁력 확보에도 도움을 줄 것으로 보인다.

한국전자통신연구원(ETRI)이 발간한 ‘스마트도시 실현을 위한 디지털트윈 기술 동향 보고서(2021)’에 따르면, 핀란드의 헬싱키는 모범적인 스마트시티 사례로 꼽힌다. 헬싱키시는 실제로 현실 도시의 모습을 가상세계에 그대로 옮겨 놓은 디지털트윈 프로젝트를 진행하고 있다. 디지털트윈에서 만들어지는 다양한 데이터를 기업과 시민에게 개방함으로써 또 다른 혁신적인 스마트시티 서비스들이 탄생할 것으로 보인다.

대표적인 예가 바로 가상세계에서 풍향을 분석해 고층 빌딩 신규 건설의 적합성을 평가하는 서비스다. 장윤섭 도시·공간ICT연구실 책임연구원은 보고서를 통해 “디지털트윈은 다양한 물리적 시스템의 구조, 맥락, 작동을 나타내는 데이터와 정보의 조합으로, 과거와 현재의 운용 상태를 이해하고 미래를 예측할 수 있는 인터페이스라고 할 수 있다. 이러한 점에서 헬싱키시는 디지털트윈을 적극적으로 활용해 효율적으로 도시 문제를 사전에 점검하고 있다”고 설명했다.

국내에서는 솔루션 개발 등 디지털트윈 구현과 직접 관련된 기업들은 주로 대기업과 통신사업자들을 중심으로 시장이 성장하고 있으며, 디지털트윈 구현을 통한 스마트 도시 구축은 주로 공기업을 중심으로 추진되고 있다. 실제로 2019년 한국국토정보공사는 전주시와 스마트시티 서비스 모델 개발을 위한 업무협약을 맺고 디지털트윈을 바탕으로 소방 안전 플랫폼 구축을 진행했다. 또한 한국토지주택공사는 올해 8월, 3기 신도시를 가상화해 디지털 형태로 구축하는 사업을 진행하기도 했다.

디지털트윈을 구현하는 3D 건물 모델링 (출처: 국토교통부)

 

스마트시티에 적용되는 첨단 기술의 향후 과제

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스마트시티가 향후 10년간 급속도로 성장할 것으로 예상되면서, 이제 가상 생태계 구축을 통한 건설산업 혁신은 피할 수 없는 대세가 됐다. 특히 메타버스와 디지털트윈과 같은 첨단 기술은 건설산업의 디지털 전환의 주요 요소로 자리 잡아 건설산업의 패러다임 변화의 한 축을 형성할 것으로 보인다.

그러나 전문가들은 아직까지 건설산업에 있어 메타버스는 기업 차원의 부분적, 분절적 활용이 주를 이루고 있으며, 한정된 분야의 플랫폼 구축 수준에 머물러 있다고 분석한다. 이에 플랫폼 안에서 여러 가지 구매, 소비, 생산 등 활동이 이뤄지기 위해서는 많은 기업과 소비자의 참여가 이뤄져야 할 것으로 보인다.

특히, 메타버스 생태계를 구축하고 이를 바탕으로 한 건설산업 메타버스 기반의 생태계 조성과 콘텐츠·플랫폼·네트워크·디바이스가 하나의 연결 고리를 갖고 체계적으로 이뤄질 수 있도록 메타버스 기술의 서비스 혁신도 고려할 부분이다.

아울러, 도시는 주택, 생활 인프라, 교통, 에너지 등 각종 분야가 얽혀 있고, 각 분야의 복잡한 상호 관계 속에서 대부분 문제가 발생한다. 따라서 스마트시티에 디지털트윈을 적용할 경우, 복합성을 고려한 도시 문제를 체계적으로 도출해야 한다. 또한, 이 중 ICT 기술을 적용해 해결할 수 있는 문제를 점검하고 기술 적용을 통해 도시에 혁신적 변화를 가져온 사례가 있었는지를 우선 검토해야 한다는 의견도 있다.

디지털트윈을 상용화하고 확산시킬 수 있는 제도적 지원도 필수적이다. 국토연구원 관계자는 “스마트시티에 디지털트윈을 적용하기 위해서 전반적인 정책 방향의 변화가 절실하다. 충분한 경험과 노하우를 바탕으로 주변 환경 변화에 흔들리지 않고 꾸준하게 정책을 실행할 수 있는 권한을 가진 전담 조직과 그 성과를 타 도시 및 전국으로 확대할 수 있는 지속 가능한 협의체가 필요하다”고 전했다.

 

 

(출처:http://www.cctvnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=231556)