디지털 전환이 빠르게 확산되면서 디지털트윈 인간 모델은 더 이상 특정 산업에 국한된 기술이 아니라, 제품 설계·안전 평가·의료·로봇·메타버스까지 아우르는 핵심 인프라로 자리잡고 있습니다. 과거에는 단순한 신체 스캔 수준에 머물렀던 기술이 이제는 부피(Volume), 질량 중심(CoM), 단면 형상, 곡률(Curvature), 자세 변화(Posture Dynamics)까지 반영하는 고해상도 정밀 모델로 확장되었습니다. 이러한 변화는 인간을 단순한 ‘형상’이 아닌 물리적 반응을 가진 실체로 재현할 수 있게 만들며, 여러 산업의 설계 방식 자체를 근본적으로 바꾸고 있습니다.
Available at: https://doi.org/10.3390/s23083938
(Licensed under CC BY 4.0)
정확한 3D 형상 데이터가 디지털트윈의 품질을 결정합니다
디지털트윈 인간 모델의 품질은 무엇보다 고정밀 3D 형상 데이터에 의해 결정됩니다. 신체 표면의 곡률, 부위별 단면 프로파일, 신체 각 부위의 볼륨과 돌출도는 체적과 중심점을 산출하는 핵심 요소로 작용합니다. 특히 몸통·골반·다리와 같은 주요 신체 구조는 제품과 사용자 간 접촉면에서 발생하는 압력 분포, 여유·압박 변화량, 착좌·착용 반응과 직결되기 때문에 산업 설계에 필수적인 정보입니다.
최근 주목받는 4D 스캔 기술은 정적인 형상뿐 아니라 동작 과정에서 발생하는 신체 변형 패턴, 둘레 변화량, 체표 이동을 시간 기반으로 측정할 수 있게 해주고 있습니다. 이는 의류·가구·자동차 시트·의료기기 등 실제 사용 환경에서 신체가 보이는 동적 변화(Dynamic Morphology)를 설계에 그대로 반영해야 하는 산업에서 특히 큰 의미를 갖습니다.
체적과 중심점(CoM)을 포함한 물리적 파라미터가 모델의 ‘현실성’을 완성합니다
디지털트윈 모델이 기존의 단순 스캔 모델과 차별화되는 가장 중요한 이유는 정량적 물리 파라미터를 포함하고 있다는 점입니다. 그중에서도 핵심은 체적(Volume)과 질량 중심(CoM)입니다.
체적 데이터는 신체 부위가 공간을 얼마나 점유하는지, 동작에 따라 볼륨이 어떻게 변화하는지를 정밀하게 보여줍니다. 이 정보는 압력 예측, 의류 핏 분석, 보조기기 설계, 부종·압박 반응 모델링 등 다양한 설계 분야에서 중요한 기준으로 활용됩니다.
또한 질량 중심(CoM)은 인간의 균형과 안정성을 이해하는 핵심 지표입니다. CoM을 정밀하게 계산할 수 있는 디지털트윈 모델은 낙상 위험 분석, 운동 퍼포먼스 평가, 착용형 로봇 제어 알고리즘 설계, 협동 로봇 안전 시뮬레이션, 보행 안정성 분석 등 다양한 환경에서 높은 활용도를 보입니다.
결과적으로, 체적과 중심점까지 포함된 디지털트윈 모델은 단순히 ‘보이는 사람’이 아니라 ‘물리적으로 작용하는 사람’을 구현하는 모델로 발전하여 설계·검증의 신뢰도를 크게 높이고 있습니다.
동작 기반 파라미터: 관절가동범위(ROM)와 자세 변화의 중요성
정적 형상만으로는 인간의 움직임을 충분히 설명할 수 없습니다. 실제 사람처럼 동작하는 디지털트윈 모델을 구축하기 위해서는 관절가동범위(ROM)와 동작 기반 변형 데이터가 반드시 필요합니다. ROM은 신체 각 관절이 얼마나 회전·굴곡·신전 가능한지, 동작 과정에서 공간 점유량이 어떻게 바뀌는지, 신체 표면의 변형 패턴이 어떻게 달라지는지를 정량적으로 표현합니다.
