Metaverse, Digital Twin, Ubiquitous VR

1. DT+Metaverse+XR 융합 플랫폼의 가능성?
메타버스시대, XR의 역할과 전망
Woontack Woo (禹雲澤), Ph.D.
KAIST KI-ITC ARRC & GSCT UVR Lab
Daejeon 34141, Korea
XR as a New Medium: BTS through Metaverse!
주제강연@ 2021-2차 XR Insight Day 온라인 세미나

2. lUbiquitous VR (since 2001) = BTS with CAMAR!
§CAMAR: Context-aware Mediated & Augmented Reality in UbiComp Env!
R&D Foci of KAIST UVR Lab.
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Augmented
Reality
• WWB
• UVR
• DT
• Metaverse
Augmented
Human
• Body+
• Brain+
• Social+
Ubiquitous
Computing
• IoT, IoE
• Context-aware
UI
Wearable
Robotics
• Cyborg
• Bionics,
• Implantable,
Virtual Augmentation
Physical Augmentation
Human
Environment

3. KAIST CT-AR 2022학년도 봄학기 신입생 모집
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
• 온라인 GSCT 입시설명회: 2021.7.1.(목) 오후 4:00-
• ZOOM: https://bit.ly/3r8fnHT 사전등록: http://bit.ly/34bqgiu
• 원서접수: 2021.7.2.(금) ~ 7.12.(월) 서류제출 ~7/14(수)
• 서류전형 합격자 발표: 2021.8.12.(목)
• 면접전형: 2021.8.18.(수) ~ 8.19.(목)
• 최종 합격자 발표: 2021.9.16.(목)
입시 일정 (CT대학원 일정과 동일)
• KAIST 홈페이지: http://admission.kaist.ac.kr/graduate
KAIST 입학처
• KAIST CT대학원 CT-AR 홈페이지: http://ar.kaist.ac.kr
• KEA 홈페이지: http://www.xrpro.or.kr/index.php?hCode=INFO_02_01_01
KAIST CT-AR 프로그램

4. 목차
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality)
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 어떻게 해야 할 것인가?

5. l산업혁명: Analog-Digital-DigiLog?
왜 다시 메타버스(Metaverse)인가?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
산업혁명
1차
Arnold Toynbee
2차 3차
Jeremy Rifkin
3.5 vs. 4차?
Klaus Schwab
4차? 5차?
W. Woo
개념
주도국/
시기
영국 mid 18th
~ mid 19th C
독일 late 19th
~ mid 20th C
미국 Late 20th
~ Current
Korea?
2020s?
핵심 자원 Iron, coal, textiles Oil, electricity Digital data Big data
DL Experience
& Creativity?
사회 변화
계기
Steam engine
in 1712 &
Factory
light bulb (Edison)
in 1879 &
Mass production
MF Computer
in 1942 &
Automation
AlphaGo (DL)
in 2016 &
Customization
Real-Virtual
Convergence &
tele-Collaboration
확장 미디
어 (시공인)
Machine
(기계화, 증기기관)
Machine+
Electric wire
Computer (Semiconductor),
Internet/ICT
CT ( IoT+
DT+MV+
BC(NFT)+ XR)

6. lOmniverse by Jensen Huang [Nvidia 2020]
메타버스(Metaverse)가 (다시) 오고 있다!
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

7. l가상증강현실?
§Second Life? Infinite Office?
l게임?
§Roblox? Fortnite?
l아바타로 사는 세상?
§D-Human? Zepeto?
l가상 자산?
§Weverse? OpenSea?
l그럼 뭐???
메타버스 (Metaverse)란?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
https://cmte.ieee.org/futuredirect
ions/2017/09/27/can-we-have-a-
digital-twin/

8. lXR, Metaverse, UVR은 BTS!
§XR은 현실-가상 융합 확장현실 X= A,D,E,M,R,AV,UV,V, etc.
§Metaverse는 아바타로 활동하는 다양한 층위의 확장현실
§UVR은 현실에서 현실-가상융합을 통해 시공간의 한계를 넘어 다양한
형태의 연결, 소통, 협업 등이 가능한 똑똑한 확장현실
현실-가상 융합과 시공간의 확장
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Real
Reality
현실
Augmented/
Mediated
vs. Diminished
Reality
증강/매개/감소
현실
Augmented/
Mediated
vs. Diminished
V-Reality
증강/매개/감소
가상
Virtualized
Reality
(Digital Twin)
가상
Mixed Reality
Extended Reality, Ubiquitous VR
Metaverse/Magicverse

