보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1835호(2018. 2. 28. 발행)에 기고한 원고입니다.

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‘디지털 트윈’ 기능 강화하는 PLM(제품생명주기관리) 도구들.pdf

ž 4차 산업혁명의 핵심 개념인 ‘사이버-물리 시스템(CPS)’을 실현하기 위한 기술인 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’의 실행은 크게 3단계로 이루어짐

Ø 4차 산업혁명이 전개되는 스마트 공장에서는 사이버 시뮬레이션 기술을 오프라인의 공장에 적용하는 CPS(Cyber-Physical System)를 통해 공장의 생산 라인을 수시로 교체할 수 있고, 각 부품 및 공정마다 센서들이 연결되어 제품의 완성도를 높일 수 있음

Ø CPS를 구현하는 것이 ‘디지털 트윈’ 기술인데, 실제 물리적 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 쌍둥이를 가상으로 만들어 시뮬레이션 함으로써 실제 자산의 현재 상태, 생산성, 동작 시나리오 등에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있게 해 줌

Ø 디지털 트윈은 GE가 제창한 것으로 현재 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 디지털 트윈을 이용하여 설계부터 제조, 서비스에 이르는 모든 과정의 효율성을 향상시켜 자산 최적화, 돌발 사고 최소화, 생산성 증가 등의 효과를 얻고 있음

Ø 디지털 트윈의 실행은 크게 세 단계로 구성되는데, 첫 번째 단계는 실제 정보를 수집하여 가상의 쌍둥이 모델에 반영하는 단계로 여기에서는 센서 및 센서 데이터를 수집하기 위한 IoT 기술이 사용됨

Ø 다음 두 번째 단계는 디지털 세계의 쌍둥이를 분석하는 단계로, 여기에서는 컴퓨터를 활용한 수치 시뮬레이션, 빅데이터 분석, AI(인공지능) 등의 기술이 중요함

Ø 마지막 세 번째 단계는 분석 결과를 장비와 생산 설비의 각종 매개 변수, 유지보수 일정 등을 결정하는 판단 자료로 생성하여 현실 세계에서 활용하는 것인데, 이 때 분석 결과를 사람에게 알기 쉬운 형태로 표시하는 AR(증강현실)/MR(복합현실) 기술이 사용되고 있음

ž 디지털 트윈의 3단계 중 첫 단계에서는 장착 센서가 공간의 제약을 받지 않도록 경량화하는 것이 좋은데, 최근에는 더 나아가 부품 자체를 센서로 만드는 흐름도 등장하고 있음

Ø 만일 첫 번째 단계에서 얻고 싶은 물리량을 기존 센서에서 얻을 수 없는 경우, 기존의 센서가 취득한 물리량에서 원하는 물리량을 유추하거나 센서를 새로 추가 설치하게 됨

Ø 이 때 새로 장착하는 센서는 공간의 제약을 받지 않도록 소형·경량화하는 것이 바람직하며 전원 및 통신 수단도 확보해야 하기 때문에, 최근에는 부품 자체를 센서로 만들어 버리는 움직임도 나타나고 있음

Ø 예를 들어 독일 쉐플러(Schaeffler)가 개발한 ‘센소텍트(Sensotect) 코팅 시스템’은 베어링과 브래킷 등의 부품 표면에 배선 패턴을 만들고 거기에 전류를 흘림

Ø 부품의 변형량에 따라 배선을 흐르는 회로의 저항값이 변화하기 때문에 이를 통해 부품에 가해지는 힘과 토크 등을 측정할 수 있게 되는데, 배선 패턴은 부품 표면에 특수 합금을 코팅하고 미리 정해 둔 패턴이 남도록 깎아 제작함

ž 한편 최근 주요 PLM(제품생명주기관리) 도구 공급업체들은 자사 제품이 디지털 트윈 활용의 세 단계를 모두 지원하도록 기능 확장을 추진하고 있음

Ø PLM(Product Lifecycle Management) 도구는 CAD 데이터 등의 제품 설계 정보와 BOM(Bill of Materials, 자재 명세서)를 관리하고 사용자에게 그 정보를 편집· 가공하는 기능을 제공하는데, PTC나 다쏘 시스템 (Dassault Systems) 등이 대표적 PLM 도구임

