디지털 트윈은 가상 세계를 다루고 있다는 점에서 메타버스(Metaverse)와 비슷하지만 구현 기술이나 활용되는 측면에서 엄연히 구별되는데요. 

메타버스는 현실과 비슷한 3차원 가상 세계에 자신을 대변할 아바타를 만들어 다양한 경제‧사회‧문화적 경험을 하는 것을 말합니다. 현실 세계와의 연결이 필수이며 가상 세계와 현실이 반드시 똑같을 필요는 없죠. 반면 디지털 트윈은 현실과 가상 세계가 실시간 동기화되어 같은 데이터를 반영하는 게 핵심입니다. 가상에서 일어난 일이 현실에도 그대로 옮겨지는 거울 세계(Mirror Worlds)에 가깝다고 할 수 있죠. 시뮬레이션으로 얻은 정보가 현실의 의사 결정에 영향을 미치기 때문에 산업에서 활용하기에는 메타버스보다 좀 더 현실적인 기술이라고 평가받습니다. 

디지털 트윈의 시작은 1970년대로 거슬러 올라갑니다. 달 탐사 프로젝트를 수행하던 우주선 아폴로 13호가 고장 나자 미국 항공우주국(NASA, National Aeronautics and Space Administration)이 지상센터에 이와 동일한 조건의 탐사선과 우주 환경을 만들고 시뮬레이션을 한 것인데요. 물론 현대적 개념의 디지털 트윈 기술은 아니지만 시뮬레이터로 비슷한 효과를 구현했다는 점에서 의미가 있습니다.

현대적 개념의 디지털 트윈은 2000년대에 들어서야 등장합니다. 인공지능(AI), 증강현실(AR), 사물인터넷(IoT), 5G 등 기반 기술이 발전하면서 빠르게 성장하기 시작했는데요. 가장 먼저 디지털 트윈을 도입한 기업은 미국 제너럴 일렉트릭(GE, General Electric)을 꼽을 수 있습니다. 항공기 엔진 관리 시스템에 디지털 트윈을 적용했는데요. 엔진의 3D 모델을 만들고 실시간 데이터를 수집해 모니터링함으로써 엔진 부품 교체 시기, 고장 날 가능성 등을 예측해 유지‧보수 비용을 절감하고 항공기 결함에 대한 감소 효과를 얻었죠.

디지털 트윈하면 빼놓을 수 없는 나라도 있습니다. 바로 싱가포르인데요. 싱가포르는 3년에 걸쳐 모든 건물과 도로, 구조물, 인구 등 도시의 데이터를 3D 가상현실에 구현한 ‘버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)’를 만들어 선보였습니다. 예를 들어 도심의 건물과 공원을 계획할 경우 바로 공사에 착수하는 것이 아니라 버추얼 싱가포르 플랫폼 내에서 주변 경관과의 조화, 일조권 침해 여부, 교통에 미치는 영향을 시뮬레이션으로 미리 파악할 수 있도록 한 것이죠. 또한 홍수나 화재와 같은 재난 상황에 대응할 수도 있습니다. 우리나라에서도 세종시가 2018년부터 교통과 환경 분야에 디지털 트윈을 적용하고 있습니다.

이처럼 디지털 트윈은 직접 가기 힘든 우주 공간을 넘어 제품 생산, 도시 계획까지 그 분야가 점점 확대되고 있습니다. 사전에 가상현실로 검증하기 때문에 리스크를 줄이고 품질은 높일 수 있습니다. 덕분에 자동차, 에너지 등 산업별 디지털 트윈 적용 사례도 늘어나고 있습니다. 예를 들어 차에서 수집된 주행 데이터를 기반으로 전기차의 배터리 수명을 예측하거나, 사람들의 전력 소비량과 생산량을 예측하여 전력 공급을 최적화할 수도 있죠. 또한 환경이나 비용 문제로 현실에서 하기 어려운 실험도 디지털 기반의 시뮬레이션으로 시간과 비용을 절약하면서 실제와 비슷한 결과를 낼 수 있습니다.  

차세대 첨단 기술로 기대를 모으며 주목받고 있는 디지털 트윈. 최근 그 성장 속도가 심상치 않은데요. 글로벌 리서치그룹인 마켓앤마켓(Markets and Markets)의 보고서에 따르면 글로벌 디지털 트윈 시장 규모는 2020년 3조 5천억 원에서 2026년 54조 2천억 원으로 15배 이상 성장할 것이라 전망했습니다. 팬데믹으로 전 세계에 디지털 전환이 빨라진 것도 성장 속도에 영향을 미쳤다고 분석입니다.

디지털 트윈은 건설업에도 새로운 바람을 불러일으키고 있습니다. 제한된 공간에서 다양한 공종이 복합적으로 진행되는 건설업의 특성상 시공 전 작업환경을 모두 파악하기 쉽지 않은 데다 완공 후에도 보수‧보강 및 안전진단과 같은 유지∙관리가 꾸준히 이뤄져야 하기 때문이죠. 이때 디지털 트윈을 활용하면 위험 요소를 사전에 발견하여 안전하게 시공할 수 있고, 준공 후에도 보수 공사의 기간이나 범위를 예측하고 시뮬레이션으로 작업까지 최적화할 수 있습니다. 

건설의 미래를 고민해온 현대건설은 누구보다 앞서 디지털 트윈에 관심을 갖고 적극적으로 연구해오고 있습니다. 터널부터 항만, 고속도로, 주택에 이르기까지 다양한 분야에 디지털 트윈을 적용하고 있죠. 특히 디지털 트윈을 이루는 핵심 열쇠라고 불리는 *BIM에 관해서는 업계 선두 주자로 꼽히고 있습니다. 지난 7월에 BIM 분야 국제표준인 *ISO 19650:2018 인증을 획득했을 정도죠. 이를 바탕으로 현대건설은 BIM 기반의 디지털 트윈 시뮬레이션 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 

현대건설이 시공한 카타르 국립박물관(National Museum of Qatar)의 경우 세계 최초로 건축 전 과정에 3D BIM이 도입된 사례인데요. 316개에 달하는 원형판(Disk)이 뒤섞이고 맞물리며 만들어낸 독창적이고도 유례가 없는 비정형 외관을 현실화하기 위해서는 BIM의 도움이 절실했습니다. 현장 직원들은 3차원으로 그려진 건물 모형으로 설계 도면의 오류를 미리 파악하고 실제 시공 과정에서 발생할 수 있는 문제를 예방했습니다. 또한 원형 디스크를 구성하는 7만6000여 장의 섬유 보강 콘크리트(FRC·Fiber Reinforced Concrete) 패널 조립을 위해 패널마다 바코드를 부착했고 바코드를 찍어 몇 번 원형판에 어느 부분인지 추적·관리할 수 있게 했습니다.