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증강현실이 철도를 만나면? 철도산업을 바꾸는 4차 산업기술

수많은 4차 산업기술 중에서도 우리와 가장 친숙한 기술은 역시 AR과 VR일 것입니다. 활용도 높은 AR 콘텐츠, VR게임 등은 이미 일상에 깊숙이 스며든 지 오래죠. 많은 기술과 콘텐츠가 개발되고 있지만 최근 주목받는 부분은 '산업'이 아닐까 싶습니다. 4차 산업기술이 주요 산업을 만나면 생산성이 증가한다는 과학기술정책연구원의 연구 결과도 있죠.

그렇다면 과연 철도산업 분야는 어떨까요? 철도산업은 이미 많은 부분 디지털 전환이 이루어졌으며 여러 4차 산업기술과의 접목이 시작되었습니다. 오늘 현대로템 블로그에서는 그 중에서도 VR/AR기술을 만나 변화하는 철도산업에 대한 이야기를 자세히 전해드리려고 합니다.


철도산업이 VR/AR기술에 주목하는 이유 

AR은 증강현실(Augmented Reality), VR은 가상현실(Virtual Reality)을 말합니다. 한편 현실과 상호작용하는 MR(Mixed Reality), 즉 혼합현실도 최근 주목받고 있죠. VR은 가상 세계를 진짜처럼 느끼게 하는 시스템이며 AR은 실제 현실 환경에 디지털 정보를 입힌 시스템을 말합니다. 모바일 게임 ‘포켓몬GO’나 영화 ‘아이언맨’ 수트에서 보여지는 디지털 화면이 바로 AR기술입니다. 


최근 철도산업에서 AR기술이 주목받게 된 이유가 몇 가지 있는데요. 디지털 기기 하나로 사용이 가능할 뿐만 아니라, 현실에 더 많은 정보를 부여한다는 점에서 무한한 잠재력을 지니고 있기 때문입니다. 철도차량은 아니지만 일부 해외 유수의 업체들 역시 AR 스마트 글라스를 검사 공정에 활용하거나 AR기술을 시스템 설계에 적용하는 등 빠르게 움직이기 시작했습니다. 

하지만 철도차량과 같이 많은 공간을 차지하고 규모가 큰 기존의 설비와 제작 프로세스에 당장 VR/AR과 같은 4차 산업기술을 적용하기는 쉽지 않습니다. 특히 콘텐츠 제작에 많은 시간과 비용이 필요하다는 점도 있죠. VR의 경우는 한정된 공간에서의 모델링을 통해 가상의 공간 내에 사용자가 필요한 모든 콘텐츠를 구현해야 하고, AR은 실제 환경과 가상 콘텐츠 연결을 위한 기술적, 비용적 제약이 발생합니다. 이를 위해 AR 업계에서는 사물의 인식을 위한 태그 작업의 기술적 한계와 높은 비용을 AR기술이 넘어야 할 산으로 보고 있습니다. 


▲ 2019 부산국제철도기술산업전에서 일반에 공개된 VR 철도 콘텐츠

이러한 어려움에도 불구하고 VR기술과 AR기술은 철도산업과의 ‘콜라보레이션’을 지속하고 있습니다. 그 이유는 VR/AR콘텐츠가 가진 활용성과 확장성 때문입니다. 예를 들어, 하나의 열차 VR콘텐츠가 개발되면 자동차 옵션처럼 다양한 효과를 주어 디지털 조감도와 디지털 목업 등에 활용할 수 있습니다. 또한, 이미 개발된 콘텐츠를 운영자나 유지보수자 교육에도 적용할 수 있죠. 실제 차량을 탑승하지 않고도 운전실 구조와 조작 방법을 확인 가능하며, 열차의 하부와 상부 등 접근이 어려운 부분의 유지보수 방법도 쉽게 습득할 수 있습니다. 

현대로템 철도기술연구소는 이러한 VR/AR기술의 효용성이 제작사와 고객사의 불필요한 갈등을 해소하고 비용을 줄일 수 있다고 전망했습니다. 빠른 현장 이해와 적응으로 교육 측면에서도 효율적이라는 평가입니다. 그렇다면 과연 어떤 분야에서 변화가 시작되고 있는지 함께 확인해볼까요?


설계와 생산 프로세스를 혁신하다

4차 산업기술 도입 이후 많은 산업 분야에 AR, VR기술이 활용되기 시작했습니다. 현대로템 역시 지난 2019 부산국제철도산업전에서 처음으로 철도 VR콘텐츠를 공개하며 큰 주목을 받았죠. 


