통계 사이트 Statista의 2019년 조사에 따르면, 상업용 드론 누적 판매량은 2022년 백만 대를 훌쩍 넘어 2025년에는 268만 대에 이를 것으로 예상된다. 미래학자 토머스 프레이는 “2030년 지구 위의 하늘엔 10억 개의 드론이 날아다닐 것”이라고 전망하기도 했다.

글로벌 상업용 드론 시장 규모 (출처: Statista)

 이처럼 가파른 성장세를 보이고 있는 상업용 드론은 다양한 산업군에서 환영받고 있다. 그 중, 가장 먼저 응용사례를 내놓을 것으로 기대되는 기업은 미국 최대 온라인 쇼핑업체인 아마존이다. 아마존은 드론 배송 프로그램을 시작하기 위해 다양한 특허를 내놓고 있는데, 오늘은 “항공 주문 처리 센터” 즉 공중을 떠다니는 거대 창고에 관한 특허를 알아보고자 한다.

 미국 등록 특허 9,305,280 호(발명의 명칭: Airborne fulfillment center utilizing unmanned aerial vehicles for item delivery)는 거대한 비행선 형태의 AFC (Airborne Fulfillment Center)와 AFC에 배치된 unmanned aerial vehicles (“UAV”)로 이루어진다. AFC는 예를 들어 45000 피트의 고도에 머무르면서 내부에 배치된 주문 품목을 UAV이 주문 위치로 배송하게 하는 시스템이다. AFC가 도심 지역 공중에 배치되어 있으므로 배송 커버리지가 넓은 동시에 드론의 하방 이동에 의해 전력 소모를 절감할 수 있다. 이 시스템에는 AFC에 상품 재고와 연료 등을 공급하는 셔틀(작은 비행선들)도 추가로 포함되어 있다.

AFC를 활용하는 배송 프로세스

 AFC(302)는 상업용 비행기가 다니는 고도인 42000 피트 보다 높은 45000 피트 이상에 위치하기 때문에 방해 없이 장기간 상공에 머무를 수 있다. 도심(304)에서 주문이 들어오면 도심 위의 AFC(302)로부터 상품을 실은 UAV(312)가 낙하하게 되고 UAV 네트워크 영역(300)에 도달해 고객의 주문처까지 상품을 배송한다. 배송을 완료한 UAV(312)는 셔틀(350)이 있는 보충 구역(351)으로 가서 AFC(302)로 복귀하거나 자재 취급 시설(330)으로 가서 다른 배송을 시작할 수 있다.

AFC(402)는 자체적으로 공중을 탐색할 수 있는 가벼운 항공기라고 설명될 수 있다. 공기보다 가벼운 가스를 포함하는 리프팅 부분(404)과 재고 저장, UAV의 배치 등에 사용되는 주문 처리 센터(406)로 구성된다. 주문 처리 센터(406)에서는 UAV가 이/착륙할 수 있는 UAV 전개 영역(408)과 셔틀(450)과 결합될 수 있는 도킹 팔(414)이 있어 작업자나 로봇이 상품을 경우에 맞게 이송 및 배치할 수 있는 공간이 된다.

UAV의 배송 프로세스 순서도

컴퓨터 시스템의 제어 하에서 드론에 의한 자동 배송이 실행되는데, 사용자로부터 AFC의 Inventory 내 품목에 대한 주문을 받고, 해당 품목을 UAV가 싣고, AFC에서 출발하고 배송 위치로 운항하여 품목을 내려 놓도록 하는 각 단계의 명령에 의하여 자동 배송 방법이 구현된다.

AFC, UAV, 셔틀로 이루어진 시스템 청구항과, AFC의 저장고 내 품목에 대한 주문을 받고 UAV가 주문 품목을 배송지로 배달하는 명령 제어에 대한 방법 청구항을 포함하는 원천 특허로, 아마존은 도심 상공에서의 AFC 시스템을 상당기간 독점할 수 있을 것으로 본다. 다만, 이 특허는 미국에서만 출원, 등록되어 한국 등 다른 국가에서는 아마존 특허 침해 우려 없이 해당 기술의 실시가 가능할 것으로 보인다.

이 시스템은 그동안 많은 규제의 벽에 부딪혀 현실과는 거리가 먼 것으로 인식되어왔다. 하지만 2020년 8월 31일 미 연방 항공국(FAA)으로부터 드론 상품 배송 서비스에 대한 승인을 받음으로써 아마존의 오랜 꿈이 조만간 현실화될 전망이다.

특허법인ECM

변리사 이은심

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