디지털 트윈이란 무엇입니까? 블랙미러가 현실이 되면

블랙미러 보고 무서웠나요? 불안한 마음으로 미래를 생각해 보았는가? 우리는 당신을 위한 메시지가 있습니다. 당신이 생각하게 만드는 기술이 있습니다. Black Mirror의 비현실적인 세계가 현실이 됩니다. 디지털 트윈에 대해 알아보겠습니다.

디지털 트윈 – 목차:

1. 디지털 트윈이란 무엇입니까?
2. 디지털 트윈의 주요 유형은 무엇입니까?
3. 디지털 트윈과 시뮬레이션의 차이점은 무엇입니까?
4. 디지털 트윈의 주요 적용 분야
5. 업계를 위한 디지털 트윈의 장점
6. 디지털 트윈의 미래 응용
7. 위협 및 우려 사항

디지털 트윈이란 무엇입니까?

디지털 트윈은 현실 세계에 존재하는 다른 물리적 객체를 반영하도록 설계된 가상 현실의 모델입니다. 디지털 트윈은 사물의 정확한 복제물이며, 단순한 그림이나 구성표, 심지어 사물의 시뮬레이션도 아닌 사물의 모든 특징을 반영하는 복제본입니다. 실제 객체에 대한 정보를 담고 있는 레플리카 또는 디지털 개념은 그 자체로 객체로 생성되어 존재하며 물리적 모델과 영구적으로 연결될 수 있습니다.

이 모든 것은 디지털 트윈의 개념이 세 가지 주요 요소를 포함한다는 것을 의미합니다. 실제 객체가 있는 실제 공간, 가상 객체가 있는 가상 공간, 가상 공간과 실제 공간 간의 지속적인 정보 흐름을 허용하는 이들 간의 연결입니다.

디지털 트윈 기술을 사용하는 아이디어는 1991년 Yale 컴퓨터 전문가인 David Gelernter 의 Mirror Worlds: or the Day Software Puts the Universe in a Shoebox 라는 제목의 출판물에서 처음 소개되었습니다. 간행물에서 Gelernter는 컴퓨터 화면을 통해 액세스할 수 있는 세계의 정확한 표현이 가까운 장래에 모든 사람이 사용할 수 있을 것이라고 주장합니다. 그의 비전에서 사람들은 매일 경험하는 현실과 상호 작용하는 것과 같은 방식으로 마법사와 상호 작용할 수 있습니다. Gelernter는 컴퓨터가 다르게 사용될 것이라고 예측하고 오늘날의 기술로 세계의 복제품을 구축하는 것이 가능한 방법을 설명합니다.

디지털 트윈의 개념은 제조에 사용할 아이디어를 최초로 적용한 것으로 알려진 Michael Grieves 교수도 개발했습니다. 그는 2002년 제품 수명 관리에 관한 행사에서 이 개념을 발표했습니다. 처음에 이 개념은 Mirrored Spaces Model이라고 불렸습니다. 그의 기사와 출판물은 실제 모델과 구별할 수 없을 뿐만 아니라 테스트 및 시뮬레이션 목적으로 훌륭한 디지털 제품의 완전성과 유용성을 칭찬합니다.

그러나 디지털 트윈의 기술은 보이는 것만큼 최신이 아닙니다. NASA는 이미 1960년대에 우주선이 지구에 복제되어 테스트 및 연구에 사용되었던 우주 탐사 임무에서 디지털 트윈 기술을 사용했습니다. 오늘날 우리가 이해하는 "디지털 트윈"이라는 단순한 용어는 2010년 NASA의 전문가인 John Vickers가 사용했습니다.

디지털 트윈의 주요 유형은 무엇입니까?

여러 유형의 디지털 트윈이 있지만 주요 차이점은 적용 영역 또는 깊이에 있습니다. 따라서 부분 쌍, 자산 쌍, 시스템 쌍 또는 프로세스 쌍에 대해 이야기할 수 있습니다. 부품 쌍은 작업 구성 요소의 매우 기본적인 작은 쌍입니다. 자산 쌍은 함께 작동하는 두 개의 개별 구성 요소로 구성된 소위 자산에 사용됩니다. 자산 쌍을 사용하면 작동 중인 두 구성 요소를 관찰하고 측정할 수 있습니다.

시스템 쌍은 다음 수준의 복잡성에 있습니다. 그 쌍둥이는 전체 기능 시스템을 복제하고 더 큰 물리적 개체를 연구할 수 있습니다. 프로세스 쌍은 공장이나 기타 큰 구조와 같은 거대한 시스템의 작업을 반영합니다. 프로세스 쌍은 복잡한 상호 작용을 관찰하는 데 도움이 되며 요소의 동기화를 허용하여 가능한 최고의 운영 효율성을 달성할 수 있습니다.

