최근 몇 년간 드론 기술이 발전하면서 드론은 차세대 운송 수단으로 각광을 받아 왔다. 그러나 다른 한편으로는 생각보다 더딘 드론 사업의 진척에 불만의 목소리도 들려온다. 기업들이 예고했던 서비스 개시일이 점점 늦춰지고 있기 때문이다. 그런데, 드론 관련 특허를 살펴본다면 1~20년 후를 내다보고 있는 기업들의 행보를 읽을 수 있다. 이에 드론의 숨은 강자 아마존의 드론 특허 이야기를 살펴보고, 드론이 점령할 미래의 유통 환경을 그려보자.
Writer. 편집부
특허로 보는
아마존의 드론1)
특허로 보는
아마존의 드론1)
1) 본 내용은 ‘김유중, “특허로 보는 아마존 드론 물류 혁명”, 정보통신산업진흥원, 2018. 5.’의 내용을 발췌하여 재구성하였다.
아마존의 연구 투자
20여 년 전까지 ‘아마존’이라고 하면, 그리스신화에 나오는 지역이나 브라질의 아마존 강 유역의 열대 우림을 떠올리곤 했다. 그러나 요즘 사람들에게 ‘아마존’이라고 하면 대부분 미국의 아마존닷컴(Amazon.com)을 떠올린다. 아마존은 1994년 자본금 1만 달러의 작은 전자상거래 업체로 시작하여 현재는 전 세계를 대표하는 전자상거래 사이트로 성장했다. 미국의 온라인 소비 지출의 40%를 차지하고 있을 뿐만 아니라 꿈의 기업이라고 일컫는 시가 총액 1조 달러를 돌파하기도 했다. 이런 아마존을 키워온 힘은 연구와 개발, 그리고 그를 통한 혁신이다. 아마존은 1994년 창업한 이래 단 한 번도 배당을 하지 않았다. 그럼에도 불구하고 2017년에만 당기 순이익의 7배가 넘는 226억 달러(약 24조 원)을 연구 개발에 투자하고 있다.
아마존의 드론 택배
아마존의 혁신을 말할 때 빠지지 않는 분야가 있다. 바로 물류와 유통 분야다. 특히 ‘프라임 에어’라는 드론을 통한 배송은 상용화를 앞두고 있어 기존 물류·유통의 패러다임을 바꿀 것으로 예상된다. 2016년 아마존은 영국에서 드론으로 고객에게 TV 셋톱박스와 팝콘 한 봉지를 배송한 것을 비롯해, 2017년 3월에도 미국 캘리포니아에서 배송 시연을 성공적으로 마치기도 했다. 배송용 드론은 시속 24km로 비행하며 장애물을 인지하고 회피할 수도 있다. 또 2.5kg의 제품을 편도 25km 이내에 있는 장소로 30분 안에 배송이 가능하다. 실제로 아마존 매출 중 2.26kg 이하 물품이 86%를 차지한다. 드론 배송료는 1달러 안팎으로 예상된다. 초기 투입비용이 많지만 장기적으로는 배송에 들어가는 비용이 크게 감소할 것으로 예상된다.
아마존의 선견지명
아마존은 프라임 에어를 활용한 드론을 발표한 직후 드론이 혁신적인 서비스와 비즈니스 모델의 중심이 될 것이라고 예상한 듯하다.
특히 물류센터와 배송지를 잇는 소규모 물품 배송에 드론이 적극적으로 활용되어, 차세대 물류의 핵심으로 부상할 것이라는 예측이다. 이러한 아마존의 예측은 그들이 최근 몇 년 간 드론 관련 특허를 집중적으로 취득하고 있다는 데서 충분히 읽을 수 있다. 물론 드론 관련 특허는 DJI나 패럿 등 드론 전문 제조업체들이 보유한 개수가 더 많은 것이 사실이다. 그렇지만 특허의 질 면에서 본다면 아마존도 밀리지 않는다. 아마존은 드론 관련 특허를 40여 개 보유하고 있지만 그 대부분이 아마존이 가진 유통망의 효용성을 높이기 위한 물류창고 관리, 운항, 충전, 배송 등에 초점을 맞추고 있다.