Ø PTC는 2013년에 ‘씽웍스(ThingWorx)’라는 솔루션 개발업체를 인수했는데, 씽웍스는 건설 기계와 공작 기계의 가동 정보를 실시간으로 획득하여, 분석 애플리케이션을 직관적으로 개발할 수 있게 해 주는 IoT 플랫폼임

Ø PTC는 씽웍스가 획득한 부품 정보와 PLM 도구의 3D 데이터를 연계시켜 실제 세계와 디지털 가상세계의 융합을 실현하겠다는 목표를 내걸고 있음

Ø 다쏘 시스템은 PLM 도구와 생산 라인을 감시·관리하는 MES(제조실행시스템)를 연계하여 PLM 데이터에 대한 시뮬레이션 결과에 따라 작업을 임기응변으로 변경하는 기능을 제공함으로써 생산 라인의 디지털 트윈 활용을 지원하고 있음

Ø 현재 기술 수준에서 실제 세계의 정보를 획득하여 디지털 트윈에 반영하기까지는 약간의 시간 지연이 발생하며, 수집된 정보 역시 ‘실제 그대로’라 말하기는 어려움

Ø 가령 자동차라면 수만 개에 달하는 부품 모두를 반영한 ​​디지털 트윈은 아직 구현이 어렵고, 현실적으로는 우선 타이어 등 소모율이 높고 안전성과 직결되는 부품을 중심으로 부분적인 디지털 트윈을 모델링 하여 유지 관리에 이용하는 수준이라 할 수 있음

Ø 그러나 IoT, AI, 시뮬레이션 분야는 계속 발전하고 있으며 앞으로도 다양한 기술 혁신이 기대되기 때문에, 디지털 트윈은 ‘현실 세계의 쌍둥이’에 대한 완전한 정보를 가지고 그것의 동작을 가상세계에서 충실하게 재현해 내는 이상적인 모습에 근접해 나갈 것임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1814호(2017. 9. 20. 발행)에 기고한 원고입니다.

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AR은 수직통합 VR은 수평분업 상반된 전략 병행하는 MS.pdf

ž 시애틀에는 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 분야 스타트업들이 많이 모여 들고 있는데, 이곳에 마이크로소프트(MS)가 있다는 사실도 그 이유 중 하나임

Ø VR과 AR 기술의 스타트업들은 당연히 하이테크의 집적지인 실리콘밸리, 영화산업의 메카인 LA로 많이 모여들고 있으나, 이 두 도시에 버금가는 것이 시애틀임

Ø 2017년 1분기에 시애틀 지역에 모인 총 벤처 투자액은 3억 달러로 실리콘밸리 지역에 투자된 67억 달러에 비하면 20분의 1에도 못 미치지만, VR과 AR 분야만 떼 놓고 보면 상당한 자금과 기업이 시애틀에 모여들고 있음

Ø 그 이유 중 하나는 인재 풀로, VR과 AR 콘텐츠 및 소프트웨어를 만들기 위해서는 유니티(Unity) 같은 개발 도구를 이용한 3D 모델링 기술이 필수적인데, 이 스킬을 가진 인재를 풍부하게 보유한 게임 회사들이 실리콘밸리와 LA에 이어 시애틀에 많이 있음

Ø 즉, 게임업계의 인재들이 VR/AR 분야 스타트업으로 흘러 들어 간다고 추정할 수 있고, 이런 점에서 시애틀에 본사를 둔 MS의 존재를 빼놓을 수 없는데, MS는 게임사업 부문인 X박스(Xbox)가 있기 때문에 VR/AR 인재의 수요 진작에도 크게 기여해 왔기 때문

Ø 무엇보다 MS는 AR 글래스와 VR 헤드마운트디스플레이(HMD)를 개발하고 있는 대형 기술기업이기도 하며, 시애틀의 VR/AR 분야 스타트업 중에는 MS 출신이거나 MS와 공동 프로젝트를 진행하는 등 협업관계를 가진 곳들이 많음

