출처 : https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2307/20/news009_2.html

 

메타버스와 디지털 트윈의 융합으로 인한 산업/도시의 변화에는 크게 3가지 가능성이 존재한다. 각 내용을 소개하고 그 사례를 제시한다.

 

(1) 매크로 변화 : 도시/사회/공장 등 전체를 연결하는 디지털 트윈

(2) 미크로 변화 : 인간의 동작 및 깨달음, 암묵지의 디지털 트윈

(3) 자동화 형태 변화 : 원격 조작과 메타버스 활용에 의한 온갖 영역의 자동화 확대

 

(1) 매크로 변화 : 도시/사회/공장 등 전체를 연결하는 디지털 트윈

 

먼저 매크로 방향의 변화를 보면, 개별 제품이나 라인 등의 부분 최적화를 담당했던 디지털 트윈이 메타버스의 개념 및 접근방식을 도입함으로써 범위를 확장한다. 예를 들어, 도시나 사회ㆍ공장 전체 등이다. 아래 그림은 Dream On이 제공하는 도시의 메타버스 공간상에서 플라잉카의 디지털 PoC를 진행하는 모습이다.

 

<그림1> Dream On과 미쓰비시 전기의 플라잉카 VR 콘텐츠 개발

 

플라잉카와 자율주행차, 로봇 등 첨단 기술의 도입을 검토할 때는 플라잉카를 비롯한 첨단 기술에서는 기체 등 눈에 보이는 것이 구현화될 때 사람들의 이해와 주변 비즈니스의 구체화가 더 잘 이루어지며, 사회 수용성이 향상된다. 사회 수용성이 향상되지 않으면 니즈와 양산 규모가 보이지 않고, 기술적인 요건이 결정되지 않아, 개발이 진행되지 않을 수 있다. 즉 첨단 기술 개발과 사회 수용성은 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’의 관계이다.

 

메타버스 공간이라면 첨단 기술이 구현화되기까지 기다리지 않고 그러한 기술을 적용한 사회를 구체적으로 보여줄 수 있다. 기술을 적용한 사회를 미리 구축해 놓고 기술의 움직임을 살피는 시뮬레이션 및 디지털상에서의 PoC(개념 실증)를 진행하는 방식이다.

그렇게 하면 사람들의 이미지를 구체화할 수 있고 사회 수용성이 향상되며, 주변 비즈니스/서비스에 대한 검토가 발전하게 된다. PoC의 결과가 기기/기술 개발 기업에까지 피드백된다면, 사회 적용에 대한 선순환이 생기게 된다.

 

<그림2> 디지털 PoC(사회 실험)에 의한 닭/달걀 문제의 타개

 

<그림1>을 생각해 보자. 이 도시 공간 메타버스에서 이루어지는 플라잉카의 디지털 PoC에서는 도시 공간 3D 데이터 및 기상 데이터를 활용하여 실제 환경을 재현한 시뮬레이션/체험을 지향한다. 현재 일본에서는 도쿄역을 중심으로 하는 도시형 경로와 도서 지방을 모델로 하는 지방형 경로가 준비되어 있다. 첨단 기술로 거리를 조성하고자 하는 행정 및 지자체, 기체 부품 개발 기업, 플라잉카 서비스를 제공하는 서비스 사업자 등과도 연계하고 있다.

 

앞으로는 지자체 등과 연계하여 플라잉카를 실현하기 위한 거리 조성 및 규제/표준화 등에 관한 정부 기관과의 규칙 제정에서도 활용될 것으로 보인다. Dream On은 그림/사진에 있어 미쓰비시 전기와 연계하고 있다. 미쓰비시 전기는 메타버스상에서 플라잉카에 관한 기술 실증을 진행함으로써 자사의 플라잉카를 대상으로 하는 부품의 요건을 구체화한다. 설치 장소나 요구되는 기능/크기 등의 기술 요건을 정의하기 위해 먼저 가상 공간에서 주관에 가까운 유저 체험을 만들어 낸다. 그것을 통해 기술 요건을 더욱 구체화한다.

 

메타버스의 기술 및 접근방식을 도입함으로써 이러한 사회 및 도시의 디지털 트윈을 더욱 쉽게 만들 수 있게 된다. 아래 그림은 국토교통성의 규슈 지방 정비국에서 게임 엔진 Unreal Engine과 메타버스를 활용하여 하천 개발을 진행한 사례다.

 

<그림3> 규슈 지방 정비국의 게임 엔진을 통한 하천 개발 합의 형성

 

규슈 지방 정비국은 국토교통성의 지방 지분부국으로서 오키나와를 제외한 규슈의 7개현을 관할한다. 해당국은 하천 공간과 도시 공간이 어우러진 보기 좋은 수변 공간을 형성하는 것을 목적으로 하는 야마쿠니가와의 ‘강(江)마을 조성’에 있어 게임 엔진(후에 나오는 Unreal Engine) 및 메타버스를 활용하여 주민과의 합의를 형성하고자 했다.