아마존이 보유한 드론 특허의 대부분은
온라인 판매의 효용성을 높이기 위한
물류창고 관리, 운항, 충전, 배송 등에
초점을 맞추고 있다.
아마존의 주요 특허
온라인 기업인 아마존의 드론 관련 특허를 살펴보면 대부분이 유통과 물류에 충분히 활용될 수 있는 특허들이다. 미래에 드론 배송이 본격화될 경우 아마존의 특허는 강력한 물류 네트워크를 구축할 것이다. 그들의 주요 특허를 살펴보자.
물류 저장 관련 주요 특허
➊ 무인항공기를 위한 다층 물류센터(Multi-Level Fulfillment Center for Unmanned Aerial Vehicles)
인구가 밀집된 대도시 중심에 드론의 이착륙이 가능한 9층 높이의 다층 물류센터를 제작한다는 특허이다. 기존 물류센터가 단층구조로 이루어져 있고, 도심과 떨어져 있었다는 단점을 극복할 수 있다. 또한 층마다 뚫린 여러 개의 구멍으로 드론이 드나들 수 있으며, 수십 대의 드론이 동시에 착륙하여 신속하게 물품을 싣고 이륙할 수 있도록 되어 있다. 타워 안에서는 물품 이동 로봇, 드론 운반 로봇 등 자동화된 시스템으로 드론의 배송을 보조한다.
➋ 공중물류센터(Airborne fulfillment center utilizing unmanned aerial vehicles for item delivery)
주문 급증이 예상되는 물품을 가득 실은 비행선을 특정 지역에 띄워놓고, 주문이 접수되면 드론을 통해 신속하게 목적지까지 배송하는 시스템이다. 상공에 떠 있기 때문에 장소 제한이 없고, 날씨와 장소, 물건에 따른 예상 수요에 유연하게 대응할 수 있다. 물품은 비행 셔틀을 이용해서 지상에서 비행 물류창고로 이동이 가능하다. 한편 축제나 대규모 스포츠 경기 등 행사에서 광고 디스플레이나 에어쇼 등의 용도로도 활용할 수 있다.
비행 및 안전 관련 특허
➊ 비상시 드론 자동 파괴 기술(Directed fragmentation for unmanned airborne vehicles)
드론 비행 중에 발생할 수 있는 배터리 폭발, 프로펠러 고장 등 비상 상황이 발생할 경우 드론을 자동으로 파괴하는 기술이다. 드론의 비행경로와 비행 조건 등 정보를 지속적으로 업데이트 하고, 비상 상황을 인지하는 경우 자동파괴 시퀀스에 의해 드론을 구성하는 각 부품들이 비교적 안전한 곳에 떨어지도록 설계된 기술이다. 드론이 여러 조각으로 분해되어 낙하하기 때문에 조각들이 사람과 부딪히더라도 치명상을 줄일 수 있다.
➋ 집단 무인 공중 비행(Collective unmanned aerial vehicle configurations)
독립된 형태의 개별 드론을 여러 대 묶어서 비행하면 드론이 배송할 수 있는 물품의 무게, 수량, 크기를 늘릴 수 있으며, 더 멀리 배송할 수도 있다. 여러 대의 드론이 연결되어 동시에 비행하기 때문에 관제 시설이나 항공기에서도 쉽게 식별이 가능하다. 배터리, 내비게이션 등 여러가지 능력을 공유할 수 있으며, 여러가지 모양으로 결합도 가능하다. 필요에 따라 뭉쳐서 임무를 수행하고, 임무가 종료된 후에는 각각의 드론이 독립적으로 비행할 수도 있다.