ž 스마트폰 시대가 도래하며 위상이 많이 추락한 MS는 부활의 모멘텀 찾기에 사활을 걸고 있는데, VR/AR 분야는 MS 재도약 발판의 하나로 꼽히고 있음

Ø PC 시장의 90% 이상을 윈도 OS가 점유하고 있지만, 노키아의 휴대전화 사업부문을 인수하는 등 갖은 노력에도 불구, 모바일에서 윈도 폰의 점유율은 0.3%로 사실상 없는 것과 마찬가지

Ø MS가 모바일에서의 실패를 만회하기 위해서는 포스트 스마트폰 시대를 철저히 준비할 수밖에 없는데, 이런 절박함은 VR/AR 분야에 대한 적극적인 투자에서 잘 드러남

Ø AR과 VR의 용도가 어느 정도 구분되어 있기에 대부분의 기술 기업이 어느 한쪽을 공략하는 것에 비해 MS는 현재 양쪽 모두를 공략하고 있음

Ø 2013년 오스터하우트 디자인그룹(Osterhout Design Group, ODG)으로부터 AR 글래스 관련 81 건의 특허를 인수한 이래 MS는 수년 간의 개발을 거쳐 2015년 1월에 ‘윈도 혼합현실(Windows Mixed Reality, WMR)’이라는 OS를 탑재한 AR 글래스 ‘홀로렌즈(HoloLens)’를 공개하였음

Ø 홀로렌즈는 PC나 케이블 연결이 필요 없고, 위치 추적 센서를 내장해 가상세계의 객체를 현실세계와 거의 정확히 겹쳐서 표시하며, 음성 입력 및 제스처 컨트롤을 구현하는 등 당시 하이엔드 VR 헤드셋이나 AR 글래스에서 볼 수 없었던 기능을 선보이며 대단한 호평을 받았음

Ø MS는 AR 글래스에 이어 VR에도 적극적 자세를 보이고 있으며, 2016년 10월에 윈도 10 기반의 PC에 연결해 사용하는 VR용 HMD를 발표했는데, OS는 홀로렌즈와 같은 WMR을 채택하고 있지만 소프트웨어와 하드웨어의 개발은 분업 체제를 취하고 있음

Ø MS는 자신들의 제품을 AR이나 VR로 부르지 않고 혼합현실(MR)이라 부르고 있는데, 이는 VR이냐 AR이냐 하는 구분은 그다지 중요한 것이 아니며, MS가 제공하는 OS가 어떤 장치에서도 작동하는 것이 중요하다는 소프트웨어 중심적 사고 방식이 반영된 것으로 보임

Ø MS는 현재 ‘눈에 가까운 디스플레이(Near Eye Display)’라는 이름의 세 번째 MR 기기를 개발 중인데, 올해 5월에 공개한 프로토타입은 얇은 안경과 같은 장치로 사용자의 시야에 홀로그램을 겹쳐서 표시할 수 있다고 함

ž MS가 VR과 AR에 임하는 개발 전략은 대조적인데, VR에서는 PC와 같은 ‘수평 분업’ 방식을 택한 반면, AR에[서는 윈도 폰과 같은 ‘수직 통합’ 방식을 택하고 있음

Ø 즉, AR에서는 홀로렌즈의 경우에서 보듯 하드웨어와 소프트웨어를 모두 직접 개발하고 있으며, VR 에서는 하드웨어 제조를 HP나 레노버 같은 파트너에 위탁하고 있는 것

Ø 이는 제품의 성숙도 차이에 따라 각기 다른 전략을 펼치는 것으로 해석할 수 있는데, MS의 주력 분야는 어디까지나 윈도 OS를 비롯한 소프트웨어에 있다는 점을 염두에 둘 필요가 있음

Ø AR 글래스는 기술적 난이도가 높고, 하드웨어와 소프트웨어를 긴밀하게 통합할 필요가 있기 때문에 MS에서 모두 직접 다룬다는 방침을 세운 것으로 보임

