복합현실(Mixed Reality) 제조업 활용방안





AR(Augmented Reality: 증강현실), VR(Virtual Reality: 가상현실)은 귀에 익숙한 제4차 산업혁명 관련 기술용어 이다. 그 외에 MR(Mixed Reality: 복합현실은)이란 개념이 있는데, 제조업에서 이미 활용되기 시작하고 있다. MR은 VR세계에 있는 것들을 CG기술로 현실세계로 비추어 내는 기술이다. 가상과 현실이 일체가 된 세계이다.



**VR과 AR의 차이**


MR과 관련된 것으로 VR과 AR이 있다. VR, AR, MR의 차이를 간단히 알아보자.


VR은 가상현실이란 의미이다. 디지털 기술로 만든 인공의 가상공간을 VR고글과 VR헤드 마운트 세트를 쓰고 현실세계에 있는 것처럼 보고 느끼는 기술을 VR이라 한다. VR분야의 제품으로 일반인 대상으로 엔터테인먼트용 상품이 시장에 나와 있다. VR에서 느끼는 세계는 인공적인 것으로 현실세계와 완전히 분단되어 있다. 물론, VR세계와 현실세계가 서로 간섭되는 일은 없다.


AR은 증강현실 또는 확장현실이라고 한다. 현실세계에 디지털 정보를 반영하여 확장하는 기술이다. 현실공간을 토대로 그 위에 디지털 정보를 더하는 형태를 취한다. AR기술을 사용한 서비스로 한 때 히트를 친 것으로 스마트 폰 게임인 포켓몬 Go가 있다. AR에서 사용하는 단말기로 스마트 폰, 고글, 마이크로 소프트 홀로렌즈 같은 HMD가 판매되고 있다.


MR은 VR과 AR을 한 단계 앞으로 더 나간 세계이다. HMD를 통하여 현실세계에 존재하는 물체와 디지털 정보가 만들어 낸 가상세계를 합친 새로운 세계를 만들어 내는 기술이다.


MR의 특징은 현실세계에서 디지털인 가상세계로 직접 억세스할 수 있는 점이다. 일반적으로 디지털 정보에 억세스할 경우, 키보드나 터치 패널을 사용하여 컴퓨터에 타진하면 PC나 스마트 폰 디스플레이를 통하여 간접적으로 디지털세계와 주고 받는 형태이었다. 이에 비해, MR이 실현한 세계는 키보드나 디스플레이를 통하여 디지털 세계를 들여다 보는 것이 아니라 디지털 세계가 만들어 낸 영상이나 모양을 만져보면서 직접 같이 일을 하거나 놀이를 하는 이미지이다.


이미지가 현실세계에 실체화하는 MR기술은 CAD비롯하여 제조업 현장에서는 가히 혁명적인 기술이라 할 수 있다. 지금, 디지털 정보를 이용한 연구나 개발 설계부서에서 시뮬레이션을 하거나, 의료, 제조, 건축분야에서 MR활용 연구가 진행되고 있다.



**MR 기술의 발전**


MR기술은 앞으로 더 발전되어 다양한 곳에서 활용될 것으로 예상된다. 예를 들어, MR기술을 사용하여 멀리 떨어져있는 상대방의 모습을 바로 앞에 비추어내어 대화할 수 있게 될 것이다. 모니터 속이 아니라, 자택 정원 테이블에 앉혀놓고 현실과 똑 같은 감각으로 커뮤니케이션 할 수 있게 된다.


MR이 실현하는 리얼 세계는 연수업무에도 활용할 수 있다. 디지털 데이터로 만들어낸 세계를 현실세계에 비추어내어 디지털과 현실세계 사이에서 쌍방향으로 연수업무를 막힘 없이 진행하게 되어 보다 실천에 가까운 연수가 될 것이다. 특히, 위험을 동반하는 작업현장에 미경험자를 투입하는 것이 큰 문제였다. MR기술을 사용하여 현실에 가까운 훈련과 연수를 반복하면, 빠른 시간 내에 숙련된 작업자로 안전도 함께 보증할 수 있게 된다.


이처럼 MR이 사회활동에 참여하여 사람들의 업무, 교육, 커뮤니케이션 활동을 변화시킬 것으로 예상한다.



**마이크로 소프트의 MR**


마이크로 소프트가 제공하는 MR소프트 Windows Mixed Reality가 있다. 윈도우10의 표준 어플 Mixed Reality 포탈로 MR세계를 체험할 수 있다. 또한, Windows Mixed Reality 에서 작동하는 어플을 개발하기 위한 데이터 모음집, MRT(MixedRealityToolKit)도 공개하고 있다. Microsoft Azure에서도 Azure Mixed Reality를 제공하고 있다.


마이크로 소프트의 HMD인 Microsoft HoloLens도 MR을 실현하는 디바이스다. HoleLens로 현실의 공간에 디지털 영상을 비추어 현상과 가상을 볼 수 있다. 물론, 비출 뿐 아니라 영상으로 만들어낸 것을 직접 손으로 만지는 동작을 하여 영상을 다룰 수 있다.



