공간 컴퓨팅(Spatial Computing)

공간 컴퓨팅(Spatial Computing)

 

 

공간 컴퓨팅은 컴퓨터와 물리적 세계 간의 상호작용을 다루는 컴퓨터 과학의 한 분야로, 증강 현실(AR), 가상 현실(VR), 혼합 현실(MR)을 포함한 다양한 기술을 포괄한다. 이를 통해 사용자는 디지털 콘텐츠와 자연스럽게 상호작용할 수 있는 몰입형 환경을 경험할 수 있으며, 현실 세계를 증강하거나 다른 사람들과 실시간으로 협업할 수 있게 된다.

 

본 내용은 ”[Digital Insight 2023-3] 공간 컴퓨팅(Spatial Computing)이 가져올 세상 변화“ 문서를 기반으로 작성하였습니다.

 

 

공간 컴퓨팅 등장 배경

공간 컴퓨팅은 기존의 XR(eXtended Reality; 확장 현실) 기술에서의 몰입감을 뛰어 넘어, 새로운 공간을 탐험하고자 하는 인간의 본성을 뒷받침하는 기술로서 등장하게 되었다. 이는 테크 분야의 인프라인 통신망이 정의한 미래 방향성의 일환이기도 하다.

[그림 1] 공간 컴퓨팅 등장 배경

 

공간 컴퓨팅 특징

공간 컴퓨팅은 공간 혁신을 가능하게 하는 컴퓨팅 환경으로, 「물디 일체화」, 「찾아오는 공간」, 「공간 속으로」 와 같은 세 가지 특징을 가지고 있다.

[그림 2] 공간 컴퓨팅 특징

 

- 물디 일체화 : 기존의 2차원 콘텐츠 형태였던 디지털이 물리적 현실과 동일한 3차원 360도 콘텐츠로 구현되며, 디지털과 물리적 공간의 경계가 사라지게 된다.

- 찾아오는 공간 : 사용자가 특정 장소로 이동하지 않아도, 다양한 공간 속 사람들이 모여서 함께하는 현장(콘서트, 팬미팅 등)을 만들거나, 사용자가 원하는 장소(유적지, 관광지 등)가 사용자에게 찾아오는 형태를 제공한다.

- 공간 속으로 : 공간 혁신은 모바일 혁신 다음 단계로, 사용자가 디지털 공간에 단순 접속하는 것을 넘어 그 공간 속에 실제로 존재하는 경험을 제공하게 된다.

 

공간 컴퓨팅 구성 3요소 : 기계, 참여자, 공간

공간 컴퓨팅은 크게 「기계」, 「참여자」, 「공간」으로 구성된다.

[그림 3] 공간 컴퓨팅 3가지 구성요소

 

- 기계 : 사용자가 다른 사람과 사물을 포함하는 공간과 만나는 접점으로, 컴퓨팅 성능과 인터페이스로 구분 가능하며 3차원 360도 콘텐츠 및 5감 콘텐츠를 수용하도록 발전할 것이다.

- 참여자 : 공간을 구성하는 주체이자 대상으로, 생성된 공간 속에서 인간은 다른 사람일 수도, 사물이 인간화된 것일 수도 있으며 아예 물리적 공간에 존재하지 않는 창조된 신원일 수도 있다.

- 공간 : 경계가 사라지고 새롭게 생성되는 공간 혁신의 핵심으로. 공간은 다양한 형태로 만들어지거나 전환될 수 있다.

 

공간 컴퓨팅 구현 기술

공간 컴퓨팅을 구현하기 위해서는 XIA (XR, IoT, AI)와 주변부인 이동통신망의 3+1 형태로 구현된다.

[그림 4 공간 컴퓨팅 구현 기술 3(XIA) + 1(5G･6G)

 

- XR : XR은 컴퓨팅과 인터페이스를 포괄하여 몰입감과 공간감을 제공하는 기술이다.

[그림 5] 미디어 진화

 

- IoT : XR의 몰입감을 더 향상시키는데 도움이 되는 햅틱 글로브, 트레드밀 등 인터페이스를 보완하는 기술이다.

[그림 6] 인터페이스의 진화

 

- AI : XR과 IoT의 하드웨어 및 소프트웨어적 제약을 알고리즘으로 보완해 주는데 AI 기술이 활용될 것이다.

[그림 7] AI, XR과 IoT를 보완

 

- 이동통신 : 기계의 연결성을 보장하면서 제 성능을 낼 수 있는 주변 기술이 될 것이다

[그림 8] 이동통신 3차 파동의 핵심은 XIA

 

 

 

공간 컴퓨팅은 모바일 컴퓨팅의 다음 단계

[그림 9] 컴퓨팅 진화 단계

 

컴퓨팅 기술은 단순 계산을 위한 용도로 시작되어, 이동성과 연결성에 집중한 스마트폰 등의 모바일 컴퓨팅 단계와 사용자가 언제 어디서든 사용 가능하도록 연결성에 집중한 인프라 성격의 클라우드 컴퓨팅으로 발전해 왔다.
공간 컴퓨팅은 인터페이스 측면에서 모바일 컴퓨팅의 다음 단계로, 기존의 2차원이 아닌 3차원 360도 콘텐츠로 사용자를 감싸며 새로운 공간을 만들어 준다.

공간 컴퓨팅으로 가는 길

공간 컴퓨팅의 출발점은 「디지털 트윈」 부터로 볼 수 있다. 물리적 자산을 디지털로 그대로 복제한 디지털 자산인 디지털 트윈을 통해, 처음에는 단순히 복제해서 운영하다가 IoT 연결을 통해 물리적 자산 및 환경을 추적하고 측정해서 차츰 동기화시키며 발전되고 있다. 그 다음 최종 단계는 완전 동기화하고 물리적 공간과 디지털 공간 간 구분이 없는 물디일체 단계로 나아가는 것이다.

[그림 10] 디지털 트윈에서 물디일체로의 진화

 

 

공간 컴퓨팅의 활용 분야

- 교육 : 가상 현실(VR)을 통해 역사적인 사건을 직접 체험하거나, 과학 실험을 가상으로 수행할 수 있다.

- 의료 : 수술 시뮬레이션, 원격 진단, 치료 계획 수립 등에 활용할 수 있다.

- 엔터테인먼트 : VR 게임, AR 애플리케이션 등을 통해 사용자에게 새로운 형태의 몰입형 경험을 제공할 수 있다.

- 제조 : 작업자들에게 실시간으로 작업 지침을 제공하고, 생산 공정을 최적화할 수 있다.

- 유통 : AR을 활용하여 쇼핑몰 내에서 위치 기반 AR 콘텐츠를 제공하거나, 물류창고 내에서 물품 위치 안내 등을 수행할 수 있다.

- 원격 지원 및 협업 : 원격 지원 및 협업을 가능하게 한다.

- 제품 디자인 및 설계 : 디자이너와 엔지니어가 가상 환경에서 협업할 수 있다.

맺음말

현재 공간 컴퓨팅 시장은 매년 빠르게 성장하고 있으며, 애플의 Vision Pro, 마이크로소프트의 HoloLens2, 메타의 Oculus Quest3 등 주요 빅테크 기업들이 개발을 진행 중이다. 향 후 공간 컴퓨팅은 현실 세계와 디지털 세계를 융합하여 새로운 경험을 제공하는 혁신적인 기술로 자리 잡게 될 것이다.

 

 

 

정보통신기술사 김명일