9. l소설 Snow Crash [Neal Stephenson ’92]
메타버스 (Metaverse)?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
“양쪽 눈에 서로 조금씩 다른 이미지를 보여 줌으로써, 3차원 영상이 만들어졌다. 그리고 그
영상을 1초에 72번 바뀌게 함으로써 그것을 동화상으로 나타낼 수 있었다. 이 3차원적 동화상을
한 면당 2K 픽셀의 해상도로 나타나게 하면, 시각의 한계 내에서는 가장 선명한 그림이 되었다.
게다가 그 작은 이어폰을 통해 디지털 스테레오 음향을 집어넣게 되면, 이 움직이는 3차원
동화상은 완벽하게 현실적인 사운드 트랙까지 갖추게 되는 셈이었다. 그렇게 되면 히로는 이
자리에 있는 것이 아니었다. 그는 컴퓨터가 만들어내서 그의 ‘고글과 이어폰’에 계속 공급해주는
가상의 세계에 들어가게 되는 것이었다. 컴퓨터 용어로는 《메타버스》라는 이름으로 불리는
세상이었다.”

10. l소설 Mirror Worlds (David Gelernter ’91)
§Mirror World: Virtualized Realty with Digital Twin
•“Mirror Worlds or the Day software puts the Universe in a shoebox...How it will
happen and what it will mean”
메타버스 (Metaverse)?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Imagine looking at your computer screen and seeing reality--
an image of your city, for instance, complete with moving
traffic patterns, or a picture that sketches the state of an entire
far-flung corporation at this second. These representations
are called Mirror Worlds.
…
Reality will be replaced gradually, piece-by-piece, by a
software imitation; we will live inside the imitation; and the
surprising thing is--this will be a great humanistic advance.
We gain control over our world, plus a huge new measure of
insight and vision.
https://nomoko.medium.com/the-era-of-digital-twins-and-the-mirror-world-82b33e3e3d46

11. l소설 Snow Crash [Neal Stephenson 92]
l노력 Open Source Metaverse Project [04-08]
§오픈 소스기반 온라인 가상세계 플랫폼
l정의 Metaverse Roadmap [ASF ’07]
§1) 가상으로 향상된 물리적 현실과 2) 현실과의 연동으로 지속가능한
가상공간의 융합
§핵심 요소?
•Environment
•Humans
•Simulation
•Augmentation
l그럼 그 다음은?
§Multiverse
§Pataverse
메타버스2.0 [ASF’07]
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ASF(Acceleration Studies Foundation)
DX
AHs
DX
AR
VHs
VR: DT

12. lFrom the Gold Rush to the D-Gold Rush
메타버스2.0 그리고 디지털 골드러쉬?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
BACK (LEFT TO RIGHT):
KATE WANG, SERGIO STEVANATO, ELON MUSK,
JEFF BEZOS, KIM KARDASHIAN WEST, TYLER
PERRY, SUSANNE KLATTEN.
FRONT:
DAVID VÉLEZ, WHITNEY WOLFE HERD, JACK MA.
ILLISTRATION BY NEIL JAMIESON FOR FORBES.

13. l역사는 반복된다? 비극(tragedy)으로? 희극(farce)으로?
메타버스2.0 그리고 디지털 골드러쉬?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
기준일 (2021.06.15)

14. 메타버스
의미적 해석
추상이나 초월을 뜻하는
메타(meta)와 세계 또는
우주를 뜻하는 유니버스
(universe)의 합성어
‘세상의 세상’
즉, 현실의 맥락정보를 가
진 디지털세상
현실세계와 같은 사회경
제적 활동이 통용되는 초
월적 3차원 가상공간
지속 가능한
메타버스?
참여형 소셜플랫폼
• 재미/의미 Fun/Meaning :
Experience Enrichment,
Social Solidarity
• 의무/책임 Duty : ESG,
Social Responsibility
• 보상 Rewards : IP/NFT
경제 활동 플랫폼
• 노동권과 납세의 의무
거버넌스
• 법/제도/규범, 개인정보, 보
안, 윤리, 포용성, 다양성
메타버스3.0*은
체험경제 플랫폼!
데이터 : 다양한 센서
(IoT 또는 참여)를 통해
현실과 연동(5G),
정보와 지식 : 현실 데이
터 해석한 다양한 정보/
지식의 체계적 관리(AI),
체험경제플랫폼: 현실같
은 정치/경제/사회/문화
활동 가능한 확장현실
(DT+MV+NFT+XR)
D-골드 러쉬는 메타버스3.0에서! [Woo’21]
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
* https://www.kcisa.kr/kr/board/reporter/boardView.do?bbsIdx=6703

15. 목차
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality)
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 어떻게 해야 할 것인가?

