전기전자/정보통신

NTT 기술저널_2023.2 특집 요약 (p12~16)

디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현
새로운 가치창조를 목표

본 특집은 NTT디지털트윈컴퓨팅연구센터가 실현을 위해 추진하고 있는 디지털 트윈 컴퓨팅 구상과 목표로 설정한 4가지 그랜드 챌린지의 개요 및 목표 달성을 향한 구체적 연구개발 상황에 대해 소개한다.

목차

1. ‘디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현을 위한 그랜드 챌린지’의 최신 동향에 대해
디지털 트윈 컴퓨팅(DTC) 구상 실현을 목표로 하는 디지털 트윈의 공동 이용을 위한 활동과 그랜드 챌린지 달성을 향한 최신 동향을 소개한다.

2. 감성 커뮤니케이션 실현을 위한 뇌과학 응용 기술
각기 다른 감성을 가진 사람들이 서로 이해하고 존중할 수 있는 세계를 실현하기 위한 뇌과학 응용 기술 개발 활동에 대해 소개한다.

3. Another Me 기술을 이용한 ‘사동(獅童) 트윈’ 실현에 도전
실제 사람의 외견와 내면을 재현하여 자립적으로 활동할 수 있는 '휴먼 디지털 트윈' 실현을 목표로 하는 ‘Another Me’의 사회 구현을 위해 첫 번째로 도전하는 ‘사동(獅童) 트윈’의 개요 및 주요 기술에 대해 소개한다.

4. 교통의 원활한 흐름(플로우)를 위한 디지털트윈의 활용
정체가 발생하지 않도록 최적화된 교통 흐름을 실현하기 위해 단편적인 단면 교통 데이터의 보완 및 추정을 통해 리얼한 교통 수요 데이터를 생성하는 기술에 대해 소개한다.

5. 포섭적인 지속가능성 실현을 위한 연성(連成)기술 연구개발
포섭적인 지속가능성 실현을 목표로 복수의 시뮬레이션 모델을 조합시키는 연성기술의 개요와 정책 평가의 프로토타이핑, 미래에 대한 전망을 소개한다.

● 디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현을 위한 그랜드 챌린지’의 최신 동행에 대해

NTT는 IOWN (Innovative Optical and Wireless Network)에서 하나의 큰 축을 담당하고 있는 실제 세계와 디지털 세계의 조합을 통해 미래 예측 및 최적화를 실현하기 위한 ‘디지털 트윈 컴퓨팅(DTC) 구상’을 추진하고 있으며, 이 장대한 연구개발의 목표인 그랜드 챌린지를 설정해 연구개발을 진행하고 있다.

여기서는 디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현을 목표로 추진하고 있는 디지털 트윈의 공동 이용을 위한 활동과 그랜드 챌린지 달성을 향한 최신 동향에 대해 소개한다.

디지털 트윈 컴퓨팅과 그랜드 챌린지 달성을 향한 활동

NTT가 내걸고 있는 IOWN(Innovative Optical and Wireless Network)의 주요 구성 요소 중 하나가 디지털 트윈 컴퓨팅(DTC) 구상이다.

이것은 실세계의 사물과 사람 그리고 사회에 관련된 고정밀 디지털 정보를 조합함으로써 기존의 ICT 한계를 넘어선 대규모 및 고정밀의 미래 예측과 그 시행(試行), 더 나아가 새로운 가치를 가진 고도의 커뮤니케이션 등의 실현을 목표로 하는 것이다. 이 디지털트윈 구상을 통해 전세계의 다양한 사회 과제 해결과 혁신적인 서비스 창출이 이루어져 스마트 사회 실현이 가속화될 것이다.

디지털 트윈 컴퓨팅은 사람과 같은 마이크로 세계에서 지구 규모의 매크로 세계에 이르기까지 다루는 범위가 넓고, 그 적용 분야도 다양하게 나뉘어져 있다. NTT는 큰 틀의 연구개발 목표로 4가지 '그랜드 챌린지'를 설정해 디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현을 목표로 하고 있다.