Ø 반면 VR용 HMD는 소프트웨어 핵심 기술이 거의 확립되어 있다고 판단한 것으로 보이며, 조만간 하드웨어 제조가 급속도로 진행될 것이기 때문에 MS는 VR 소프트웨어 개발에 주력하고 하드웨어 개발은 제조업체에 맡기려는 것으로 보임

Ø 이런 해석이 맞다면, AR 글라스의 경우도 핵심 소프트웨어 기술이 어느 정도 확립된 것으로 판단되는 시점에서 하드웨어 개발을 아웃소싱으로 전환할 가능성이 높음

Ø MS 전략의 특징은 홀로렌즈를 먼저, VR용 헤드셋을 나중에 출시한 제품화 순서에도 나타나는데, 이미 많은 제품이 북적거리는 VR용 HMD 시장에서 뒤쳐지지 않기 위해 VR 헤드셋을 먼저 출시했을 수도 있지만 굳이 시장 확대에 시간이 걸릴 AR 글래스를 먼저 선보인 것임

Ø 아이폰 등장 이후 근 10여년 동안 여러 실패를 겪어온 MS이기에, 급할수록 돌아간다는 마음으로 어떤 기업보다도 장기적이고 치밀한 관점에서 VR/AR 시장에 임하려는 것으로 보임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1795호(2017. 5. 10 발행)에 기고한 원고입니다.

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기술사기 의혹받는 매직리프.pdf

ž 혼합현실(Mixed Reality, MR) 기술로 거액의 투자를 받아 화제가 되었던 스타트업 ‘매직 리프(Magic Leap)’는 제품 출시가 지연되며 기술력에 대한 시장의 의문에 직면하고 있음

Ø 가상현실(VR)이 유행하며 새로운 흥미를 끌기가 쉽지 않은 상황에서도, 소비자들이 언제 제품을 출시할까 손꼽아 기다리는 기업이 있는데, 바로 이미 13억 9,000만 달러의 투자를 유지한 미국의 스타트업 ‘매직 리프(Magic Leap)’임

Ø 매직 리프의 창업자인 로니 아보비츠는 로봇 팔을 이용하여 무릎 관절의 임플란트 수술 기술을 개발하는 ‘마코 서지컬(MAKO Surgical)’이라는 의료 로봇 기업을 2004년에 공동 설립한 후 매각했다가 증강현실(AR) 영역에 새롭게 진출하며 매직 리프를 창업하였음

Ø 2011년 창업된 매직 리프에는 구글, 알리바바 외에도 유명 VC(벤처 캐피탈)인 안드레센 호로비츠, 클라이너 퍼킨스 코필드 & 바이어, 반도체 업체의 VC 부문인 퀄컴 벤처스 등 쟁쟁한 기업들이 앞다퉈 투자하였으며, 이 덕분에 기업가치는 45억 달러로 인정받고 있음

Ø 그러나 기대가 높은 만큼 제품의 발표가 계속 지연되면서 구설수에 오르고 있는데, 매직 리프의 지나친 비밀주의와 맞물려 실제로 개발이 잘 안되고 있는 것은 아닌가, 기술력을 과장했다가 뒷감당을 못하는 것이 아닌가 하는 의심까지 제기되고 있음

Ø 무엇보다 가상현실(VR) 분야의 경쟁이 이미 격화되고 있기 때문에, 매직 리프의 제품이 이미 시장에 나와있는 제품의 성능을 크게 웃돌지 않는 이상 소비자들이 실망할 가능성이 높아진 상황이 되었다는 것이 매직 리프에게는 매우 좋지 않은 사업 여건임

ž 매직 리프의 기술은 마이크로소프트의 ‘홀로렌즈(HoloLens)’와 유사한 것으로 VR의 단점을 상당부분 해소하며 다양한 분야에서 활용될 것이란 기대를 받았음

Ø 모든 이미지를 컴퓨터 렌더링에 의해 만들어 내는 VR과 달리 MR은 눈앞의 현실 세계를 HMD (헤드 마운트 디스플레이)에 비춰 보이고 그 위에 가상의 영상이 겹쳐 비추는 기술임