16. l가상현실이 주목 받았던 90년대!
l10년 후, 겨울… 그리고 그 이후?
§World Board [98]
§Ubiquitous Virtual Reality [01]
•VR experience in ubicomp environment: Context-aware MAR
§2nd Life, Digital Twin[03], Metaverse[07], etc.
가상증강현실 어디로 가고 있나?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
World Board
Information in
places
by J.C. Spohrer
(IBM)
UVR
측정
공간
현실
공간
가상
공간
Sensing
Modeling
Augmentation
& Interaction

17. lVirtual Singapore by Dassault (2015)
디지털 트윈 (Digital Twin)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

18. l디지털트윈 (Michael Grieves ‘02)
§물리 엔티티(Physical Entity)
§가상 엔티티(Virtual Entity)
§디지털 트윈 데이터(DT Data)
§서비스(Service)
§연결(Connection)
§증강(Augmentation)
디지털 트윈 (Digital Twin)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Augments
Thinks
Senses
DT
Services
DT DB
Metaverse
Virtual
Entity
Physical
Entity
DT for the launch
of Apollo 13 on
April 1970 ?

19. lDT, What Can We Do?
§3D Model for Visualization: monitoring, analysis, planning,
§Simulation as R&D Testbed: virtual test-bedding and experimentation
§Experience: communication, collaboration and decision-making
§Management and Service Operation
디지털 트윈 (Digital Twin)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Infrastructure Data (DX) DT
Information,
Knowledge
Service
IoT/IoE, Smart
Phone, ICT, etc.
Big Data
Virtualized
Reality
AI, Edge/Cloud XR
Monitoring Visualization Simulation Planning
Virtual
Experience
Virtual Singapore

20. lDT 응용: IoT, 5G, DT/AI, XR (by Google)
디지털 트윈 (Digital Twin)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
3D Map as
a platform

21. 목차
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality)
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 어떻게 해야 할 것인가?

22. lWhat is Ubiquitous VR? [Woo01]
§연결 3D Link with IoE between twin (real & virtual) worlds
§증강 CoI (Context-of-Interest) Augmentation with Data, not just sight
(sound, haptics, smell, taste, etc.) but information
§협업 Bidirectional Interaction/Collaboration with Intelligence for
O2O/H2H Communications
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous VR)
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SPACES (3rd skin)
Intimate/Private
Personal
Social
General/public
Real Space Social Networks
Seamless Augmentation
btw dual spaces
How
to
Link
Seam-
lessly? CoI
LINK
U-Content
Virtualized space

23. l활용의 3단계 시나리오
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous VR)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
(1단계 모니터링)
• 현실공간을 가상으
로 실측/실감 디지
털트윈으로 복제하
고
• 현실공간의 다양한
센서로 부터 모아진
정보를 기반으로 실
시간 모니터링
(2단계 정보해석)
• 정보를 해석하고 활
용하여 새로운 정보
와 지식으로 생산/
관리/축적하거나
• 시뮬레이션을 통해
미래를 예측하거나
최적화하여 가시화
(3단계 현장활용)
• 인공지능 학습을 통
해 문제를 파악하여
대안을 제시하고
• 사용자의 요구와 맥
락을 반영하여 가상
증강 콘텐츠 형태로
현실 공간 활용을
제안