디지털 트윈과 시뮬레이션의 차이점은 무엇입니까?

시뮬레이션과 디지털 트윈의 개념은 때때로 동일한 디지털 개체와 관련하여 사용되지만 서로 다른 것이고 기본 개념이 다릅니다. 시뮬레이션은 일반적으로 CAD 소프트웨어 또는 기타와 같은 플랫폼에서 생성되며 실제 물리적 개체와 어떤 관계도 가질 필요가 없습니다.

반대로 디지털 트윈은 실제 물리적 개체와 연결하여 생성되어야 합니다. 디지털 트윈 생성의 전체 프로세스는 개체와 관련된 실제 데이터를 기반으로 합니다. 디지털 레플리카는 IoT 센서를 통해 실물과 연결되어 실시간 데이터를 받아 지속적으로 데이터가 업데이트된다. 디지털 트윈과 객체 간의 정보 흐름은 양방향입니다. 디지털 트윈에서 발생하는 프로세스의 결과는 실제 원본 개체와 함께 다시 사용될 수 있습니다.

디지털 트윈의 주요 적용 분야

디지털 트윈의 생성은 여전히 ​​매우 비싸고 힘든 작업이며 현재 디지털 트윈의 사용은 특정 영역으로 제한되어 있습니다. 다음과 같은 영역에서 광범위하게 사용됩니다.

• 도시계획

마을과 도시의 디지털 트윈은 3D 및 4D 시스템에서 사실적인 공간 데이터를 표시할 수 있습니다. 쌍둥이의 적용은 환경의 보다 일관된 도시 계획을 허용합니다. 현재 점점 더 많은 도시가 상하이와 싱가포르에 합류하여 쌍둥이를 만들기로 결정했습니다. 모든 데이터를 실시간으로 사용할 수 있으므로 거리, 건물 및 교통 시스템 설계와 관련된 모든 작업이 크게 향상됩니다. 최근 중동에 건설 중인 대부분의 새로운 도시에는 디지털 트윈이 동시에 생성됩니다.

• 자동차 산업

두 번째로 중요한 디지털 트윈 애플리케이션은 자동차 산업에서 찾을 수 있습니다. 자동차는 고장의 위험 없이 함께 작동해야 하는 많은 시스템을 포함하는 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 디지털 트윈 은 차량의 성능과 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 인공지능(AI) 디지털 트윈을 지원해 달리는 자동차의 경우 예후의 유효성을 조기에 확인할 수 있다.

• 보건 의료

처음에 의료 산업에서 사용되는 모든 디지털 트윈은 제품 및 장비의 복제본이었습니다. 현재 의료 분야의 디지털 트윈 개념은 진단 및 모니터링이 필요한 환자에게 적용되고 있습니다. 환자의 완전히 개인화된 모델이 구축되고 있습니다. 이러한 복제본을 통해 라이프스타일 매개변수를 저장하고 추적할 수 있습니다. 전체 인구의 디지털 트윈은 더 큰 패턴 검색을 가능하게 합니다.

• 제조업

디지털 트윈 은 전체 수명 주기 동안 개체의 기능을 보여줍니다. 디지털 트윈 기술의 최초 적용은 제조 분야였습니다. 모든 복잡한 제품은 디지털 트윈을 사용하여 생산할 수 있으며 생산의 모든 단계에서 이를 활용할 수 있습니다.

• 발전소

디지털 트윈 은 발전소와 같이 거대하고 복잡한 개체의 일정을 설정하는 데 도움이 됩니다. 모든 종류의 대형 엔진과 터빈은 정기적으로 유지 관리해야 하며 작동 상태를 유지하기 위해 질서 있게 관리해야 하는 주기적 프로세스에 크게 의존합니다. 여기서 디지털 트윈은 필수 불가결한 것 같습니다.

업계를 위한 디지털 트윈의 장점

• 위험 감소

직원의 건강과 안전은 물론 환경도 디지털 트윈 소프트웨어를 사용하여 보호할 수 있습니다. 생산 과정에서 발생하는 사고를 줄여 사업 목표를 지킬 수 있습니다. 디지털 트윈 기술을 사용하면 비용이 많이 드는 다운타임을 훨씬 쉽게 피할 수 있습니다.

• 제품의 품질

디지털 트윈 기술을 통해 실행되는 시뮬레이션이 제공하는 더 나은 통찰력을 통해 회사는 제품의 품질을 개선하고 필요할 때 실시간으로 맞춤화할 수 있습니다.

