기계 및 로봇 산업의 혁신: 내부자가 바라본 Unity와 디지털 트윈의 현실

토마스 스트리글은 시뮬레이션 및 커미셔닝 소프트웨어 솔루션 제작 및 배포 분야에서 18년 이상의 경력을 보유하고 있습니다. 그는 현대 로봇 및 기계 산업에 혁신적인 솔루션이 필요하다는 것을 잘 알고 있습니다. 이러한 이유로 Thomas는 복잡한 자동화 시스템의 문제를 해결하기 위해 게임 기술을 도입할 기회를 모색하기 위해 2018년에 realvirtual.io를 설립했습니다. 이 글에서 Thomas는 업계에서 Unity가 차지하는 위치와 디지털 트윈의 중요성에 대한 자신의 생각을 공유합니다.

업계에서 디지털 트윈에 대한 나의 비전

기계 및 로봇 산업은 디지털 트랜스포메이션에 힘입어 빠르게 진화하고 있습니다. 물론 방 안의 코끼리를 무시할 수는 없습니다: "바로 '디지털 트윈'입니다. 이 용어는 마케팅 캠페인과 업계 컨퍼런스에서 자주 사용되는 유행어가 되었습니다. 이 개념은 엄청난 잠재력을 가지고 있지만, 저는 과대광고를 넘어 실질적인 실제 적용에 초점을 맞추는 것이 중요하다고 생각합니다.

디지털 트윈은 생산 및 공장 운영의 계획, 모니터링, 최적화 방식을 혁신적으로 변화시키고 있습니다. 저의 비전은 초기 엔지니어링 설계부터 실시간 운영에 이르기까지 제조 라이프사이클의 모든 단계에서 원활하게 통합하여 잠재력을 완전히 실현하는 것입니다.

이 비전의 핵심은 디지털 트윈을 CAD 시스템, 전기 및 자동화 설계 소프트웨어와 같은 엔지니어링 계획 도구와 동기화하는 것입니다. 이러한 도구에서 변경 사항이 발생하면 디지털 트윈이 실시간으로 업데이트되도록 함으로써 공장은 자산과 프로세스를 지속적이고 정확하게 표현할 수 있습니다. 이를 통해 설계 및 운영 데이터가 원활하게 흐르는 폐쇄 루프 시스템을 구축하여 계획과 실행 사이의 간극을 해소할 수 있습니다.

3D 시각화 및 실시간 인간-기계 인터페이스(HMI)와 결합된 디지털 트윈은 운영자와 엔지니어가 라이브 프로덕션 환경과 직관적으로 상호 작용할 수 있는 방법을 제공합니다. 이러한 트윈은 OPC UA, MQTT, Profinet과 같은 강력한 산업용 통신 표준을 통해 실제 시스템과 통합되어 진행 중인 작업을 반영하는 '디지털 섀도'를 생성합니다.

설계, 엔지니어링, 생산 간의 실시간 시너지를 통해 공장은 워크플로를 최적화하고 오류를 줄이며 변화에 더 빠르게 적응할 수 있습니다. 그 결과 효율성과 민첩성, 혁신을 촉진하는 더 스마트하고 연결된 공장 환경이 구축됩니다.

로봇 공학 및 기계 분야의 실시간 솔루션에 사용

실시간 환경은 기계 및 로봇 공학에서 직면한 문제를 해결하는 강력한 솔루션으로, 팀에서 다음과 같은 광범위한 사용 사례를 위한 애플리케이션을 제작할 수 있습니다:

디자인 검증: 실제 제작 전에 고충실도 시뮬레이션을 생성하여 디자인을 테스트할 수 있습니다. 이를 통해 오류를 줄이고 개발 주기를 단축하며 최종 결과물을 개선할 수 있습니다.

가상 커미셔닝: 엔지니어는 가상 환경에서 머신 제어 로직을 시뮬레이션하고 테스트하여 물리적 설정 중 비용이 많이 드는 지연과 오류를 방지할 수 있습니다. 예를 들어, 실제 로봇과 PLC 컨트롤러를 디지털 모델에 연결할 수 있습니다.

3D 인간-기계 인터페이스(HMI): 인터랙티브하고 직관적인 HMI를 제작하여 작업자가 기계를 더 쉽게 제어하고 이해할 수 있도록 합니다.

비전 AI 교육: 특히 로봇 시스템을 위해 실제 카메라 프레임을 시뮬레이션하고, 합성 데이터 주석을 수행하고, 비전 AI 알고리즘을 훈련하세요.