24. UVR3.0 (21-25)
• 360VR toward Real-scale
Realistic Digital Twin
TranSpace3.0 (21~)
• Augmented Space
• Augmented Collaboration
WISE UI/X (19-26)
• Augmented Human
• Wise Organic UI
KCTM3.0 (21-23)
• Augmented Gallery
• Augmented Meta-Museum
Meta-X (22?-)
• Augmented Music Performance
• Augmented Tour & Game
Ubiquitous VR with DT 2021
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25. lRemaining (Technical) Challenges!
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous VR)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
플랫폼 Wearable Platform such as Smart watch, Glasses, etc.
환경인지 Environment-aware & Localization with Object-aware SLAM
지능증강 Context-aware Multimodal Augmentation & infoViz
상호작용 Natural Multimodal Interaction and Collaboration
경험저작 UX Authoring, Capturing and Augmented Human
경험공유 Co-presence and collaboration w/ Organic & Emphatic UI
소셜플랫폼 3D map-based in-situ Authoring, Storytelling & Standard for eco-system

26. lLevels of UVR: Still Long Way to GO!
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous VR)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Modeling (DT) Localization Augmentation Interaction Moving
Level 0
Reality
Level 1
Unimodal
UI/UX
Object
tracking
Predefined
augmentation
Predefined
interaction
Level 2
Audio-visual
UI/UX
Small scale
SLAM
Audio-visual
augmentation
Limited
intelligence
Level 3
Multimodal
UI/UX
Middle scale
SLAM
Additional
haptic
augmentation
Limited
context-aware
Level 4
Organic
UI/UX
Large scale
dynamic
SLAM
Multimodal
augmentation
Context-aware

27. lUVR CPNDE 어디까지 와 있나?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous VR)
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
• Content authoring with Vuforia, ARCore, ARKit, Sumerian, etc.
Content Authoring: B+
• Localization vs. tracking vs. recognition
Platform Localization:
B+/A-
• Registration, rendering, visualization
Platform Augmentation:
B+/C-
• NUI/OUI for interaction/collaboration
Platform User Interface:
B+/C-
• Context-aware, personalization
Platform Assistive
Intelligence: B-/B-
• 5G, edge/cloud computing
Network: A-/C-
• Smart phone vs. wearable smart glasses
Device: B+/D-
• CPND, C-기획, 창제작, 유통, 소비 등
Eco-system: D

28. 목차
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 어떻게 해야 할 것인가?

29. l가상증강현실 어디로 가고 있나?
Google trend on AR
[07] Metaverse
[03] 2nd Life,
Digital Twin
[01] Ubiquitous VR
AR3.0 그리고 메타버스
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
AR1.0 (Desktop, 1990s-)
Augment Real
Objects with Virtual
Content (1992)
AR2.0 (Mobile, 2000s-)
Augment Real Space
with Content(2007)
AR2.5 (Smart phone, 2010s-)
Augment Real Place
with Dynamic
(Social) Content
AR3.0 (Glass, 2020s-)
Augment Human
with Context-aware
(Social) Content
(2022???)
Every 15 years or so
a new major
platform emerges?

30. lUnit Sales of the Apple iPhone Worldwide (07-18) vs.
AR Glasses Unit Sales Worldwide (19-24)
AR3.0 그리고 메타버스
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
https://www.statista.com/statistics/276306/global-
apple-iphone-sales-since-fiscal-year-2007/
https://www.statista.com/statistics/610496/
smart-ar-glasses-shipments-worldwide/
AR VR headset shipments in 2019–2023
https://www.softwaretestinghelp.com/
future-of-virtual-reality/
Mobile AR in 2021
§ Market Size : $8.9B
§ Active Users : 810M
AR Glasses in 2021
§ Unit Sales: 410K

31. lComparison of Representative XR Glasses
lChallenges of AR Glasses
§Technical Challenges: Weight, FoV, Resolution,
(Visual, Spatial, Temporal) Consistent Augmentation,
Depth perception, UI, etc.
§Content Authoring for AR Experiences
§Network BW/Security, Safety, Privacy, Regulations
§Social Acceptance, etc.
AR3.0 그리고 메타버스
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
Headset
Name
Resolution
(Pixels)
FoV
(degrees)
Refresh
Rate (Hz)
Tracking
and control
Battery
Life (hrs)
Others
Pricing
($)
Oculus
Quest 2
1832x1920px
per eye
100 90 Hz Hands
tracking
2-3 Hrs New Qualcomm®
Snapdragon™ XR2
Platform
399
MS
HoloLens 2
2048 x 1080
per eye
52 120 Eye and two
hands
3 For AR developers
-Remote control
-Sharing of AR
3500
(566g)
Magic
Leap One
1280 x 960
per eye
50 120 Eye and
hand, with
haptics
3.5 -Haptics
-8GB RAM
2295
(316g)

