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Industry 4.0: 모바일기술과 자동화의 융합에 관한 Andreas Thome와의 인터뷰
산업 자동화를 위한 Google Glass
BECKHOFF
PC 제어와 함께, Google Glass는 기계 운영에 또한 사용될 수 있다(산업 환경에서 ‘wearable computing’이 제공하는 모든 이익과 함께).
작년 독일 뉘른베르크의 SPS IPC Drives 무역박람회에서, Beckhoff는 Google Glass에 중점을 둔 기술연구를 통해서 기계운영을 위한 새로운 개념을 소개했다. Google의 웹기능 안경으로, 상태나 대화 메시지가 헤드 업 디스플레이를 통해 사람의 시야에 직접 투사될 수 있다. 온라인 정보 및 통신이 이 혁신적인 기기로 가능하며, 오류 메시지가 터치패드를 사용하여 인식될 수 있다. Beckhoff의 PC 제어 제품 매니저 Andreas Thome는 Google Glass가 Industry 4.0의 원동력으로서, 인터넷과 자동화 기술의 융합에 관한 대표적인 예라고 확실히 믿고 있다.
왜 Google의 이런 ‘증강현실 안경’이 산업 환경에서 제어 요소로 사용하기에 탁월한가?
Andreas Thome: Google Glass는 헤드 업 디스플레이, 카메라, 마이크 및 스피커 역할을 하는 골전도 오디오 전환기를 갖추고 있다. 또한 이 안경은 헤드셋의 측면 부에 진동 센서 및 터치패드를 가지고 있다. 이런 특징의 Google Glass는 기술적 개입 및 개인 간의 통신뿐만 아니라, 시각화, 진단 및 서비스 목적에 매우 적합하다. 기존 제어 개념과 달리, 이 기기는 ‘wearable computing’으로 알려진 혁신적 기술 클래스에 속한다. 즉, 유대감을 크게 증가시키기 위해 사용자들이 매일 착용할 수 있는 기기이다. 오늘날 이런 기기들 대부분은 현대 스마트폰의 모든 기능을 이미 가지고 있다.
한 술 더 떠서, Google Glass 형태의 기기는 반투명 바이저 및 주로 핸드프리 작동이라는 인체공학적 특성 덕분에 사용하기에 편리하다. 산업 자동화의 관점에서 보면, 더 큰 장점은 기존 모바일 컴퓨팅 기술이 감각인식이나 신체의 움직임에 어떤 제한도 없이 사용될 수 있다는 것이다. 그리고 씨름해야 하는 전선이나 케이블이 없다.
어떻게 Google Glass가 PC 제어와 통합될 수 있는가?
Andreas Thome: Google Glass는 Beckhoff의 TwinCAT 자동화 소프트웨어를 사용해서 제어 기술에 쉽게 통합될 수 있다. 안경은 TwinCAT에 의해 제어되는 기계의 상태를 제공하는 웹 서버와 통신한다. 안경은 기계의 상태 정보를 받아서 심지어 문제의 정확한 위치도 보여주는 신호나 오류 메시지의 형태로 이것을 표시한다. 또한 기계 상태의 확인 및 재설정도 Google Glass로 즉석에서 할 수 있다.
이 개념은 어떤 종류의 시나리오에 적용될 수 있는가?
Andreas Thome: 잠재적인 어플리케이션 시나리오는 ‘직접 또는 간접’으로 분류될 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이터는 현장이 아니더라도 기계를 ‘직접적으로’ 모니터하거나 심지어 기계 상태를 직접적으로 변경 또는 수정하기 위한 조치를 취하기 위해 이 안경을 사용할 수 있다. 규모가 큰 기계 및 생산 시설의 오퍼레이터는 장비를 둘러보고, 동시에 기계가 어떻게 작동하는지 지켜보면서 특정 중요 지점의 공정 상태 값을 점검할 필요가 있다. 필요하다면, 오퍼레이터는 두 손이 자유롭기 때문에 수동으로 조치를 취할 수 있다. ‘간접’ 옵션은 작동중인 공정에 완전히 독립적인 정보 수집 및 저장과 관련이 있다. 예를 들어, 이 옵션은 특정 기계요소에 관한 제조사의 설명서 연구하기, 인터넷으로 정보 검색하기 및 이메일과 비디오 지원이 되는 채팅을 통한 개인 간의 상호작용에 참여하기를 포함한다. 그러나 직접 및 간접 어플리케이션의 결합도 가능하다. 기계가 작동 중일 때도, 오퍼레이터는 작동 중인 기계에 관한 비디오를 보내기 위해 안경을 사용해서 특정 문제에 대한 조언을 위해 전문가와 접촉할 수 있다. 그럼 전문가는 수정 조치가 취해질 수 있도록 비디오나 음성 메시지의 형태로 오퍼레이터에게 지원해줄 수 있다. 이것은 ‘What You See Is What I See(WYSIWIS)’로 알려진 IT 개념이 어떻게 산업 환경에 적용될 수 있는 지에 관한 하나의 예시이다.