충전 및 유지보수 관련 특허
➊ 복합 운송기관 유지보수 특허(Ground-Based Mobile Maintenance Facilities for Unmanned Aerial Vehicles)
철도·트럭·배 등의 운송수단을 융합해 드론의 이착륙, 물품 관리, 드론 재충전 및 수리 등의 작업을 수행하는 모바일 드론 스테이션 관련 특허이다. 모바일 드론 스테이션은 유지·보수 컨테이너와 배송 컨테이너로 구성되는데, 유지·보수 컨테이너에는 드론 부품과 전원 공급기 등이 설치되어 있어 드론에 문제가 생길 경우나 충전이 필요할 경우 바로 조치할 수 있다. 이를 통해 기존의 운송 수단을 활용하여 물품을 배송하고 드론을 유지·보수할 수 있다.
➋ 수직구조물을 이용한 다목적 도킹 스테이션(Multi-use unmanned aerial vehicle docking station)
전봇대, 가로등과 같은 수직구조물에 드론 도킹 스테이션을 설치하여 기상악화 시 대피처, 드론의 재충전 및 주유소, 물품의 수집처, 내비게이션 시스템 재설정지, 추가 지시를 기다리는 대기 장소 등으로 활용하는 특허이다. 이 드론 도킹스테이션을 활용하여 배송해야 할 물품을 다른 드론에게 전달할 수도 있으며, 광고판이나 고객이 물건을 찾아갈 수 있는 물품 저장소로도 활용할 수 있다. 많은 인프라 투자 없이도 다목적으로 활용할 수 있는 공간이다.
물품 전달 관련 특허
➊ 드론용 상호 언어작용 기술(Speech interaction for unmanned aerial vehicles)
드론이 사람과 음성 메시지를 주고받을 수 있는 기술 관련 특허이다. 드론이 지정된 배송지점에 도착해 물품 도착 사실을 음성 메시지로 알려줄 수 있으며, 고객의 신분도 확인이 가능하다. 고객이 드론에게 말을 걸 수도 있으며, 드론을 통해 서비스센터 직원과 대화할 수도 있다.
➋ 사람의 몸짓이나 소리에 반응하는 기술(Human interaction with unmanned aerial vehicles)
드론에 광센서, 깊이 센서, 가시광선 센서, 청각 센서, 적외선 카메라 등의 인식장치와 스피커나 레이저 프로젝트와 같은 출력 장치를 장착하고 사람의 표현을 인지하고 반응하는 기술이다. 고객의 손동작, 몸짓, 목소리 등을 인식하고 반응하여 궤도나 속도 조절도 가능하며, 장착된 카메라를 통해 고객의 외모를 인지하거나 수신자의 스마트폰 확인 코드를 통해 신원확인도 가능하다.
1) 본 내용은 ‘김유중, “특허로 보는 아마존 드론 물류 혁명”, 정보통신산업진흥원, 2018. 5.’의 내용을 발췌하여 재구성하였다.
아마존의 연구 투자
20여 년 전까지 ‘아마존’이라고 하면, 그리스신화에 나오는 지역이나 브라질의 아마존 강 유역의 열대 우림을 떠올리곤 했다. 그러나 요즘 사람들에게 ‘아마존’이라고 하면 대부분 미국의 아마존닷컴(Amazon.com)을 떠올린다. 아마존은 1994년 자본금 1만 달러의 작은 전자상거래 업체로 시작하여 현재는 전 세계를 대표하는 전자상거래 사이트로 성장했다. 미국의 온라인 소비 지출의 40%를 차지하고 있을 뿐만 아니라 꿈의 기업이라고 일컫는 시가 총액 1조 달러를 돌파하기도 했다. 이런 아마존을 키워온 힘은 연구와 개발, 그리고 그를 통한 혁신이다. 아마존은 1994년 창업한 이래 단 한 번도 배당을 하지 않았다. 그럼에도 불구하고 2017년에만 당기 순이익의 7배가 넘는 226억 달러(약 24조 원)을 연구 개발에 투자하고 있다.