32. lOculus Quest2 [FB Oculus 2020]
안경형 증강현실 AR3.0
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33. lHoloLens2 [MS 2019]
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

34. lHoloLens2 for US Army [MS 2021]
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

35. lMagic Leap One [Magic Leap 2019]
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

36. lSnapdragon 845/855/865 [Qualcomm]
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

37. lAria, Facebook Glasses?
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

38. lNUI by Facebook (2021)
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

39. lSamsung Glasses?
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

40. lApple Glasses?
§Some clues hidden in the teaser?
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

41. l가상증강현실 트렌드 2021?
안경형 증강현실 AR3.0
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
• hit the mainstream in consumer entertainment
• By the end of 2021, the shipments will be 11+M units
• VR sales worldwide are will be 98.4M by 2023
• widely be used with the Oculus Quest2 (FB)
VR
• combine with 5G, IoT, AI, edge/cloud, DT
• increasingly be collaborative and social
• increasingly find its way in cities and vehicles
• hits in education, commerce, advertising, etc.
XR
• Affordable XR Glasses come
• Meta, ODG, Darqi are gone… But
• Google/MS/Magic Leap are back with 2.0!
• FB, Apple, Samsung and more come!
• Augmented hearables with AI
XR Glasses

42. 안경형 증강현실 AR3.0
l우리 사회는 어디로 가고 있나?
§Covid-19 이전 현재 그리고 이후?
컨택트
(Contact)
언택트
(Un-tact)
온택트
(On-tact)
유택트
(U-tact)
변화는 늘 갑자기!
Last Year Next Few Years
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
With Corona+
Future of Society?
새로운 연결, 소통, 협력! 왜 메타버스?

43. 목차
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea
메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 어떻게 해야 할 것인가?

44. l우리 사회는 어디로 가고 있나?
§후퇴: 탈세계화, 물리적 거리두기, 강한정부
§가속화: 4th IR/DT vs. 양극화
§논란: 기본소득, 일자리 보장/고용보험
§혁신: U-tact 디지털 경제
•기후위기 그리고 탄소중립(Net-Zero) 2050!
•Green/Digital New Deal in U-tact Era?
lPost-Corona? Social Crisis?
§Will-be (展望) vs. Shall-be (選擇)
lFuture of Society?
§연결, 소통, 협력! 만나야 산다?
§그럼 스마트 증강도시, 대안인가?
미래로 가는 메타버스?
2012-2021 © Woo, KAIST ARRC & UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

45. l스마트 증강도시(Augmented City, Woo 2019)
§IoT, 5G, DT/AI, XR 등 ICT 기술의 유기적 연동을 통해 도시의 통합적 모
니터링, 효율적 관리, 예측/검증 시뮬레이션 등을 하며, XR 플랫폼을 통
해 시민참여로 도시문제를 관리/해결하여 시민의 삶을 향상하는 스마트
도시
l증강도시 핵심요소 (Woo 2019)
§현실과 가상의 유기적 연동
§관심/맥락 객체/장소 중심 3D 증강
§현실-가상 양방향 상호작용과 협력
§그리고 참여형 문제 해결 플랫폼
•IoT+DT+AI+Metaverse+Block Chain+XR
미래로 가는 메타버스?
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46. l증강도시 플랫폼 [Woo ’19]
§기본 인프라: IoT, 5G, DP, AI, DT, SC, XR
§역할: To Monitor, Plan, Simulate, Verify, Operate
미래로 가는 메타버스?
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Edge/Cloud
Sensing
(5W1H)
Digital Twin w/
Metaverse
Modeling
(2D/3D)
XR Platform
Context-aware
Augmentation
(2D/3D)
Citizen, Communities, City, Infrastructure, Environment
Active Participation
(Citizen Science)

47. lDigital Twin with Digital Thread
메타버스로 가는 증강도시?
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AR Platform
Sensing &
Monitoring
Analysis &
Simulation
Planning
Design &
Development
Test &
Verification
Management
& Services
Multimodal User Interface
Data
Human
Sensor
IoT sensor
(Things,
People,
Processes)
DB
Digital Twin
Authoring
Planning
AR Services
Life
Work
Play
Geo info
Data
Data
Platform
Geo Data
Storage
Information
Wise Geo-AR
Context
Awareness
NUI
Management
USER
Information
Authentication
Open
DB/
Server
AR
Server
Visualization
Verification
Operation
Simulation
Monitoring
Aggregation
Analysis
Simulation
Visualization
Management
2D/3D
Rendering
City
Management
I/O
Authentication User Profile
D-SLAM4AR
Robot
In-situ
Authoring