• 유지보수 비용이 저렴하다

디지털 트윈은 전체 생산 프로세스와 관련된 예측을 회사에 제공합니다. 이를 통해 고장이 발생하기 전에 수리 또는 부품 변경을 예약할 수 있습니다.

디지털 트윈의 미래 응용

디지털 트윈의 향후 적용에는 제한이 없습니다. 현재 디지털 트윈은 여전히 ​​새로운 기술을 배우고 있지만 투자 금액과 인지 능력은 매년 기하급수적으로 증가합니다. 오늘날 디지털 트윈 시장은 주로 제조, 자동차, 항공, 에너지, 의료 및 물류와 같은 여러 주요 부문에서 성장하고 있지만 향후 개발은 인간 활동의 모든 가능한 영역을 포함할 것으로 예상됩니다.

• 스마트 시티

과학자들이 도시와 마을을 위한 디지털 트윈을 만들고자 하는 주된 이유는 거대한 도시 구조에서 생성되는 탄소 배출입니다. 도시는 탄소의 약 70%를 생산하고 세계 에너지의 3분의 2 이상을 소비하는 것으로 추정됩니다. 마이애미, 뉴욕, 샌디에이고, 자카르타와 같은 많은 도시와 중국과 인도의 상당한 면적이 2050년까지 물에 잠길 것으로 예상됩니다.

보다 지속 가능한 도시 개발 계획과 건설 산업(현재 매우 비효율적임)이 사용하는 시간 및 자원에 대한 더 나은 제어는 에너지 낭비와 대기 중 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 도시의 디지털 트윈은 문제에 대한 솔루션 입니다. 설계, 계획, 건설 및 일상적인 관리와 같은 도시화의 모든 프로세스를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 디지털 트윈은 단열이 제대로 되지 않고 오래된 건물에서 발생하는 에너지 낭비를 줄이고 비효율적인 교통 흐름에서 발생하는 배출량을 줄일 수 있습니다.

현재 전 세계적으로 많은 도시 도시 프로젝트가 진행 중입니다. 해당 도시에는 아직 디지털 트윈이 없지만 정부와 지방 정부가 디지털 트윈을 완벽하게 유지하기를 기대한다면 올 것입니다. 프로젝트의 규모는 엄청납니다. 대부분의 대도시는 조만간 스마트한 것을 목표로 합니다. 인도 정부 주택 도시부(Ministry of Housing and Urban Affairs)는 2023년까지 스마트 도시가 될 100개 도시를 선정했습니다 . 주와 정부는 인도 스마트 도시 프로젝트의 주요 투자자이자 개시자입니다. 모든 스마트 인도 도시는 ICT(모바일 기반 도구)를 사용하여 스마트한 사람들의 참여를 허용할 것으로 예상됩니다.

중국은 거의 500개에 달하는 더 많은 수의 스마트 시티 프로젝트를 운영하고 있습니다. 100개의 주요 도시가 있으며 베이징, 상하이, 선전, 항저우, 청두 및 우한과 같이 가장 많이 알려진 도시가 있습니다. 대부분은 아직 건설 중이지만 중국은 미래에 지구상에서 가장 먼저 완전히 스마트한 국가가 될 것으로 예상됩니다.

가장 큰 스마트 시티 중 일부는 미국에 있으며 뉴욕, 로스앤젤레스, 샌프란시스코, 피닉스, 솔트레이크시티, 덴버, 마이애미 및 미니애폴리스가 있습니다. 런던과 두바이도 파리, 자카르타, 멜버른, 바르셀로나, 타이베이처럼 스마트해지고 있습니다. 우리가 볼 수 있듯이 대부분의 대도시는 가까운 미래에 스마트해지는 것을 목표로 하고 있으며 결국에는 모두 디지털 트윈을 갖게 될 것입니다.

• 지구와 농업

이산화탄소 배출에 대한 추가 통제를 위해 지구의 쌍둥이가 개발되고 있습니다. 디지털 트윈 은 기후 변화를 예측하고 그러한 변화의 결과를 예측하는 데 도움이 되어야 한다고 합니다. 이 프로젝트는 2021년 중반에 시작되었으며 최소 10년 동안 운영될 것으로 예상됩니다. 결국, 지구의 완전하고 매우 정확한 디지털 모델이 설계될 것입니다. 지구의 복제품은 지구 표면에서 일어나는 모든 과정을 표현하는 것을 목표로 합니다. 이 쌍둥이를 통해 음식, 물 및 에너지도 모니터링됩니다.

디지털 트윈과 관련된 일부 솔루션은 이미 농업에서 옥수수, 밀, 콩과 같은 작물의 생산을 늘리는 데 사용됩니다. 센서는 날씨와 토양의 질을 모니터링합니다. 토네이도, 홍수 및 가뭄과 같은 자연 재해는 식량 안보에 위험을 초래하므로 디지털 트윈 기술이 제공하는 정확한 예측은 농업에 대한 솔루션이 될 수 있습니다.

