니모의 정원, 지멘스 엑셀레이터 디지털 트윈 활용해 매우 빠른 속도로 설계와 테스트 반복

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software)는 지속 가능한 수중 농작물 재배 전문 스타트업인 니모의 정원(Nemo's Garden)이 지멘스의 엑셀레이터(Xcelerator) 소프트웨어와 서비스 포트폴리오를 도입해 혁신 주기를 단축하고 산업화 및 확장을 더욱 빠르게 진행하고 있다고 발표했다.

니모의 정원은 2021년 이탈리아 스쿠버 다이빙 장비 제조업체 오션 리프 그룹(Ocean Reef Group)의 사장 세르지오 감베리니(Sergio Gamberini)와 그의 아들 루카 감베리니(Luca Gamberini)에 의해 설립됐다. 그들이 조직한 팀의 엔지니어, 다이버, 과학자들은 허브, 과일, 채소의 수중 재배 가능성을 증명하기 위해 노력해 왔다.



수중 생물권인 니모의 정원의 핵심 혁신은 농작물 재배에 이상적인 환경을 조성하기 위한 독특한 유형의 수중 온실이다. 이 온실에서는 온도 안정성, 증발 수 생성, CO2 흡수, 풍부한 산소, 해충으로부터의 보호와 같은 해양의 긍정적인 환경 요소들을 활용할 수 있다.

이 팀은 시험 제작된 생물권으로부터 다양한 작물을 성공적으로 수확했을 뿐 아니라, 이러한 환경에서 자란 식물들이 전통적으로 자란 식물들보다 영양적으로 더 풍부하다는 것을 발견했다. 팀의 목표를 달성하는 데 있어 다음 과제는 이 시험 제작 생물권을 전 세계적으로 확장할 수 있는 솔루션으로 바꾸는 것이었다. 그러나 이 팀은 이를 위해 10년을 더 기다리기를 원하지 않았다.

혹독한 겨울, 짧은 여름, 초기 해저 사용 허가 제한으로 인해 니모의 정원의 재배는 연 1회로 제한됐으며, 이는 혁신 주기가 1년에 한 번뿐임을 의미했다. 이러한 상황에서 재배 기간 동안 설계 변경, 오랜 기간의 물리적 테스트, 과중한 수동 모니터링으로 인해 어려움을 겪은 니모의 정원 팀은 혁신을 가속화하고 운영을 확장할 방법을 모색했다.

이 팀은 최첨단 기술을 활용한 목표 달성과 관련해 통찰력을 얻고자 텍시(TekSea)의 마테오 카발레로니(Matteo Cavalleroni)와 컨설팅을 진행했다. 초기 컨설팅 이후 지멘스는 해당 프로젝트에 참여할 것을 요청받았으며, 엑셀러레이터 소프트웨어 포트폴리오와 서비스를 통해 니모의 정원이 개발의 다음 단계로 나아가 산업화 및 상품화 준비를 할 수 있도록 지원하고자 했다.

니모의 정원 공동 설립자 루카 감베리니(Luca Gamberini)는 “지멘스의 디지털 트윈 기술을 처음 보자마자 매료됐다. 니모의 정원은 굉장히 독특한 시스템이기에 우리는 이것이 설치될 각 환경에 맞춰 시스템을 조정해 나가야 하는데, 시작하기 전 해당 환경을 가상으로 모델링할 수 있다면 문제를 예측하고 이를 최선의 방법으로 해결할 수 있게 된다. 우리는 생물권 주변의 물의 흐름을 이해할 수 있게 된다는 점에서 이 기술의 이점을 높이 샀다. 실제로 생물권 주변의 구조의 스트레스 포인트에 대해 더 잘 이해하게 됐다. 또한 태양 복사, 온도, 모든 물리적 요인의 다양한 상호 작용이 식물에 어떻게 작용하는지 알게 됐다. 이는 우리의 시스템을 복제할 수 있는 디지털 트윈의 능력 덕분이다”라고 말했다.

니모의 정원 생물권의 포괄적인 디지털 트윈은 지멘스의 NX™ 소프트웨어를 사용한 설계 발전을 포함하며, 장비가 설치된 전체 환경, 그 안에서의 성장 조건, 장비가 수역에 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있도록 모두 지멘스의 심센터(Simcenter)™ STAR-CCM+™ 소프트웨어를 사용해 구축됐다. 이에 니모의 정원 팀은 더 이상 날씨, 계절, 짧은 성장기, 다이빙 규제, 감시 등의 제한에 구애받지 않게 됐다. 아울러 가상 세계에서 이 생물권에 대한 적응을 테스트할 수 있으므로 니모의 정원 팀은 더욱 빠른 속도로 설계를 개선할 수도 있다.