소재 시뮬레이션, 클라우드로 진입장벽 낮춘다
소재 시뮬레이션, 클라우드로 진입장벽 낮춘다
  • 강영호 기자
  • 승인 2019.12.13 18:28
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[공학저널 강영호 기자] 소재‧부품 분야 한-일 간 무역 전쟁이 이제 산업 전반으로 확산되고 있는 추세다. 국내 신소재 분야의 경쟁력에 대한 목소리가 높아짐에 따라 소재 분야 연구‧개발이 활발히 이뤄지고 있다.

특히 최근 IT 환경의 변화로 점차 실험의 난이도가 높아짐에 따라 ‘소재 시뮬레이션’이 매우 활발하게 사용되고 있다. 무엇보다 시행착오를 최소화하고 효율적인 소재 연구를 위해서는 실험에서 다뤄지는 상황과 가장 유사한 시뮬레이션 모델링을 통해 정확도를 확보하는 것이 필수적이다. 실험 상황과 가장 유사한 시뮬레이션을 하는 좋은 방법 중 하나는 실험 연구자가 직접 시뮬레이션 연구를 수행하는 것이다.

하지만 그 동안의 시뮬레이션은 높은 진입장벽으로 인해 일부 전문가들의 영역에서 크게 확장되지 못하고 있었다. 시뮬레이션을 도입하고자 하는 실험 연구자들이 연구환경의 변화, 높은 초기 비용 등의 진입장벽으로 시뮬레이션 도입을 포기하는 상황이 종종 일어났기 때문이다.

이를 개선하기 위해 개발된 ‘머터리얼스 스퀘어(Materials Square : MatSQ)’는 누구나, 필요할 때 언제든 사용할 수 있는 시뮬레이션 연구환경’을 제공하도록 돕는 기술이다.

기존 소재 설계 프로그램은 최소 수천만원 대의 서버와 소프트웨어 설치가 필요했지만, MatSQ는 웹브라우저만으로 간편하면서도 검증된 시뮬레이션 환경을 제공한다.

또한 사용자 친화적인 인터페이스로 손쉽게 사용이 가능하며 웹 환경에서 제공되므로 언제 어디서든 시간, 장소, 공간의 제약 없이 사용이 가능하다.

특히 3D 그래픽 인터페이스의 다양한 시각화 옵션을 통해 소재 설계에 필요한 원자스케일의 복잡한 구조를 쉽게 설계할 뿐만 아니라 연구자가 직접 고성능 컴퓨터(High Performance Computer)를 구축, 운영할 필요 없이 클라우드 서버를 통해 계산을 수행하는 것이 특징이다.

클라우드 HPC기반의 소재 시뮬레이션 기술의 가장 큰 핵심은 클라우드 서버 사용으로 시뮬레이션 초기 도입비용이 필요치 않으며, 사용한 만큼만 비용을 지불 할 수 있다는 점이다. 결과 후 처리와 같은 필수 기능 역시 별도의 비용 없이 무료로 제공되며 무료 기능은 향후 계속 추가될 계획이다.

(주)버추얼랩은 지난 2016년 설립 후 모든 사람들이 배우기 쉽고 사용자 친화적이며, 웹 환경에서 자신만의 시뮬레이션을 할 수 있도록 웹 기반 소재 시뮬레이션 플랫폼을 구축하고 있다.

버추얼랩은 이러한 플랫폼에 AWS의 기본 컴퓨팅 서비스인 ‘아마존 EC2(Amazon Elastic Compute Cloud)’와 스토리지 서비스인 ‘아마존 S3(Amazon Simple Storage Service)’를 사용했다. MatSQ를 통해 사용자 컴퓨팅 요청을 아마존 EC2 인스턴스에 자동적으로 분산할 수 있도록 구성한 것이다.

또한 함께 제공되는 무제한 클라우드 HPC 서비스 맥스플롭스(MAXFlops)는 AI 기반 R&D를 위한 훈련 데이터(Training set)의 신속한 확보 등 최신 연구 트렌드에 가장 빠르게 대응할 수 있는 최적의 시뮬레이션 환경을 제공하고 있다.

이를 통해 무제한 컴퓨팅 서버 풀에서 대기 없이 2000개 이상의 작업을 동시에 실행할 수 있어 On-premise HPC로 처리가 어려운 대량의 작업을 신속하게 처리할 수 있다는 점이 장점으로 손꼽힌다.

버추얼랩 이민호 대표이사(사진)는 “버추얼랩의 클라우드 기반 SaaS(Software as a Service) 시뮬레이션 서비스와 클라우드 기반 고성능컴퓨터(HPC)를 활용하면 900일 걸려 얻을 수 있던 데이터를 단 3일 안에 얻을 수 있다”며 “클라우드가 소재 연구의 새로운 장을 열고 있는 셈”이라고 설명했다.

한편, 다른 연구 분야와 마찬가지로, 소재 분야에서도 머신러닝 등 데이터를 기반으로 하는 새로운 방법론을 도입해 이전에 없던 혁신적 기술을 개발하려는 시도가 끊임없이 이뤄지고 있다. 이에 발맞춰 버추얼랩도 또 다른 계획을 수립하고 있다.

이 대표는 “버추얼랩은 시뮬레이션 데이터, 나아가 실험 데이터를 빅데이터 규모로 수집하고, 이를 데이터 과학자‧소재 연구자들이 자유롭게 활용하고, 함께 연구할 수 있는 일종의 광장을 만들고자 한다”며 “이를 위해 머신러닝 등 최신 기술을 도입하는 등 당사의 주요 서비스인 MatSQ의 고도화를 모색하고 사용자 유치를 위한 마케팅에 힘에 쏟고자 한다. 내년 사용자 2만명을 목표로 하고 있으며, 미국법인설립을 진행해 해외신규고객을 늘리는 한편, 해외사용자가 더욱 손쉽게 MatSQ를 사용할 수 있도록 기술 개발에 힘쓸 예정”이라고 말했다.


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