Ø 매직 리프의 핵심 기술은 ‘포토닉스 라이트 필드(Photonics Light Field)’라 부르는 것으로, 사람들이 현실세계에서 눈으로 보는 빛의 세계와 상당히 흡사한 방식으로 사용자의 눈에 가상의 영상을 전달함으로써 현실세계와 가상세계가 자연스럽게 조화되도록 하는 것이 특징

Ø 매직 리프가 지금까지 발표한 데모 영상은, 사무실에 침입한 외계인이나 로봇에 대항해 가상의 무기를 들고 싸우거나, 업무용 응용프로그램의 화면이 책상 위 허공에 보여지고 이를 몸짓으로 조작하는 것 등을 보여주고 있음

Ø 또한 체육관에 모여 있는 아이들 앞에서 거대한 고래가 점프하거나, 손바닥 위에 새끼 코끼리가 올라 앉아 있는 데모 영상 등은 많은 사람들에게 예술적인 콘텐츠의 가능성을 제시하였음

Ø VR의 경우 HMD를 착용하면 외부세계와 완전히 차단되기 때문에 몰입감 있는 체험을 즐길 수 있지만, 반면 주위와 너무 고립되어 다른 사람들이 보면 아무래도 우스꽝스러운 모습이 될 수밖에 없고, 이용자 자신도 주위가 보이지 않아 안전에 대한 우려로 이용을 꺼릴 수 있다는 지적이 있어 왔음

Ø VR에 대한 기대가 높아지는 만큼 여러 가지 제약도 거론되고 있던 터라, 매직리프의 MR은 VR의 부자연스러움이나 위험 요소를 제거해 응용 범위를 확산시킬 것으로 기대를 받았던 것

ž 매직 리프가 사업범위를 확장하기 위한 준비를 하느라 제품 출시가 늦어진다는 긍정적 해석도 있지만, 제품이 출시되기 전까지는 이런저런 악성 루머가 계속 나돌 것으로 전망

Ø 매직 리프가 각광을 받았던 이유 중에는 이용하는 HMD가 상당히 경량인데다가 함께 제공되는 부속 컴퓨터도 스마트폰 정도의 소형이라는 소문의 영향도 컸음

Ø 그러나 배낭 같은 큰 컴퓨터를 짊어지고 있는 매직 리프 직원의 모습이 담긴 내부 사진이 유출되면서 엉뚱한 소문이 퍼졌고, 매직 리프는 이 컴퓨터는 실내 데이터를 얻기 위해 사용한 것으로 MR에 사용되는 실제 제품이 아니라며 필사적인 해명에 나서야만 했음

Ø 아울러 매직 리프가 공개한 데모 영상이 실은 컴퓨터 그래픽을 이용한 기술 사기가 아니었냐는 악성 루머까지 돌아 이에 대한 해명도 해야 했음

Ø 진위야 어쨌든 매직 리프가 올해 안에는 HMD를 출시할 것이라고 선언했기 때문에 몇 개월 내에 기술력을 실제로 확인할 수 있게 될 것임

Ø 매직 리프는 최근 콘텐츠 제작업체인 ‘퍼지큐브 소프트웨어(Fuzzycube Software)’를 인수하고 다수의 애니메이터들을 고용한 것으로 알려지고 있음

Ø 이를 두고 애널리스트들은 하드웨어와 콘텐츠를 통합적으로 제공하는 포지셔닝을 목표로 하고 있고 이 때문에 비즈니스 속도가 더뎌지고 있는 것이라 분석하기도 하나, 실제로 제품이 출시되기 전까지는 앞으로도 이런저런 소문이 끊이지 않을 전망

Ø 가볍게 시작한 스타트업이라면 개발 상황 정보가 더 많이 공유되었겠지만, 거액의 투자 자금을 유치함에 따라 운신의 폭이 줄어든 점은 매직 리프에게 제약이 되고 있으며, 지나치게 높은 시장의 기대감에 부응하는 제품을 내놓아야 한다는 압박에 처해 있는 것으로 보임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1794호(2017. 5. 3 발행)에 기고한 원고입니다.