아마존의 드론 택배
아마존의 혁신을 말할 때 빠지지 않는 분야가 있다. 바로 물류와 유통 분야다. 특히 ‘프라임 에어’라는 드론을 통한 배송은 상용화를 앞두고 있어 기존 물류·유통의 패러다임을 바꿀 것으로 예상된다. 2016년 아마존은 영국에서 드론으로 고객에게 TV 셋톱박스와 팝콘 한 봉지를 배송한 것을 비롯해, 2017년 3월에도 미국 캘리포니아에서 배송 시연을 성공적으로 마치기도 했다. 배송용 드론은 시속 24km로 비행하며 장애물을 인지하고 회피할 수도 있다. 또 2.5kg의 제품을 편도 25km 이내에 있는 장소로 30분 안에 배송이 가능하다. 실제로 아마존 매출 중 2.26kg 이하 물품이 86%를 차지한다. 드론 배송료는 1달러 안팎으로 예상된다. 초기 투입비용이 많지만 장기적으로는 배송에 들어가는 비용이 크게 감소할 것으로 예상된다.
아마존의 선견지명
아마존은 프라임 에어를 활용한 드론을 발표한 직후 드론이 혁신적인 서비스와 비즈니스 모델의 중심이 될 것이라고 예상한 듯하다.
특히 물류센터와 배송지를 잇는 소규모 물품 배송에 드론이 적극적으로 활용되어, 차세대 물류의 핵심으로 부상할 것이라는 예측이다. 이러한 아마존의 예측은 그들이 최근 몇 년 간 드론 관련 특허를 집중적으로 취득하고 있다는 데서 충분히 읽을 수 있다. 물론 드론 관련 특허는 DJI나 패럿 등 드론 전문 제조업체들이 보유한 개수가 더 많은 것이 사실이다. 그렇지만 특허의 질 면에서 본다면 아마존도 밀리지 않는다. 아마존은 드론 관련 특허를 40여 개 보유하고 있지만 그 대부분이 아마존이 가진 유통망의 효용성을 높이기 위한 물류창고 관리, 운항, 충전, 배송 등에 초점을 맞추고 있다.
아마존이 보유한 드론 특허의 대부분은
온라인 판매의 효용성을 높이기 위한
물류창고 관리, 운항, 충전, 배송 등에
초점을 맞추고 있다.
아마존의 주요 특허
온라인 기업인 아마존의 드론 관련 특허를 살펴보면 대부분이 유통과 물류에 충분히 활용될 수 있는 특허들이다. 미래에 드론 배송이 본격화될 경우 아마존의 특허는 강력한 물류 네트워크를 구축할 것이다. 그들의 주요 특허를 살펴보자.
물류 저장 관련 주요 특허
➊ 무인항공기를 위한 다층 물류센터(Multi-Level Fulfillment Center for Unmanned Aerial Vehicles)
인구가 밀집된 대도시 중심에 드론의 이착륙이 가능한 9층 높이의 다층 물류센터를 제작한다는 특허이다. 기존 물류센터가 단층구조로 이루어져 있고, 도심과 떨어져 있었다는 단점을 극복할 수 있다. 또한 층마다 뚫린 여러 개의 구멍으로 드론이 드나들 수 있으며, 수십 대의 드론이 동시에 착륙하여 신속하게 물품을 싣고 이륙할 수 있도록 되어 있다. 타워 안에서는 물품 이동 로봇, 드론 운반 로봇 등 자동화된 시스템으로 드론의 배송을 보조한다.
➋ 공중물류센터(Airborne fulfillment center utilizing unmanned aerial vehicles for item delivery)
주문 급증이 예상되는 물품을 가득 실은 비행선을 특정 지역에 띄워놓고, 주문이 접수되면 드론을 통해 신속하게 목적지까지 배송하는 시스템이다. 상공에 떠 있기 때문에 장소 제한이 없고, 날씨와 장소, 물건에 따른 예상 수요에 유연하게 대응할 수 있다. 물품은 비행 셔틀을 이용해서 지상에서 비행 물류창고로 이동이 가능하다. 한편 축제나 대규모 스포츠 경기 등 행사에서 광고 디스플레이나 에어쇼 등의 용도로도 활용할 수 있다.
