스탠포드대학 연구팀이 드론과 지상용 차량을 결합해 교통 친화적인 전자상거래 방법을 개발했다.

지상용 운송 수단과 드론 배달의 결합은 전자상거래, 특히 배송 서비스를 보다 편리하고 교통 친화적으로 만들 수 있다. 게다가, 지상 운송에서 출발해 드론 배달로 확대하면 드론의 최대 이동 거리도 늘릴 수 있다.

드론 배송의 장단점

드론 기술이 상당히 개선되자, 다양한 기업이 이를 사용해 배송 시스템을 업그레이드하고 있다. 경량의 무인 매체, 즉 드론을 사용해 상품 운송을 하게 된 것이다. 드론은 엔진과 크기 때문에 특정 지역에서 가벼운 소포만 배송할 수 있다.

배송용 드론은 일반적으로 가벼운 소포를 다룰 수 있도록 4~8개 프로펠러와 충전 가능한 배터리가 장착돼 있다. 이 같은 드론은 자동으로 작동하거나 사람이 원격으로 조종할 수 있다. 연구팀은 여러 대 드론을 사용하면 한 번에 여러 장소에 소포를 나를 수 있으며, 드론이 정상적으로 작동하는지 관찰만 하면 된다고 밝혔다.

드론 배송의 잠재적 장점에는 교통 체증 해소와 안전성 증대, 온실가스 배출 감소, 경로 유연성, 유지관리비 절감 등이 있다. 드론은 비행 특성 때문에 교통 체증에 끼어들 필요가 없다. 프로그래밍에 철도 시스템을 추가하면, 기차 운행을 방해하지도 않는다. 배터리로 작동하기 때문에 차량처럼 매연을 배출하지도 않는다.

하지만 몇 가지 기술상 문제가 있어 드론 배달에는 제약이 있다. 가장 피해가 큰 한계는 소포 무게다. 드론은 최적의 속도로 비행하기 위해서 특정 용량의 무게만 실을 수 있다. 드론의 이동 거리에 상당한 영향을 미치는 배터리 용량도 제약이 된다. 또 다른 문제점은 혼잡한 구역에서 드론을 사용할 때 필요한 충돌 회피 시스템의 요건이다.

드론 배송 한계의 해결책

스탠포드대학 컴퓨터과학 전문가들은 드론 배송의 제약을 해결할 수 있는 솔루션을 제시했다. 바로 드론 배송과 버스처럼 지상 기반 운송수단을 결합하는 것이다. 비행 시스템에 완전히 의존하는 대신에 버스를 사용해 전력을 보존하고 거리를 늘리는 것이다. 증강현실을 사용해 드론이 전에는 단 한 번도 서비스하지 않았던 지역에서도 배송이 가능해졌했다.

미켈 코첸더퍼 교수는 “운송용 드론은 미래다. 지상 운송수단을 분별 있게 사용하면 드론은 안전하고 깨끗하며 비용 대비 효과적인 잠재력을 갖게 될 것이다”라고 말했다.

연구팀은 샌프란시스코와 워싱턴 DC 같이 대도시의 시내버스와 배송 지역을 활용해 시뮬레이션을 실시했다. 여러 분석을 통해 버스 네트워크와 드론 배송을 결합하면 발생하게 될 주요한 문제점을 확인했다. 3가지 중요한 문제점이 있는데, 대규모 버스 네트워크와 드론 간의 제약, 배송 경로의 할당이 그것이다. 대규모 네트워크에서 새로운 경로를 만들면 시간 의존적인 버스 네트워크에 부작용을 초래할 수 있다. 드론 간의 제약 측면에서 살펴보면, 드론은 비행 범위에 제한이 있고 한 대의 버스에 싣게 되는 드론 간에 문제가 생길 수 있다. 배송 드론을 잘못 할당하면 여러 서비스 지역에 배송이 지연될 수 있다.

연구 결과 드론의 최장 배송 시간을 단축해 문제를 해결할 수 있었다. 드론 배송 및 버스 네트워크의 통합 기능을 최적화할 수 있도록 고안된 알고리즘 시뮬레이션이 개선책이었다. 이 알고리즘을 적용한 드론 200대는 2시간 이내에 5,000개 소포 배송을 완료했다. 시뮬레이션은 이동 거리 범위에도 영향을 미쳤다.

배송, 매핑 및 구조 작업에 사용되는 상업용 드론은 여러 나라에서 사용되고 있다. 2018년 기준, 세계 상업용 드론 시장 규모는 11조 달러 가치에 달했다. 2020년에는 24억 달러로 성장할 것으로 전망됐지만 코로나19로 인한 세계 공급망과 노동 시장의 중단으로 이 같은 성장 속도를 달성하기는 어려워졌다.

식료품 배달은 드론 배송 서비스를 적용할 수 있는 분야다. 사회적 거리두기와 자가격리 권고를 받은 사람은 드론 배달을 고려할 수 있다. 4월 8~15일 미국인 9,951명을 대상으로 조사한 결과, 18~24세 연령대 19%, 25~34세 연령대 18%, 35~54세 36%, 55세 이상 27%가 식료품 배달을 사용하고 있었다. 이 비율을 보면 고령층에서도 드론 배달의 잠재력이 있다는 것을 알 수 있다.

실제 드론을 사용해 드론 배송과 버스 네트워크를 통합하는 테스트는 아직 진행되지 않았다. 하지만 실현이 된다면 팬데믹 상황과 환경에 유익할 수 있다는 분석이다. 드론 배송은 배송 트럭과 유사한 용도의 차량이 배출하는 온실가스 배출을 줄일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.