① 언어나 문화의 차이뿐만 아니라, 경험이나 감성 등 개개인이 가진 고유의 특성의 차이를 뛰어넘어 상대방의 마음을 파악하거나 느끼는 감성을 직접적으로 이해할 수 있는 새로운 커뮤니케이션을 실현하는 '감성 커뮤니케이션'

② 실제 사람을 디지털로 재현한 또 다른 자신이 현실의 제약을 뛰어넘어 자율적으로 활동하고 그 결과를 본인의 경험으로써 공유, 이를 통해 사람이 활약하고 성장할 수 있는 기회를 확장하는 것을 목표로 하는 'Another Me'.

③ 사회 및 사람을 디지털을 통해 고정밀하게 표현해 그것을 상호 작용시킴으로써 미래 사회의 모습을 탐색하고, 이를 통해 개인이 원하는 행동을 선택할 수 있는 시스템을 목표로 하는 '미래 사회 탐색 엔진'.

④ 지구 환경이 구비하고 있는 자율성과 그 일부로써 사회 및 경제 시스템의 자율성을 조화시킨 포섭적인 균형성과 그것으로 유도하는 사회 시스템 변용에 대한 복수의 선택지를 제시하는 '지구 규모의 포괄적 지속가능성'

디지털 트윈의 공동 이용을 위한 활동

디지털 트윈 컴퓨팅 구상에서 목표로 하는 그랜드 챌린지에서는 사람, 자동차, 건물, 기상환경 등, 다양한 디지털 트윈을 조합한 앱을 구축하기 위해 다양한 디지털 트윈을 자유자재로 조합하거나, 상호작용을 연산하는 것이 필요하다.

여기에는 디지털 트윈의 상호 지속성을 확보하는 것이 매우 중요하기 때문에 NTT는 디지털 트윈 컴퓨팅 구상 실현에 필요한 디지털 트윈의 공동 이용을 위한 활동으로써 IOWN Global Forum(IOWN GF)을 통한 관련 업계의 다양한 이해관계자와의 연대에도 주력하고 있다.

디지털 트윈 컴퓨팅 구상은 NTT만으로 실현할 수 있는 것이 아닌, 관련 업계의 기업, 대학, 연구기관 등과 함께 기술 사양과 아웃라인을 결정해나갈 필요가 있다.

이를 위한 논의의 장으로써 네트워크 인프라스트럭처에서 앱 레이어까지를 커버하고, 더 나아가 기술 제공자에서 유저까지 폭넓은 전문가들이 참가하고 있는 IOWN GF는 최적이라고 할 수 있다. 이러한 폭넓은 요건과 지식을 공유함으로써 디지털트윈의 상호 지속성을 확보하기 위한 효과적인 방식을 논의할 수 있다.

2022년 2월부터 IOWN GF에서는 'Digital Twin Framework'라는 태스크포스를 설립해 디지털 트윈의 상호 지속성에 관련된 논의를 진행하고 있다. 2022년 11월 현재, 미국과 일본, 유럽 등 10개 이상의 기업과 대학, 연구기관에서 파견된 30명 정도의 전문가들이 정기적으로 이 태스크포스에 참가하고 있으며, 원격으로 온라인 회의나 컨플루언스(Confluence)를 통한 논의 및 도큐먼트 작성을 활발히 추진하고 있다.

활동 개요로는 유스케이스 분석과 갭 분석에 착수해 향후 IOWN GF에서 정의해야 할 기술 범위를 명확화하기 위한 논의를 시작. IOWN GF이 정의한 유스케이스 중에는 디지털트윈 활용이 효과적인 스마트 시티의 에너지 효율화와 온실가스 배출 경감, 안전 감시와 같은 유스케이스가 많으며, 그것들에 대한 분석을 통해 디지털 트윈의 상호 지속성의 과제는 어떤 것인지를 명확히 하고 있다.

그 결과, 수많은 이해관계자들이 디지털트윈 데이터를 교환해 가공하거나 변경하는 과정에서 데이터 모델의 인터오페라빌리티(Interoperability)와 액세스 컨트롤이 중요한 과제라고 하는 공통 의식이 생겨나기 시작하고 있으며, 앞으로 이러한 과제들의 해결책을 태스크 포스 안에서 논의해나갈 예정이다.

그랜드 챌린지의 최신 동향

본 특집에서는 앞서 소개한 그랜드 챌린지에 관한 연구 내용과 그 실현을 위해 필요한 기술개발 상황과 최근의 활동에 대해 보고한다.