특히 자동차 조작 환경에서는 페달 조작, 무릎–발목 관계, 상지 도달 범위, 비상 탈출 시 궤적, 좁은 공간에서의 동작 가능성 등을 정밀하게 검증해야 합니다. ROM 데이터는 이러한 복잡한 동작을 정확히 모사하기 위한 핵심 요소이며, 의료·재활 분야에서는 고령자 ROM 제한, 질환 기반 동작 패턴 분석, 비대칭 자세 평가에도 중요한 역할을 합니다.
ROM 기반 모델은 정적인 조형물이 아니라 실제 사람의 행동을 예측할 수 있는 동적 인체 모델로 진화시키는 핵심 원리라고 할 수 있습니다.
산업 전반에서 확산되는 디지털트윈 인간 모델 활용
디지털트윈 인간 모델은 다양한 산업에서 이미 핵심 설계 도구로 활용되고 있습니다.
- 패션 산업
신체의 볼륨, 곡률, 동적 변형률 데이터를 활용하여 움직임 중 핏 변화까지 예측하는 정밀 핏 설계가 가능해졌습니다. 이는 단순한 사이즈 추천을 넘어 체형군 분류, 체형 변화 예측, 가상 피팅 정확도 향상으로 이어지며 개인 맞춤형 패션 경험을 강화하고 있습니다. - 자동차·모빌리티 분야
탑승자의 시야각, 조작성, 압력 분포, 착좌 자세, 페달–무릎–골반 기하학적 관계 등을 사전에 검증할 수 있어, 초기 단계부터 사용자 경험(UX) 중심의 차량 설계가 가능해졌습니다. 특히 고령자, 아동, 저신장 사용자군을 포함한 다양한 체형군을 반영할 수 있다는 점에서 디지털트윈 모델의 가치는 더욱 큽니다. - 의료·헬스케어 분야
고령자 체형 변화, 관절 기능 저하, 보행 패턴, 균형 능력, 낙상 위험도, 부위별 체적 변화량이 반영된 모델을 통해 착용형 의료기기, 재활 장비, 보행 분석 솔루션의 정확도가 크게 향상되고 있습니다. 나아가 개인 맞춤 의료 설계, 경과 예측, 수술 시뮬레이션에 활용되며 정밀 의료 구현에 핵심적인 역할을 합니다. - 스포츠·피트니스 분야
질량 중심(CoM) 이동 경로, 균형 안정성, 관절각 변화, 부하 패턴, 퍼포먼스 최적화 분석에 활용되며, 부상 위험 감소와 선수 개개인의 맞춤형 트레이닝 전략 수립에 기여하고 있습니다. - 중공업·로봇 분야
협동 로봇 충돌 위험 분석, 산업 노동자 동작 범위 평가, 압박·응력 지점 예측, 외골격 로봇 적합 설계, 위험 자세 분석, 작업 피로도 평가 등 안전성과 생산성을 동시에 높이는 핵심 도구로 활용되고 있습니다.
Greco, A.; Caterino, M.; Fera, M.; Gerbino, S. Digital Twin for Monitoring Ergonomics during Manufacturing Production. Applied Sciences 2020, 10(21), 7758.
https://doi.org/10.3390/app10217758
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컴포랩스: 체형·체적·중심점까지 정밀하게 구현하는 디지털트윈 전문 기업
컴포랩스는 국내에서 유일하게 3D 인체 빅데이터 기반의 고해상도 디지털트윈 인간 모델을 구축하고 이를 다양한 산업에 적용할 수 있는 전문 기술력을 보유하고 있습니다. 컴포랩스의 강점은 곡률 기반 인체 모델링, 단면·체적 자동 추출 기술, 중심점(CoM) 계산 알고리즘, 동작 기반 인체 변형 모델링, 산업별 페르소나 생성 기술 등 실제 제품·환경 설계에서 즉시 활용 가능한 인체 데이터 기술력에 있습니다.
패션·자동차·의료·로봇·공공 분야에서 컴포랩스의 인체 데이터는 설계의 정확성을 높이고, 실제 사용자 기반의 정밀 시뮬레이션을 가능하게 합니다. 또한 국제 표준 활동 경험과 15년 이상의 연구 기반은 컴포랩스가 산업 전반에서 신뢰받는 이유이기도 합니다. 디지털트윈 인간 모델이 앞으로 산업 혁신의 중심에 설수록, 컴포랩스는 사람 중심 설계를 실현하기 위한 정교한 인체 데이터, 고정밀 디지털트윈 모델, 산업별 맞춤 분석 기술을 제공하며 그 역할을 더욱 확대해 나갈 것입니다.
Comfo Labs 