**제조업에서의 MR 활용방안**


제조업에서도 MR기술 도입을 시도하는 기업이 증가하고 있다. MR기술의 큰 특징 중 하나는 데이터에 실 시간으로 억세스하여 실제 감각으로 그 데이터를 체험할 수 있다는 것이다. 따라서, 제조업에서 제품 개발 시 시뮬레이션으로 업무효율을 높일 수 있다.


*실 시간 데이터 억세스
특히, 제조업에서는 업무효율은 생산성 향상에 직결된다. 업무효율을 높이려면 철저하게 낭비를 없애고 각 종 트러블을 사전에 방지해야 한다.


생산라인에서 트러블 방지하는 방법으로 디스플레이 모니터를 사용하여 감시했다. 그러나, 디스플레이를 통한 2차원 화상 모니터링으로는 문제점을 놓치기 쉬운 결점이 있다. 그러나, MR기술을 사용하여 관리자나 검사원 앞으로 현실을 비추어 감시하는 방법을 취하면 실제로 현장 바로 앞에서 일하는 것과 같은 효과를 내게된다.


MR기술을 이용하면 실시간 원격으로 현장에 접근할 수 있다. 그리고, 2중 3중으로 체크도 가능하다. 모든 현장에 관리자를 배치하지 않아도 될 것이다. 각 지역에 있는 공장의 업무를 1곳에서 집중 관리할 수 있게 되어 대폭적인 관리업무 혁신이 예상된다.



*제품 시뮬레이션
하나의 신제품을 완성하기까지 수 없이 많은 시뮬레이션을 반복한다. 단순히, 컴퓨터에 입력하여 해석한 데이터를 디스플레이 모니터에 나타낸 2차원 시뮬레이션만으로는 현실성이 부족하다.


이러한 문제점을 보완하기 위해 제조업에서는 시뮬레이션의 일환으로 시작품을 제작하고 있는데, MR기술을 사용하면 고도의 시뮬레이션으로 시작품을 만들어 시험하는 것과 같은 효과를 얻는다. 건축분야에서 MR기술을 이용한 시뮬레이션은 훨씬 더 활발하다. 현실공간에 실 치수 크기의 3D 설계도면을 투영하여 상하좌우에서 외관을 확인할 수 잇는 기술이 나오고 있다. 사전에 여러 방향과 각도에서 관찰과 검증을 할 수 있어 앞으로 기대가 되는 분야로 주목을 받고 있다.



*원격 업무지원
제조업에서 제품개발 과정 중에 트러블 발생으로 설계자나 엔지니어간에 물어보거나 확인하는 일이 자주 발생한다. 엔지니어들이 같은 부서 내 또는, 같은 건물 내에 가까이 있으면 직접 현장에 같이 가서 상황을 보고 대응을 하지만, 서로 멀리 떨어져 있는 경우 전화나 메일을 통하여 서로 물어보고 확인해야 한다. 이러한 커뮤니케이션 수단으로는 전달하고 싶은 내용이 제대로 전달되지 않거나, 상대방이 전달하려는 내용을 정확히 이해하기 어려운 경우가 종 종 발생한다. 특히, 기계 트러블인 경우 통화와 메일로는 설명하기 어렵다.


이러한 경우, MR기술이 위력을 발휘할 수 있다. 상대 쪽 엔지니어를 바로 눈앞으로 비추어내어, 트러블이 발생한 곳을 직접 확인한 후, 현물을 보면서 상세히 설명할 수 있다. MR은 모니터, 키보드로부터 자유로워 일일이 설명을 기록하는 번거로움 없이 확인 또는 지시 업무를 수행할 수 있다. MR기술을 활용하여 프로젝트관련 직원들 간에 원활히 업무를 수행하는 환경을 구축할 수 있다.



*교육과 기능향상
직원 교육과 기능향상은 생산성과 업무효율을 높이는데 중요한 요소이다. 그러나, 제조업의 경우 교육이나 훈련에 교육자재가 필요해 비용이 가중된다. 또한 미경험 신입사원의 경우 작업 시 부상위험을 무시할 수 없다.


이러한 경우, MR기술을 활용하여 현실에 가상데이터를 복합하여 현실감이 있는 연수를 할 수 있다. 바로 눈 앞에 디지털 데이터로 만든 기계의 이미지 영상을 비추어 내 트레이닝을 하거나 작업 순서를 확인하는 것도 가능하다.


지금까지 MR이 제조업에서는 생소한 기술용어였으나 앞으로 사용될 가능성이 점 점 높아지고 있다. MR을 활용하여 시제품 시뮬레이션, 업무효율 개선 등 생산성 향상에 기여할 분야는 있는지 생각해보자.



출처 : [[https://www.digital-transformation-real.com/blog/mixed-reality-for-manufacturing-industry.html|Digital Transformation Channel]]

작성일 : 2021-03-30