48. l증강도시의 증강시민?
§AR3.0 over 5G/Edge/Cloud will augment on-device processing
§Augmented humans will expand citizen’s body/brain/social abilities!
미래로 가는 메타버스?
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5G
• -> tracking
data
• <-
retrieved/
rendered
data
Edge Cloud
• Partial
rendering
• analysis
• retrieving
Cloud
• Less
latency
sensitive
content
Power-efficient,
latency insensitive
on-device rendering
and tracking
Round-Trip Delay (or RTT) of 5G for VR/AR
• Handheld VR/AR: ~200ms
• Head-mounted VR (CG,AI, HCI): ~ 50ms (SKT?)
• Wearable AR (CV, CG, AI, HCI): ~ 10ms (KT?)

49. l증강도시 DNA+실감/실측 3차원 디지털트윈
§계획 Planning, the most important aspect for Smart Cities
•in its own way, with different ecological
climates, economic structures, land use, etc.
§관제 Monitoring, analysis & simulation
§서비스 A-City XR services
•To integrate all the urban, social, economic
and government systems
l소셜플랫폼 DNA+DT+XR
§체험 Experience the existing (or existed) city
§소통 Use as a social communication platform
§그래서, 도시/시민/사회 능력과 경험의 확장
미래로 가는 메타버스?
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50. l증강도시, 현실-가상융합 문화경제 플랫폼
미래로 가는 메타버스?
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놀이, 문화예술
일, 소통, 협업
교육,
건강, 복지, 소비
에너지/
환경(물, 공기 등)
이동
가상도시
현실도시
@Magic-verse by Magic Leap
사물인터
넷
IoT/IoE
초고속망
디지털트
윈
인공지능
메타버스
블럭체인
(NFT)
참여형 체
험 XR

51. 미래로 가는 메타버스?
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l메타투어 XR with GeoInfo : IoT+DT+AI+MV+BC+XR
§DT 생성 Camera pose optimization
§DT 관리 Smart panoramic texture mapping
§DT+XR 체험 Interactive dynamic scene generation

52. 미래로 가는 메타버스?
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l메타뮤지엄(Meta-Museum), 무엇을 할 수 있나?
§체험 확장 플랫폼 to embed, link, and inform/tell stories (space-telling)
§창작 플랫폼 to create, express, and share (immersive) content
§소셜 플랫폼 to connect, communicate, collaborate, learn (train)
Physical Museum
DT Museum
Meta-Museum
Meta-Museum

53. 미래로 가는 메타버스?
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l메타- X: 관광, 공연, 운동, 영화, 게임, 방송, 출판, 등
§메타파크 (Meta-Park)
§메타콘서트 (Meta-Concert)
§메타짐 (Meta-Gym)
§그리고
•더 많은 응용!

54. l디지털 트윈 기반 XR 원격협업 [KAIST ‘21]
미래로 가는 메타버스?
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55. l증강도시, 메타버스3.0 응용
미래로 가는 메타버스?
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LWPS
• 학습: 교육
• 일: 산업
• 놀이:
문화예술,
관광
• 쇼핑
• 의료
• 국방
교육
• 상황학습 통한
문제
• 탐색/체험/정의
/해결
• 개인화 학습
• 비대면
실험/협력
산업
• 생산 공정의
효율성, 정확성
증진
• 비대면 원격
훈련/지원/회의
• 데이터기반
디지털 ESC
경영 지원
문화예술
•전시/공연장의
시공간성 확장한
탐색과 경험
•작품/스토리,
해설사/배우,
전시장/무대,
관람객 지원
•상호작용과 몰입
경험 확대로
상상력과 창의력
증대
•수동적
소비자에서
능동적 창작자로
진화
관광
• 시공간을
넘나드는
탄소제로
문화체험
• 가상도시
체험으로
글로벌 마케팅
• 지역 특산물
구매/배송

56. l그럼 증강도시의 시민은?
§Does A-City improve the quality of lives?
§Are the citizens of the A-City happy??
§How to make a balance between CITY and CITIZEN?
미래로 가는 메타버스?
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Human Technology
Usable
Useful
Efficient
Intended
Inconvenience
Artificial
Unintelligence
Induced
Enervation