• 인간 디지털 트윈

스마트 디지털 도시의 디지털 세계가 번성하려면 디지털 인간 거주자가 필요할 수 있습니다. 인간은 디지털 트윈을 가질 수 있으며 기술은 이미 그러한 개체의 생성을 허용합니다. 디지털 생활을 주도할 인간의 디지털 트윈은 머지 않아 10년이 끝나기 전에 실용화될 것으로 예상됩니다. 이러한 디지털 트윈은 실제 모델인 인간으로부터 생각하고 학습할 것으로 예상됩니다.

위협 및 우려 사항

인간의 디지털 트윈은 고용주, ​​기업 및 회사에 유용할 수 있지만 개인에게도 똑같이 도움이 될까요? 이는 매우 비윤리적이며 인간 상호 작용에 해로울 수 있습니다. 필요한 기술을 배우게 될 인간 디지털 트윈이 인간을 대체하고 중복될 수 있습니다. 고용주는 실제 사람 대신 디지털 휴먼을 고용하기로 결정할 수 있으며, 이는 두 생물의 생활비를 비교할 때만 이해할 수 있습니다.

자유와 자유 의지의 종말. 도시의 디지털 트윈 기능에 대한 찬사 중에는 인간에게 전혀 도움이 되지 않을 수도 있는 기능이 있습니다. 정부 또는 기타 관리 주체 가 도시 공간에서 생활하는 데 필요한 모든 중요한 측면을 제어할 수 있다고 합니다. 디지털 트윈은 교통 흐름을 제어할 수 있습니다. 즉, 원하는 곳으로 이동할 수 없고 시민 아파트에서 사용되는 방과 물의 온도를 제어할 수 있으므로 더 이상 긴 샤워를 할 수 없습니다. .

디지털 트윈 기술이 우리 도시를 통치할 미지의, 예측할 수 없는 당국에 부여한 권력과 통제의 양은 과도하고 위험합니다. 불순종하는 개인을 처벌하는 방법은 사람의 즉각적인 환경을 조작하는 것만으로도 백만 가지가 될 것입니다. (서비스에 대한 접근 부족, 제한된 자원량, 제한된 여행 능력).

실제 인간은 자연이나 다른 생물에 접근할 수 없는 작고 제한된 장소에서 살도록 강요받을 수 있습니다. 소매 기업이 가상 현실로의 이동을 계획함에 따라 가상 매체를 통한 쇼핑도 실현될 것입니다. 디지털 트윈 기술의 주요 설계자 중 일부는 쇼핑이 단순히 상품을 구입하는 것이 아니라 사교, 오락, 마음의 재충전과 관련이 있다는 사실을 잊어버린 것 같습니다.

현재 윤리 및 자유 문제와 관련하여 분석할 수 있는 스마트 시티의 살아있는 예가 있습니다. 베이징은 도시 전체에서 현금 없는 생활을 가능하게 하는 지불 시스템으로 찬사를 받고 있습니다. 전 세계의 모든 시민이 스마트 기기를 갖게 될까요? 광저우는 ID 카드를 스마트폰으로 대체했습니다. 시스템은 완전히 작동하지만 그 어느 때보다 개별 시민을 더 많이 제어할 수 있습니다. 정부를 비판하는 사람들은 더 이상 광저우에 숨을 기회가 없습니다.

실제 공간(도시, 지구, 사물)의 디지털 트윈과 인간의 디지털 트윈에 대한 가장 중요한 질문은 전체 프로세스에 필요한 인간과 그의 복제본 사이의 연결에 관한 것입니다. 스마트폰 또는 기타 장치입니다. 디지털 현실로의 변화는 인간 생활의 일부 영역에서 필요한 것처럼 보이지만 디지털 트윈의 기술은 매우 에너지 소모적입니다. 디지털 트윈 기술의 모든 적용이 우리 생활의 모든 측면에서 정말 필요한지, 그리고 누가 인간 프로토타입을 비현실적이고 부자연스럽고 완전히 제어할 수 있는 세계에서 생각하는 쌍둥이와 함께 살게 함으로써 이익을 얻고자 하는지 스스로에게 묻지 말아야 할까요? ?

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저자: 로버트 휘트니

IT 부서를 지도하는 JavaScript 전문가이자 강사입니다. 그의 주요 목표는 코딩하는 동안 다른 사람들에게 효과적으로 협력하는 방법을 가르쳐 팀 생산성을 높이는 것입니다.

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