정적 및 동적 기계 상태 정보, 둘 다 Google Glass의 헤드-업 디스플레이에 투사될 수 있다.
오류가 발생하면, Google Glass는 오류 메시지에 오퍼레이터의 관심을 집중하도록 부드럽게 진동한다. 일단 오류가 수정되면, 메시지가 증강현실 안경을 통해 직접 재설정될 수 있다.
내부 통신(red)의 통합을 보호하기 위해서, 증강현실 안경은 Google Cloud와는 별도로 기업체의 WLAN 인트라넷에 캡슐화되고 내장될 수 있다.
일상 상황에서 이 새로운 제어 기술의 사용과 관련해서 어떤 아이디어가 제안되고 있는가?
Andreas Thome: 구현에 대한 많은 여러 접근법들이 있다. 예를 들어, 서비스 엔지니어는 기능, 역사 또는 현재 상태에 관한 정보를 검색하기 위해 모터나 리밋 스위치의 QR코드를 포착하는 통합 카메라를 사용할 수 있다. 다른 옵션은 기계의 제어 소프트웨어를 담고 있는 웹사이트를 검색하는 것이다 - 마우스 없이 640*360 픽셀의 해상도로. 만약 원재료가 증강현실 안경을 사용할 수 있도록 포맷되었다면, 이것이 가능하다. 또한 오퍼레이터는 제조사에 의해 정의된 기계 설정을 검색해서, 적절한 조치를 취할 수 있다. Google Glass에서 국부적으로 작동되는 특별한 어플리케이션을 프로그램하는 것과, WLAN을 통해 OPC UA 또는 TwinCAT ADS 같은 프로토콜을 사용해서 기계의 제어 컴퓨터와 인터페이스를 설정하는 것이 가능하다.
Google Glass 기술연구의 일환으로, Beckhoff는 로컬 프로그램으로 이진 아날로그 상수의 실시간 시각화 어플리케이션을 제공했다. 이 모든 경우에 상태 데이터(상수, 오류)가 표시될 수 있다. 게다가, 오퍼레이터는 생산 단계의 시작이나 중지와 같은 기계 설정 또는 사이클을 변경하기 위해 Google Glass를 사용할 수 있다.
Google Glass 및 유사한 증강현실 안경이 미래에 기존의 제어 패널 및 운영 개념을 대체가 가능한가?
Andreas Thome: 그렇지 않을 것이다. 많은 옵션을 가진 Google Glass는 운영 및 제어 개념을 강화하기 위한 뛰어난 개발품이지만, 그것은 기계나 제조시설을 제어하기 위한 완벽한 대체 장치로서 사용하려는 의도가 아니다. 단지 더 높은 해상도, 더 좋은 가독성 및 비상스위치나 조이스틱과 같은 주요 제어 요소의 전기 기계적 통합 때문에, 터치스크린이나 키보드가 딸린 디스플레이를 갖춘 기존 기계 제어 단말기를 완전히 대체할 수 없다. Google Glass 기반의 완전한 ‘no-touch control’을 실현하는 비전에 관해서도 마찬가지이다. 미래에 관한 실제 시나리오에서, 우리는 전통적인 터치와 혁신적인 노-터치 접근법의 조합을 찾을 가능성이 높다. 증강현실 안경의 옆면을 터치하는 것이 음성 명령을 내리는 것보다 훨씬 빠르다는 것을 기억하라. 물론, 안경이 핸드프리 모드로 작동한다. 간단히 머리를 위쪽으로 끄덕임으로써 안경이 켜진다. 메뉴 항목 훑어보기는 머리를 아래위로 부드럽게 끄덕임으로써 가능하며, 특별한 항목은 음성 명령으로 활성화 될 수 있다. 소위 슬라이드 위에 표시된 기능을 실행하는 것은 음성 제어를 통해서 또한 가능할 것이다. 그러나 이것을 달성하기 위해서는, 특별한 프로그래밍이 요구되며, 소프트웨어의 인체 공학이 음성 제어를 수용할 수 있도록 정밀하게 설계되어야 한다.
