에너지 산업분야 Digital Twin 기술기반 VR콘텐츠 특성연구

김현철; 한정엽

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김현철 (홍익대학교) 한정엽 (홍익대학교)

저널정보: 한국공간디자인학회 한국공간디자인학회 논문집 한국공간디자인학회 논문집 제16권 제4호

발행연도: 2021.1

수록면: 341 - 348 (8page)

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(연구배경 및 목적) 물리적 사물을 가상공간에 유기적으로 복제하는 디지털 트윈(Digital Twin)기술은 중요한 미래기술 중 하나로 주목받고 있다. 산업분야를 중심으로 디지털 트윈 기술과 IoT(센서 및 네트워크), VR/AR(가상현실/증강현실), AI(인공지능)기술이 융합된 사례가 등장하고 있으며, 특히 전통 산업분야에서 이러한 기술융합 시도가 적극적으로 이루어지고 있다. (연구방법) 본 연구는 디지털 트윈 기술과 VR콘텐츠의 융합이 활발히 진행되는 에너지 산업분야를 선정하여 대표사례 연구를 진행하였다. 선정된 대표사례를 유형별로 분류한 후, 유형별 대표 사례를 일반적 특성과 콘텐츠적 특성 그리고 디지털 트윈 기술의 완성도를 평가하는 종합분석 순서로 연구를 진행하였다. 분석을 위한 분석기준은 VR환경에서 체험자가 느끼는 감각적 측면을 구성하는 현장감ㆍ몰입감, 활용적 측면을 구성하는 연결성ㆍ활용성 이렇게 네 가지 특성요소를 평가 기준으로 삼았다. (결과) 대표사례 분석결과, 디지털 트윈 기술발전 단계에서 대표사례 모두 1단계(모사, Mirroring)내지 2단계(관제, Monitoring)에 해당하는 초기 단계 디지털 트윈 구현이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다. 그리고, 분석사례 모두 활용성에 높은 비중을 두고 있었으며, 연결성은 원격운영을 위한 VR콘텐츠에서, 현장감과 몰입감은 교육ㆍ관람을 위한 VR콘텐츠에서 각각 상대적으로 두드러지는 특징이 나타났다. (결론) 결과의 원인과 연구의 한계를 분석해보면, 대용량의 사물복제를 위해 필요한 하드웨어와 소프트웨어 등 관련 기술의 미성숙으로 디지털 트윈 기술이 초기 단계에 머무르고 있음을 알 수 있었다. 그리고, 분석요소를 기준으로 VR콘텐츠 유형별 차이점과 사용된 요소기술을 알아볼 수 있었지만, 특성을 정의하기에는 부족함이 있었다. 체험자의 실감도를 높이기 위해 무엇이 필요한지 VR콘텐츠에 다양한 요소를 적용해보는 실험단계였기 때문이다. 결론적으로 디지털 트윈 기반 VR콘텐츠의 프로젝트 세부내용을 분석하기는 했지만, 명확한 특성을 정의할 수는 없었다. 미래기술인 디지털 트윈과 가상현실의 융합에 대해 깊이 있는 연구가 되지 못한 점은 아쉬움으로 남는다. 그러나, 인공지능, 정보기술, 센서기술, 로봇기술 등 미래기술은 꾸준한 발전을 이루고 있으므로, 현재의 기술적 제약사항들도 머지않은 미래에 해결될 것이다. 미래기술에 대한 지속적인 탐색과 연구를 통해 완성된 형태의 디지털 트윈 기반 VR콘텐츠의 등장을 기대해 본다.

(Background and Purpose) The digital twin technology that organically replicating physical objects in virtual space has attracted attention as one of the important future technologies. There are cases in which digital twin technology, IoT (sensor and network), VR/AR (virtual reality/augmented reality), and AI (artificial intelligence) technology are fused in the industrial field. In particular, such technology convergence attempts are being actively made in traditional industries. (Method) In this study, a representative case study was conducted by selecting the energy industry where the convergence of digital twin technology and VR contents is actively carried out. After classifying the selected representative cases by type, representative cases by type were studied in the order of general characteristics, content characteristics, and digital twin technology comprehensive analysis. The analysis criterion for the analysis was based on four characteristic factors: a sense of presence and immersion that constitutes the sensory aspect that the experiencer feels in the VR environment, and the connection and utilization that constitute the practical aspect. (Results) Representative case analysis results, in the digital twin technology development stage, it was confirmed that the initial stage digital twin implementation, which corresponds to the first stage(mirroring) to the second stage(monitoring), is being implemented in all of the representative cases. In addition, all of the analysis cases put a high weight on usability, and connectivity was relatively prominent in VR content for remote operation, and realism and immersion in VR content for education and viewing, respectively. (Conclusion) Analyzing the causes of the results and limitations of the study,It was found that the digital twin technology is still in its infancy due to the immaturity of related technologies such as hardware and software necessary for large-scale replication of objects. And, based on the analysis elements, it was possible to identify the differences by VR content type and the element technology used, but it was insufficient to define the characteristics. This is because it was an experimental stage where various elements were applied to VR content to see what was needed to increase the realism of the experiencer. In conclusion, although we analyzed the project details of digital twin-based VR content, we could not define clear characteristics. It is regrettable that in-depth research on the convergence of digital twin and virtual reality, a future technology, has not been conducted. However, as future technologies such as artificial intelligence, information technology, sensor technology, and robot technology are making steady progress, current technological limitations will be resolved in the not too distant future. We look forward to the emergence of digital twin-based VR contents that have been completed through continuous exploration and research on future technologies.

#디지털 트윈 #가상현실 #실감미디어 #VR콘텐츠 #디지털콘텐츠

참고문헌 (20)

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Deac, G. / 2020 / Virtual Reality Digital Twin for a Smart Factory / International Journal of Modeling and Optimization 10(6):190~195

Guodong, S. / 2020 / Framework for a digital twin in manufacturing : Scope and requirements / Manufacturing Letters 24:105~107

Haifan, J. / 2021 / . How to model and implement connections between physical and virtual models for digital twin application / Journal of Manufacturing Systems 58(Part B):36~51

Kim, Hyeoncheol / 2020 / Case Study on Digital Twin based VR/AR / Korea Institute of Spatial Design :4

Mike, Z. / 2019 / Digital Twin Framework and Its Application to Power Grid Online Analysis / CSEE Journal of Power and Energy Systems 5(3):391~398

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김현철

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