기저귀를 3D로?...이색 시뮬레이션

3D 시뮬레이션의 활용이 각 산업에 걸쳐 점점 더 보편화 돼가고 있다. 그 활용도는 일반 사람들의 생각을 훨씬 뛰어 넘는다. 이를테면 기저귀에도 적용되니 말이다.

시뮬레이션은 본래 실제와 비슷한 상태를 만들어 모의로 실험을 하거나 실행해 보면서 그 특성을 파악하는 것을 말한다. 실제 제품을 만들거나 물리적인 실험을 하지 않아도 결과를 예측하고 예측된 결과를 통해 프로세스를 단축함으로써 비용 절감 및 경쟁력 향상에 결정적인 역할을 한다.

이러한 장점 때문에 대형 제조 산업부터 일반 소비재는 물론이고 심지어 건축, 의류, 의료, 생명공학, 금융 등 실로 다양한 분야에서 시뮬레이션이 활용되고 있다. 특히 실제와 같은 경험을 제공해 줄 수 있는 3D가 시뮬레이션이 도입되면서 설계, 제작, 테스트 과정은 물론이고 최종 소비자들까지도 시뮬레이션에 참여할 수 있게 되면서 3D 시뮬레이션의 영역은 더욱 넓어졌다.

자동차 산업에서 충돌 테스트를 위해서 3D 시뮬레이션을 활용하는 것은 잘 알려져 있다. 하지만 3D 시뮬레이션이 '자동차 충돌'과 같은 과격한 분야가 아닌 '부드러운 접촉'까지도 테스트해볼 수 있다는 사실은 잘 알려져 있지 않다.

그 대표적인 예로 기저귀를 들 수 있다. 실제로 기저귀는 생각만큼 간단하지 않다. 종이, 면, 폴리머 등의 조합으로 이루어진 기저귀는 쉽게 변형이 돼서도 안되고 동시에 아기들의 활동을 방해해서도 곤란하다. 거기에다 시시때때로 아기들이 용변까지도 받아내야 한다. 내구성, 착용감은 물론 흡수력까지도 모두 감안해야 한다.

재료의 특성과 착용자의 몸통의 움직임까지 모두 고려해야 하는 만큼 보다 정확하고 다양한 시뮬레이션이 요구된다. 세계적인 생활용품 제조업체인 킴벌리-클라크는 자사의 기저귀 제품 개발에 기하학에 기반한 다쏘시스템의 3D PLM 솔루션인 시뮬리아(SIMULIA)를 도입해 제품 개발 기간을 줄이고 개발 비용 절감과 품질 향상에 도움을 받았다.

■제품 개발 넘어 '신체, 행정 영역까지'

 

3D 시뮬레이션은 단순히 제품 개발을 넘어서 인간 신체까지 그 영역을 넓히고 있다. 인공심장을 만드는 데에도 3D 시뮬레이션은 필수이다. 의료기기는 기계가 아닌 인간에게 사용해야 한다는 점에서 다른 어떤 분야보다 시뮬레이션의 중요성이 크고 막대한 비용이 드는 반면, 실험대상이 동일하지 않기 때문에 실험의 정확성은 떨어진다는 맹점이 있다.

하지만 인체역할에 기반한 3D 시뮬레이션을 이용하면 의료기기 제작에 있어서 비용은 획기적으로 줄이면서 정확성은 크게 높일 수 있다. 세계적인 의료기기 제작 업체인 뉴질랜드의 선샤인 하트는 3D 시뮬레이션을 도입하여 전통적인 물리적 테스트 일변도의 시뮬레이션에서 벗어나 보다 보다 현실적인 시뮬레이션을 통해 혁신적인 심장 펌프 장치를 개발할 수 있었다.

이렇듯 예상 밖의 다양한 분야에서 활용되고 있는 3D 시뮬레이션은 이제 비즈니스의 영역을 넘어 행정에서도 제 역할을 톡톡히 하고 있다.

문화재청은 현재 복구 중인 국보 1호 숭례문의 복구 공정을 3D 시뮬레이션으로 진행하고 있다. 2008년 화재로 훼손된 숭례문의 빌딩정보모델링(BIM) 기반의 3D 데이터 모델을 작성해 이를 향후 유지 보수와 안전성 확인 등에 활용하고 있는 것이다.

또한 세계적인 건축가 자하 하디드가 설계한 동대문 디자인 플라자 역시 물결 치듯 유려한 곡선의 디자인을 제대로 구현하기 위하여 3D 시뮬레이션 기법이 도입된 바 있다.

다쏘시스템의 관계자는 3D 시뮬레이션의 활용은 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 다양한 분야에서 이미 실행이 되고 있다며 3D PLM이 기업 비즈니스 혁신을 위한 필수로 인식되면서 앞으로 3D 시뮬레이션의 활용은 더욱 확대될 것으로 보인다고 말했다.

그는 이어 특히 녹색 기술에 대한 필요성과 관심이 점점 높아지고 있는 재생에너지 분야, 약의 효능을 파악하고 인체에 미치는 영향을 분석하는 등 바이오 및 생명 공학 분야 등 연구개발의 비중이 큰 분야에서 3D 시뮬레이션의 역할은 더욱 중요해질 것으로 예상된다고 덧붙였다.