 

정비된 인프라는 주민이 이용해야만 가치가 생긴다. 그러므로 게임 엔진을 통해 하천 조성 후의 3D 세계를 만든 다음, 설명회에서 주민이 헤드셋을 활용하여 그 3D 세계에 들어오도록 했다. 그렇게 이루어진 의논 및 합의 형성, 피드백을 바탕으로 설계를 개선했다.

 

기존에는 모형이나 완성 예상도를 만들어 주민에게 설명하고 합의를 형성했다. 하지만, 비용/준비 기간이 많이 들어가는 데다 이미지를 충분히 전달하기에도 한계가 있었다. 게임 엔진이나 메타버스를 활용하면 설계하는 데 걸리는 기간/비용을 절감할 수 있고, 난간의 높이나 계단의 단차, 강에 놓이는 다릿돌의 간격, 물의 깊이 등을 주민이 구체적으로 상상할 수 있어, 원활한 합의 형성이 이루어진다.

 

(2) 미크로 변화 : 인간의 동작 및 깨달음, 암묵지(暗黙知)의 디지털 트윈

 

다음으로 미크로 변화로서, 사람의 깨달음이나 판단/암묵지의 디지털 트윈에 대해 소개한다. 기존에는 설비 기기의 반복 동작은 표준화하기 쉬워 디지털 트윈으로 만들기 비교적 쉬웠지만, 사람의 판단이나 깨달음에 대해서는 디지털화하기 어려워 암묵지가 되곤 했다. 하지만 메타버스 공간에서 숙련자의 판단, 깨달음, 노하우를 추체험할 수 있게 되면, 이를 훈련에 활용할 수 있다.

 

그 일례가 서비스업의 접객이다. 일본의 식당 및 소매업, 간호 등의 서비스업은 현장 종업원의 깨달음이나 접객이 강점으로 이어진다. 하지만 이러한 것들은 사람에게 귀속되는 것이며, 현장에서 일하면서 숙련자의 어깨너머로 배워야 했다. 표준화 및 형식화, 그리고 지식을 외부에 제공하는 등의 상품화가 이루어지기 어려운 영역이기 때문이다.

 

현재 서비스업에서의 접객 및 사람의 판단을 3D 공간에서 디지털화함으로써 표준화/형식지화하려는 움직임이 이루어지고 있다. 3D화하여 훈련하면 기존에는 취할 수 없었던 사람의 움직임이나 깨달음에 관한 데이터를 축적할 수 있다. 이를 통해 시뮬레이션 및 개선 사이클이 활발해지게 된다.

 

제조업 및 건설업 등은 설비나 사물의 움직임도 중요한 산업이지만, 서비스업에서는 ‘사람’이 가장 중요하다. 서비스업에서 독자적인 자원으로 IT 투자나 연구 개발을 하는 데에는 한계가 있는데, 이때 정부의 연구기관으로서 산업종합연구소(산총연)가 중요한 역할을 한다. 이제 산총연이 로열 호스트와 간코 푸드 서비스를 통해 진행하고 있는 서비스업 종사자의 깨달음, 판단, 접객의 디지털 트윈/3D화를 소개한다.

 

로열 호스트의 사례의 포인트는 지금까지 암묵지로 여겨져 표준화하기 힘들었던 ‘접객’을 디지털화하여 전달한다는 점이다. 현재의 연구 단계에서는 숙련된 직원이 미숙한 직원에게 노하우를 알려주는 것을 목적으로 하지만, 향후 서비스업에서의 CPS로서는 타사에 제공함으로써 새로운 수익원을 확보하는 데에도 도움이 된다. 예를 들어 일본의 서비스업이 강점을 보이는 오퍼레이션, 현장 직원의 깨달음 등을 CPS로 디지털화하여 외판 솔루션으로 만들 가능성이 있다.

 

연구에 협력한 로열 호스트는 1971년에 1호점을 오픈한 대형 패밀리 레스토랑이다. 경제산업성이 소관하는 연구기관인 산총연과 함께 긴자인즈점(도쿄도 츄오구)에서 숙련된 직원의 움직임과 깨달음을 3D 공간상에서 디지털 트윈으로 재현하고 훈련하는 시책을 진행하고 있다. 실제 점포를 3D화하고, 여러 고객에 대한 대응을 시뮬레이션 및 훈련할 수 있다.

 

음식점에서는 여러 고객에게 동시에 서빙하고, 치워야 할 접시가 있는지, 컵에 물을 따라야 하는지, 주문을 기다리는 고객이 없는지 주의 깊이 살펴야 한다. 업무의 우선순위를 매겨 접객 행동을 판단해야 한다.