▲ VR기술을 활용해 차량의 제작 전 디자인을 확인할 수 있는 디지털 목업

특히 현대로템은 차량 조감도를 디지털 목업(mock-up) 형태로 제작해 설계의 정확성과 효율성을 높이고 있습니다. 디지털 목업은 열차의 설계 데이터를 활용해 인테리어(Interior)와 익스테리어(Exterior)를 모델링하여, 과거의 디자인 조감도와 같이 열자 제작 전 이미지로만 확인할 수 있었던 디자인을 가상의 환경에서 구현하는 기술입니다. 이러한 디지털 목업은 고객으로 하여금 열차의 디자인을 빠르게 검토하고 확정할 수 있도록 충분한 인사이트를 제공하며, 이를 통해 고객의 다양한 요구사항을 수렴하고 디자인 검토에 소요되는 시간을 줄이고 실제 설계 및 제작 기간을 확보하는 데에도 도움을 줄 것입니다.

▲스마트한 미래를 위한 혁신! 2019 부산국제철도기술산업전에서 만난 현대로템

 

▲ 디지털 목업으로 제작된 철도차량 조감도의 예

기능과 디자인을 예측하기 위해 실물과 비슷하게 제작되었던 기존의 열차 목업은 실제 제작하는데 많은 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라, 이러한 제약사항으로 인해 목업으로 표현하는데 많은 부분을 생략해야 했습니다. 하지만, VR기술을 통해 가상현실 속 디지털 목업은 이러한 제약을 극복하고 그동안 간과되었던 부분까지도 세밀하게 구현하기 시작했습니다. 이러한 디지털 목업은 일부 콘텐츠 수정을 거쳐 프로젝트에 직접 활용이 가능하며, 실제 목업 제작에 들어가는 비용도 리스크와 함께 절감할 수 있습니다. 

현대로템은 지난해 대만 레일 심포지엄에서 교외선 전동차의 VR시스템을 선보이며 참관객들에게 큰 호응을 얻기도 했는데요. 열차의 설계 검증과 홍보에 적극 활용함으로써 이후의 수주에도 영향을 줄 것으로 보입니다.

▲현대로템 전동차, 대만 철도 심포지엄을 휩쓸다

 

철도 유지보수의 전문성을 높이다

▲태블릿PC와 AR기술을 활용한 철도차량 부품 유지보수 트레이닝

한편, 현대로템은 열차의 운영 및 유지보수 분야에서도 AR기술을 활용할 계획입니다. 실제 보이는 현실에 정보를 덧입히는 AR의 특성상, 생산 작업 시 수많은 케이블의 종류를 식별하거나 여러 장치의 조립 위치나 방향 등을 빠르고 정확하게 확인 가능한데요. 유지보수 콘텐츠를 AR로 제작하게 되면 열차의 고장 등 문제 상황에서 원격으로 해결 방법을 지도하거나, 유지보수자에게 장치의 분해/조립 방법을 정확하게 제공할 수도 있습니다. 분명한 유지보수성 향상이 기대되는 만큼 적극적으로 AR기술 도입을 추진하는 단계입니다. 

단, 이러한 기술이 높은 효율성을 거두기 위해서는 콘텐츠 기술만큼이나 이를 활용하는 디바이스의 기술의 발전이 필요한데요, 현대로템은 이후 디바이스 기술이 발전하면 실제 현장 유지보수에서 효용성이 높아질 것으로 보고 있습니다. 현재는 AR기술이 태블릿 PC와 일부 글라스 등으로 구현되기는 하지만 작업자의 두 손의 사용이제한을 받기 때문에 아직은 유지보수 시뮬레이션 등의 콘텐츠로 교육을 지원하는 단계라고 할 수 있습니다, 사용자 요구사항 중심의 AR 글라스 등이 상용화 시기에 따라 4차 산업기술의 현장 적용 시점은 더욱 가까워질 것입니다. 


▲VR/AR기술로 부품 유지보수를 지원하는 프로그램

이처럼 4차 산업기술은 우리 일상과 산업에서 갈수록 중요성이 높아지고 있습니다. 디바이스의 상용화, 통신 기술의 발전은 4차 산업혁명을 ‘현재 진행형’으로 바꿔 놓았죠. 철도산업에서는 현대로템이 ‘퍼스트 무버’로서 적극적으로 시장을 선도하고 있습니다. 현대로템과 4차 산업기술이 바꿀 철도의 미래에 많은 관심 부탁드립니다!


참고 자료

▲과학기술정책연구원 <4차 산업혁명의 기술 동인과 산업 파급 전망>

▲Global Railway Review