57. lFrom Smart to Smile (Quality of Social Life)!
§Connect family, friends, colleagues, neighbors and more
§Share Experience with Empathy
§Participate, Communicate, Negotiate and Collaborate
미래로 가는 메타버스?
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Family
Friends
Groups
Communities
Companies
Countries
…
Trusted
Organization
Personalized
Augmentation
UX
Sharing
Sensing and
Monitoring
Context-
aware
Negotiation
Quantified Self

58. l지속 가능한 메타버스, 무엇을 해야 하나?
§메타버스에 대한 생각 바꾸기? 콘텐츠에서 현실-가상 융합/소셜 플랫폼!
•콘텐츠: 3D CG에서 ‘정보와 지식 그리고 경험/체험’으로 확대 필요
§도전적 과제: D.N.A.+DT+MV+BC(NFT)+XR eco-System
§국가투자전략: 규제보다 지원, 지원하되 간섭하지 않기!
•SOC: 문제해결 지향 Testbed, 참여형 체험플랫폼, 이질적 메타버스 연동
•혁신 지원: 메타버스 접근은 기본권, 진입 문턱 낮추기, 공정한 경쟁 유도
l여전히 남은 숙제…
§현실-가상 융합/소셜 플랫폼, 누구의 것? 법과 제도? 안전? 책임과 의무?
§일상의 메타버스, 시민 참여형 체험경제 플랫폼은 지속 가능한가?
•DT+MV 경험경제플랫폼: 재미, 의미, 보상과 가상자산(NFT), 그 외 또 무엇?
•XR 참여, 소통, 협력: 시민이 직접 사회문제를 발굴/정의/제안하고, DT를 통해
주체들(시민, 전문가, 디자이너, 기업, 정부 등)이 참여하여 경험과 지식을 공유
하고, 메타버스에서 검증하고, 현실세상에 결과를 반영하고 활용?
§그럼, 메타버스 증강도시의 증강시민은 더 행복한가?
•행복한 시민의 지혜로운 선택? From SMART to SMILE!
그리고 여전히 남은 숙제…
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59. U-tact 시대, 우리의 선택은?
lUtopia or Dystopia? XR or eXtinct?
"Do you want to sell sugared water for the rest of your life?
Or do you want to come with me and change the world?“
- Steve Jobs
“실수도 실패도 좌절도 있을 것입니다. 그래도 포기하지 않고
도전하는 사람이 세상을 바꿉니다!”
- 우운택
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60. 요약 그리고 Q&A
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메타버스(Metaverse)가 돌아 왔다!
왜 디지털 트윈 (Digital Twin) 인가?
유비쿼터스 가상현실 (Ubiquitous Virtual Reality)
AR3.0 그리고 메타버스, 어디로 가고 있나?
그럼 우리는 무엇을 해야 할 것인가?

61. lARRC/UVR Lab. Members
§Director: Woontack Woo
§ARRC: 2 Ph.D. & 4 MS Researchers
§UVR Lab.: 12 Ph.D. & 11 MS Students
§2 visiting scholars (Iran, NZ)
§1 administration staff
lInternational Collaborators
§Adjunct Professors @ GSCT (May 1, 2021 ~)
• Mark Billinghurst (UniSA, AU),
• Vincent Lepetit (ENPC ParisTech, FR),
• Hideo Saito (Keio Univ. JP)
§More Collaborators
• A. Argyros, K. Kunze, T. Starner, etc.
KAIST ARRC/UVR Lab. 2020
The Ubiquitous VR research aims at
the development of new computing
paradigms for
”DigiLog Life in Smart Spaces”
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62. lMore Information
§Woontack Woo, Ph.D.
• wwoo@kaist.ac.kr
• http://uvrlab.org
• http://arrc.kaist.ac.kr
lSupported by
§㈜PostMedia, ㈜VirNect, ㈜AST, ㈜MAXST,
㈜ExTriple, , ㈜Victoria Production
§과기정통부(MIST) IITP/NRF, KAIST,
§문화부(MCST) KOCCA, GIST KCTRI, DCC
§산업부(MOTIE) KIAT/KEA, 대전시 DICIA
lRelated Events
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“The future is already here. It is just not uniformly distributed”
by William Gibson (SF writer)
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