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혼합현실이용 치과치료 지원 시스템.pdf

ž 소프트뱅크 산하 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈(Realize Mobile Communications)는 혼합현실(MR) 헤드마운트디스플레이(HMD)를 이용한 치과 치료 지원 시스템을 개발했다고 발표

Ø 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈는 치과 의료기기 업체인 모리타(Morita)와 시스템을 공동 개발했는데, 모리타는 영상진단 및 CAD 등 컴퓨터를 이용한 치과 의료 혁신 노력을 지속해왔음

Ø 모리타는 미래의 기술발전 방향을 고려할 때 증강현실(AR)과 혼합현실(MR)을 활용함으로써 치과 치료의 정확성을 높일 수 있을 것으로 생각했다며 개발 배경을 설명

Ø 양사가 개발한 새로운 시스템은 영상 진단 결과라는 가상 공간과 눈앞의 실재 환자라는 현실 공간을 복합시키는 MR 기술을 활용한 것으로, 치과 의사는 오큘러스 VR(Oculus VR)의 ‘오큘러스 리프트(Oculus Rift cv1)’를 착용한 상태에서 환자를 치료하게 됨

Ø HMD 화면에는 치료 전에 실시한 방사선 사진 등 영상 진단 결과와 환자의 모습이 실시간으로 겹쳐서 표시되는데, 이로써 육안으로는 보이지 않는 잇몸 내부의 신경도 마킹되어 표시됨

Ø 지금까지는 영상 이미지와 환자의 모습을 번갈아 보면서 신경의 위치를 ​​추측하여 치료를 해야만 했으나, 새로운 시스템을 이용하면 시선을 눈앞에 있는 환자의 입안에 집중시킨 채 신경의 위치를 ​​정확히 파악하면서도 손상이 되지 않도록 치료를 할 수 있게 됨

Ø 양사는 2년 후에 치과대학 등에서 교육 및 연수 용도로 실용화할 것을 목표로 시스템을 보다 정교하게 발전시켜 나갈 예정임

Ø 교육 및 연수 용으로 사용할 경우 필요한 조작은 동작 인식 인터페이스를 통해 이루어지며 가상의 치과 의료기기도구를 이용해 실습을 하게 됨

ž MR을 이용한 새로운 치과 치료 시스템의 현단계 과제는 HMD의 해상도 문제이며, 마이크로소프트의 홀로렌즈 등 새로운 HMD의 채택을 검토하고 있음

Ø 새로운 시스템 개발에 협력한 치과의사들은 MR 시스템이 임플란트 치료를 할 경우 구멍을 뚫는 각도와 깊이 등의 정밀도를 쉽게 높일 수 있다며 만족감을 표시

Ø 반면 교육 및 연수 용도라면 지금도 충분히 사용 가치가 있지만, 임상 현장에서 실제 환자에 사용하기 위해서는 아직 개선의 여지가 있다는 평가를 내리고 있음

Ø 현단계 과제 중 하나는 HMD의 해상도인데, 오큘러스 리프트 cv1의 디스플레이와 카메라의 해상도 수준으로는 치료 부위를 직접 보고 싶을 때 화질이 다소 떨어지는 문제가 있다는 평가

Ø 해상도가 높은 HMD 기기들도 나오기 시작하고 있긴 하지만, 처리하는 데이터의 양이 증가하는 만큼 데이터 전송에 지연이 발생할 가능성이 있고, 고해상도 기기일수록 무게가 늘어나 치과 의사가 착용할 경우 머리와 목에 부담이 가능 문제도 고려해야 함

Ø 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈는 HMD 기기로는 오큘러스 리프트 외에 마이크로소프트의 ‘홀로렌즈(Microsoft HoloLens)’ 등을 포함해 보다 적합한 기기를 채택하기 위한 검토를 진행 중

Ø 향후 기술과 인프라의 발전 속도에 따라 고해상도 영상을 실시간으로 쉽게 처리하는 HMD가 빠른 속도로 개발될 가능성이 있기 때문에, MR을 이용한 치과 치료 시스템이 임상 현장에 투입되는 것도 현재 예상보다 앞당겨질 수 있을 것으로 기대