운영 기기로서 Google Glass의 사용이 데이터 및 기계 자체와 관련된 보안 위험을 증가시키는가?
Andreas Thome: 다시 말하지만, 여기에 답은 없다. 기업 또는 Google Cloud로서 Google은 증강현실 안경으로 실행되는 모든 통신에 관여한다는 일반적인 오해가 있다. 이것은 사실이 아니다. Beckhoff 기술연구가 보여주듯이, Google Glass는 사실상 표준 IT 절차에 의해 보호받는 기업의 WLAN 인트라넷에 쉽게 캡슐화되고 내장될 수 있다. 기계 운영에 관해서, 이론상으로 Google Glass의 기능은 기계의 제어 패널이나 디스플레이 스크린에 있는 것과 동일한 기능이다. 게다가, 위험하다고 판명된 행위는 효과적이고 승인된 보안 기술(긴급 정지 개념과 같은)을 사용해서 방지되어야 한다. 데이터 보호 전문가에 따르면, Google Glass는 휴대전화만큼 안전하다. 두 기기는 기계와 사람의 사진을 찍는데 적당하다. 이 측면은 새로운 것이 아니며, 스마트폰의 대량 확산의 일부가 되었다. 더욱이, 현실증강 안경의 착용은 거의 간과할 수 없으며, 그래서 누구나 불법적인 목적으로 비밀리에 그들을 사용할 가능성이 거의 없다. 요컨대, Google Glass는 스마트폰에 적용되는 것과 동일한 규칙 및 행동 규범에 지배를 받는다. 즉, 그 기기는 매우 민감한 비즈니스 분야에서의 사용이 승인되지 않을 것이다.
특히 기계 운영에 관해서, 얼마나 빨리 Google Glass가 시장에 침투하겠는가?
Andreas Thome: 현재, Google Glass와 같은 증강현실 안경은 상업 시장에서 추세가 되고 있는 것이 명백하다. 그러나 이 기기가 주류 품목이 될 때를 예측하는 것은 어렵다. 한편 메타 프로, 삼성 및 엡손과 같은 업체들은 유사한 하드웨어를 개발 중이라고 이미 발표했다. 그러나 다른 한편, 더 많은 센서 및 더 높은 프로세서 성능이 안경에 통합될 수 있을 때까지, 스마트폰처럼 증강현실 안경은 지속적인 개발 과정을 거칠 것이다. 그것이 Beckhoff가 사용자에게 이익이 되는 소프트웨어를 기반으로 산업 환경에 이 기기의 적용을 연구를 하고 있는 이유다. 그리고 2014년 과정 동안, 현장 실험은 관심 있는 사용자와 공동으로 실시될 것이다. 그러나 이미 Beckhoff 제어기 및 TwinCAT 소프트웨어를 갖춘 기계 및 생산 시설은 Google Glass나 다른 증강현실 안경을 효과적으로 사용하는데 요구되는 모든 통신 인터페이스를 이미 제공하고 있다.
이 개발은 최근의 Industry 4.0 및 스마트한 공장 개념의 지지를 받고 있는가?
Andreas Thome: 미래의 시각화, 진단 및 서비스에 관한 한, 증강현실 안경은 더 효율성에 기여할 것이다. 따라서 스마트한 공장은 데이터 투명성으로 제조의 네트워크화된 형태를 나타내기 때문에, 안경이 Industry 4.0 개념에 중요한 역할을 할 예정이다. Google Glass 및 유사 기기는 이 투명성에 이동성을 추가한다. 즉, 스마트한 공장의 사용자는 액세스 제어부터 난방/에어컨/환기 및 모든 또는 개별 기계를 포함해서 심지어 기계의 개별 센서까지 시설의 상태 및 모든 구성요소의 성능 데이터를 언제 어디서나 볼 수 있는 옵션을 가진다.