■ 감성 커뮤니케이션 실현을 위한 뇌과학 응용 기술
감성 커뮤니케이션은 상대방의 마음을 파악하거나 느끼는 감성을 직접적으로 이해할 수 있는 새로운 커뮤니케이션 모달 창출을 목표로, 감성에 대한 정보가 포함된 사람의 뇌 정보를 활용하는 뇌과학 응용 기술이며, 뇌파 데이터에서 위화감, 납득하는 감정 등을 디코딩하는 기술이다. 감성 정보가 포함된 뇌의 상태를 뇌의 표상으로써 지각화하는 기술이기도 하다. 서로에 대한 이해도를 높이기 위한 뇌파 커플링 기술 등을 소개한다.

■ Another Me 기술을 이용한 ‘사동(獅童) 트윈’ 실현에 도전
Another Me는 실제하는 사람의 외관 및 내면을 재현해 자율적으로 활동하는 '사람 디지털트윈' 실현을 위한 사회 구현의 일환으로써 가부키 배우인 나카무라(中村) 씨의 디지털트윈을 구축해 가부키 공연에서 상연(上演)하기까지의 도전과 그 실현에 이용한 소량의 데이터를 통해 개인의 기민한 움직임까지도 재현할 수 있는 '신체 모션 자동 생성 기술', 그리고 낮은 비용으로 다양한 화자(話者) 및 어조를 재현할 수 있는 '임의 화자 음성 합성 기술'에 대해 소개한다.

■ 교통의 원활한 흐름을 위한 디지털 트윈 활용
미래 사회 탐색 엔진은 사람들이 활동하는 사회를 디지털로 고정밀하게 재현해 사람들의 행동을 반복적으로 변화시키면서 미래를 탐색하는 시스템을 구축하는 것이다. 이번 특집에서는 특히 디지털 트윈 상에서의 교통 흐름 재현과 예측에 초점을 맞춰 교통 흐름의 디지털트윈 생성 기술로써 단편적인 단면 교통량 데이터의 보완 및 추정을 통해 리얼한 교통 수요 데이터를 생성하는 기술에 대해 소개한다.

■ 포섭적인 지속가능성 실현을 위한 연성기술의 연구개발
지구 규모의 포섭적 순환 시뮬레이션에 대해서는 포섭적인 지속가능성 실현을 목표로 환경과 경제, 사회 간의 복잡한 상호작용을 이해한 상태에서 정책 결정을 하기 위해 NTT는 그 상호작용을 컴퓨터 상에 재현해 평가하기 위한 시스템 구축을 추진하고 있다. 이번 특집에서는 복수의 시뮬레이션 모델을 조합시키기 위한 연성기술과 정책 평가 프로토타이핑, 그리고 미래 전망에 대해 소개한다.

맺음말

NTT가 내건 '그랜드 챌린지'는 일견 달성하기 어려워 보이는 대담한 미래 구상이라고 할 수 있다. 이것은 지금까지 쌓아온 기술들을 더욱 발전시키고 새로운 아이디어들을 추가해나가는 것만으로는 실현하기 어렵다.

난이도 높은 목표를 가장 빨리 달성하기 위해서는 풀어야 할 과제를 찾아내 그 해결에 도전하면서 목표에 다가가지 않으면 안 된다. 백캐스팅(Backcasting)을 이용한 연구 방법이 중요하다. 이를 위해서는 유력한 유스케이스 설정과 특히 주목해야 할 영역 판별, 기술적 과제 추출, 사회 구현되었을 때의 영향 평가 등이 필요하다.

NTT는 이번에 '감성 커뮤니케이션'과 'Another Me'에 대해 Sci-Fi 프로토타이핑이라는 방법을 이용해 기술이 실현되었을 때 구축될 가능성이 있는 미래 사회를 소설을 통해 구체적으로 표현함으로써 일어날 수 있는 사회 변화와 거기서 사는 사람들의 인식이나 과제를 부각시켜 연구개발을 피드백하는 활동을 추진했다.

이러한 활동에 대해서는 본 잡지의 특별기획을 통해 소개하며, 별책부록으로 이 소설을 제공한다. 많은 관심 가져주길 부탁드린다.

 -- 끝 --