이해관계자 커뮤니케이션: 기술 전문가가 아닌 이해관계자도 복잡한 아이디어를 이해할 수 있는 몰입형 시각화 또는 VR 경험을 제작하세요.

realvirtual.io의 활용 분야

realvirtual.io와 같은 전문 툴은 기계 및 로봇 산업에 특화된 실시간 기능을 기반으로 합니다. 애드온 에셋으로 제공되는 realvirtual.io는 시각화 그 이상의 디지털 트윈 제작을 위한 맞춤형 툴 세트를 제공합니다.

이러한 도구를 통해 사용자는 다음을 수행할 수 있습니다:

• 복잡한 기계의 운동학 정의
• 가상 드라이브 및 센서 추가
• 가상 커미셔닝을 위한 실제 로봇 컨트롤러 또는 PLC와의 인터페이스
• 3D HMI 만들기
• 실제 기계의 동작을 모방한 시뮬레이션 실행

디지털 트윈은 산업용 비전 애플리케이션을 위한 컨볼루션 신경망(CNN)을 훈련하는 데도 중요한 역할을 합니다. 시뮬레이션 환경에서 매우 사실적인 합성 데이터 세트를 생성함으로써 실제 제품이나 생산이 존재하기도 전에 AI 시스템이 복잡한 인식 및 의사 결정 작업을 효율적으로 학습하여 실제 환경에서 배포 속도를 높이고 정확도를 향상시킬 수 있습니다.

이 과정을 간소화하기 위해 유니티의 신제품 AI 빌더는 고급 AI 지원 디지털 트윈 생성을 간소화하고 유니티 에코시스템 내에서 직접 AI 교육을 지원하여 AI 기반 산업용 애플리케이션을 그 어느 때보다 쉽게 배포할 수 있도록 지원합니다.

제 의견입니다: 디지털 트윈의 미래로서의 Unity

디지털 트윈의 가능성은 흥미롭지만, 현실을 직시하는 것이 중요하다고 생각합니다. 화려한 용어는 화제를 불러일으키지만, 진정한 가치를 창출하는 것은 실용적인 애플리케이션입니다.

제 경험에 비추어 볼 때 Unity의 강점은 디자인 개선, 커뮤니케이션 강화, 커미셔닝 오류 감소 등 팀이 실제 문제를 해결할 수 있는 솔루션을 만들 수 있도록 지원하는 능력에 있습니다. 새로운 아이디어, 인터페이스 또는 사용자 인터랙션을 도입하는 것은 Realvirtual.io의 개방형 개발 에코시스템과 오픈 소스 코드를 사용하면 훨씬 더 간단해집니다. 긴 소프트웨어 릴리스 주기를 기다릴 필요 없이 빠르게 결과를 확인할 수 있습니다.

Unity는 강력하면서도 접근성이 뛰어나다는 점에서 돋보입니다. 실시간 렌더링 기능, 강력한 에코시스템, 적응성 덕분에 기계 및 로봇 공학의 실제 문제를 해결하는 데 이상적입니다. 특히 모듈성, 개방성, 에코시스템, 즉 Unity 에셋 스토어와 패키지 매니저를 통해 제공되는 수많은 툴과 확장 기능 중 상당수는 원래 게임용으로 제작되었지만 산업용 애플리케이션에도 원활하게 적용될 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다.

클라우드 렌더링 없이도 거의 모든 플랫폼에 애플리케이션을 빌드하고 제공할 수 있다는 점이 Unity를 차별화하는 한 가지 획기적인 사실입니다. 즉, 디지털 트윈을 생성하고 다음과 같은 다양한 방법으로 배포할 수 있습니다:

• 이동 중에도 사용할 수 있는 모바일 앱입니다.
• Windows, Linux 또는 macOS용 데스크톱 애플리케이션.
• 메타 퀘스트 또는 기타 VR/AR 기기에서 몰입감 넘치는 경험을 제공합니다.
• 브라우저를 통해 직접 액세스할 수 있는 WebGL 기반 솔루션입니다.

대화를 시작하겠습니다.

여러분의 의견을 듣고 싶습니다. 기계 또는 로봇 프로젝트에 Unity를 활용하고 계신가요? 어떤 과제를 해결하고 있으며, 디지털 트윈이 어떻게 진화할 것으로 보시나요? 여러분의 경험을 공유해주세요. 저는 이 흥미로운 분야의 다른 사람들로부터 항상 배우고 싶습니다.

이 글은 유니티와 디지털 트윈 기술을 사용한 제 개인적인 인사이트와 경험을 반영합니다. 현대의 기계 설계, 제작, 운영 방식을 혁신하는 결과물을 제공하는 데 집중해 보세요.