비행 및 안전 관련 특허
➊ 비상시 드론 자동 파괴 기술(Directed fragmentation for unmanned airborne vehicles)
드론 비행 중에 발생할 수 있는 배터리 폭발, 프로펠러 고장 등 비상 상황이 발생할 경우 드론을 자동으로 파괴하는 기술이다. 드론의 비행경로와 비행 조건 등 정보를 지속적으로 업데이트 하고, 비상 상황을 인지하는 경우 자동파괴 시퀀스에 의해 드론을 구성하는 각 부품들이 비교적 안전한 곳에 떨어지도록 설계된 기술이다. 드론이 여러 조각으로 분해되어 낙하하기 때문에 조각들이 사람과 부딪히더라도 치명상을 줄일 수 있다.
➋ 집단 무인 공중 비행(Collective unmanned aerial vehicle configurations)
독립된 형태의 개별 드론을 여러 대 묶어서 비행하면 드론이 배송할 수 있는 물품의 무게, 수량, 크기를 늘릴 수 있으며, 더 멀리 배송할 수도 있다. 여러 대의 드론이 연결되어 동시에 비행하기 때문에 관제 시설이나 항공기에서도 쉽게 식별이 가능하다. 배터리, 내비게이션 등 여러가지 능력을 공유할 수 있으며, 여러가지 모양으로 결합도 가능하다. 필요에 따라 뭉쳐서 임무를 수행하고, 임무가 종료된 후에는 각각의 드론이 독립적으로 비행할 수도 있다.
충전 및 유지보수 관련 특허
➊ 복합 운송기관 유지보수 특허(Ground-Based Mobile Maintenance Facilities for Unmanned Aerial Vehicles)
철도·트럭·배 등의 운송수단을 융합해 드론의 이착륙, 물품 관리, 드론 재충전 및 수리 등의 작업을 수행하는 모바일 드론 스테이션 관련 특허이다. 모바일 드론 스테이션은 유지·보수 컨테이너와 배송 컨테이너로 구성되는데, 유지·보수 컨테이너에는 드론 부품과 전원 공급기 등이 설치되어 있어 드론에 문제가 생길 경우나 충전이 필요할 경우 바로 조치할 수 있다. 이를 통해 기존의 운송 수단을 활용하여 물품을 배송하고 드론을 유지·보수할 수 있다.
➋ 수직구조물을 이용한 다목적 도킹 스테이션(Multi-use unmanned aerial vehicle docking station)
전봇대, 가로등과 같은 수직구조물에 드론 도킹 스테이션을 설치하여 기상악화 시 대피처, 드론의 재충전 및 주유소, 물품의 수집처, 내비게이션 시스템 재설정지, 추가 지시를 기다리는 대기 장소 등으로 활용하는 특허이다. 이 드론 도킹스테이션을 활용하여 배송해야 할 물품을 다른 드론에게 전달할 수도 있으며, 광고판이나 고객이 물건을 찾아갈 수 있는 물품 저장소로도 활용할 수 있다. 많은 인프라 투자 없이도 다목적으로 활용할 수 있는 공간이다.
물품 전달 관련 특허
➊ 드론용 상호 언어작용 기술(Speech interaction for unmanned aerial vehicles)
드론이 사람과 음성 메시지를 주고받을 수 있는 기술 관련 특허이다. 드론이 지정된 배송지점에 도착해 물품 도착 사실을 음성 메시지로 알려줄 수 있으며, 고객의 신분도 확인이 가능하다. 고객이 드론에게 말을 걸 수도 있으며, 드론을 통해 서비스센터 직원과 대화할 수도 있다.
➋ 사람의 몸짓이나 소리에 반응하는 기술(Human interaction with unmanned aerial vehicles)
드론에 광센서, 깊이 센서, 가시광선 센서, 청각 센서, 적외선 카메라 등의 인식장치와 스피커나 레이저 프로젝트와 같은 출력 장치를 장착하고 사람의 표현을 인지하고 반응하는 기술이다. 고객의 손동작, 몸짓, 목소리 등을 인식하고 반응하여 궤도나 속도 조절도 가능하며, 장착된 카메라를 통해 고객의 외모를 인지하거나 수신자의 스마트폰 확인 코드를 통해 신원확인도 가능하다.