 

기존에는 이러한 판단을 표준화하기 어려워, 실제로 서비스 현장에 나가 고객과 대화하고 실패를 경험하면서, 또는 숙련된 직원의 모습을 살피면서 배워야 했다. 하지만 3D 환경에서라면, 여러 고객의 식사 및 물의 양 변화, 대기 시간에 따른 고객의 초조함 등 감정의 변화를 표현할 수 있다. 실제 현장에 가까운 환경을 시뮬레이션하여 훈련하게 되면, 숙련된 직원의 깨달음, 판단을 표준화하고 그러한 스킬을 신입 직원에게 전해줄 수 있다.

 

<그림4> 산총연과 로열 호스트의 3D 트레이닝

 

또한 프로세스 산업에서는 플랜트에 이상이 있을 때 대응하는 방식이 현장의 숙련된 노하우이며, 이를 표준화하고 전승하는 일이 요구되고 있다. 이러한 영역에서도 실제로 이상 시를 경험할 수 있는 기회가 한정되어 있기 때문에, 디지털 트윈에서의 시뮬레이션 및 메타버스에서의 가상 체험이 중요해진다. 동사는 가상 공간의 플랜트에서 이상 사태를 가상으로 체험하고, 대응을 시뮬레이션 및 훈련하는 시스템을 제공함으로써 고객 플랜트의 안전을 지키고 있다.

 

<그림5> 플랜트 영역의 이상 시 대응 시뮬레이션

 

(3) 자동화 형태 변화 : 원격 조작과 메타버스 활용에 의한 온갖 영역의 자동화 확대

 

3번째 변화는 자동화 형태 변화이다. 원격 조작 로봇과 메타버스를 조합함으로써 자동화 대상이 더욱 확대되고 있다. 기존의 자동화 개념에서는 머티리얼 핸들링 업무 및 출품 업무 등 ‘단순 작업이지만 사람의 판단이 필요한 공정’에서는 자동화하기 어려웠다. 포장 상태가 달라 일률적으로 자동화하기 어렵기 때문이다. 이러한 공정은 사람이 작업해야만 했고, 그 결과 물류/머티리얼 핸들링 및 건설 업무, 서비스 업무 등에서는 자동화 비율이 낮을 수밖에 없었다.

 

현재는 사람이 수행하는 공정과 자동화 공정 모두에서 ‘메타버스 × 원격 조작 로봇’이라는 제3의 선택지가 생겼다. 로봇이 스스로 판단할 수 있는 부분은 자동화하고, 사람의 판단이나 개입이 필요한 부분은 로봇의 시각과 분석 결과로 구성된 메타버스 공간을 만들어 거기서 사람이 로봇을 원격 조작하여 학습시킨다.

 

도쿄대학교에서 시작된 스타트업 Telexistence는 창고의 머티리얼 핸들링 및 패밀리마트 등 소매점의 식료품 출고 업무에서 메타버스와 원격 조작 로봇을 활용하는 자동화를 꾀하고 있다. 원칙적으로는 자동 로봇이 해당 업무를 수행하지만, 사람의 판단이 필요한 타이밍에는 사람이 개입한다.

 

<그림6> 메타버스 × 원격 조작 로봇에 의한 자동화의 접근방식

 

구체적으로는, 멀리 떨어진 곳에 있는 오퍼레이터가 VR 헤드셋을 통해 메타버스 공간에 들어가 로봇을 원격으로 조작한다. 로봇이 처리할 수 없는 공정은 사람이 개입하여 수행한다. 또한 그 작업 결과를 로봇이 학습하게 함으로써 향후 사람의 개입을 최대한 줄여나간다.

 

사람의 판단이 어느 정도 필요하여 자동화할 수 없는 공정은 모든 산업에 존재한다. 즉 메타버스와 원격 조작 로봇의 조합을 통한 자동화는 기존의 자동화 대상 범위를 크게 확대시킨다.

 

작업자 한 사람이 한 대씩 살피는 것이 아니라 20~30대 등 여러 대를 동시에 운용하거나 여러 공정 및 현장을 한꺼번에 관리하면서, 로봇이 판단하는 데 어려움을 겪는 타이밍에만 개입하는 형태도 생각해 볼 수 있다. 생산성도 크게 향상된다. 향후 일본의 노동력 및 생산 연령 인구가 감소하게 되면, 메타버스 × 원격 조작의 발전이 생산성에서 중요한 역할을 하게 된다.

 

<그림7> Telexistence에 의한 니치레이 로지 그룹 창고에서의 원격 로봇 실증, 패밀리마트에서의 음료 출품 실증