차량용 드론에 진심인 포드… 이렇게 다양한 용도가 있을 줄이야

포드 자동차가 최근 드론으로 자동차를 소독하는 기술에 대한 특허를 출원한 사실이 공개됐다.

이 회사는 이미 스페인,영국,미국의 자동차 공장 시설물 검사나 재고관리 등에 드론을 활용하고 있다. 포드가 특히 주목받는 것은 지난 4~5년 간 자동차와 관련된 주목할 만한 드론 관련 특허를 꾸준히 출원해 왔다는 점일 것이다. 포드는 어떻게 드론을 잘 활용할 수 있는지를 정확히 알고 있는 것 같다.

포드 특허는 향후 드론을 차량(공유 자동차 포함) 소독, 물류차량서 배달 드론 발사, 전기차 충전, 고장난 차량 부품 대체, 험지에서 차량 안내용 등으로 활용할 수 있음을 보여준다. 포드는 세계적 자동차 회사들이 잇따라 참여하는 수직 이착륙(eVTOL) 드론 기반의 도시항공교통(UAM)드론 개발에서 한발 물러나 있다. 하지만 이처럼 드론과 차량을 결합해 활용하는 부문에는 유독 관심을 보이고 있다.

자동차 회사 포드가 보여주는 아마존 뺨치는 멋진 드론 활용의 세계를 특허를 통해 살펴봤다.

공장서 위험한 검사 대체 드론

런던 포드 엔진 공장에서 장비 검사에 드론이 동원됐다. (사진=포드)
포드 자동차 직원의 드론 컨트롤러와 시설물 검사 및 재고 관리용 드론.(사진=포드)

미국 자동차 회사 포드는 이미 4년 전부터 영국, 스페인, 미국 포드 자동차 공장에 드론을 도입해 비용을 절약하고 있다.

일례로 드론은 무엇보다도 위험하고 시간이 많이 걸리는 런던 포드 공장 내 접근하기 어려운 곳의 공장 장비 검사를 수행하고 있다. 드론은 검사 시간을 12시간에서 12분으로 줄일 수 있다. 이들은 또한 공장에서 없어서는 안 될 도구가 된 비디오 영상을 찍는다.

결과적으로 이 드론들은 포드의 공장을 더 안전하고 효율적으로 만들고 있다. 포드는 이 파격적인 조치로 상당한 시간과 비용을 절약하는 동시에 이 위험하고 시간이 많이 걸리는 안전 검사를 위해 미국 미시건 공장을 1년에 한번 멈추는 일도 없어졌다.

이 공장 생산 매니저인 팻 매닝은 CNBC와의 인터뷰에서 “이 드론은 또한 포드에게 보다 객관적인 공장 유지 관리 기록을 제공하여 진단 및 가능한 문제 해결 방법에 대한 논쟁을 막는다”고 말했다.

가장 일반적인 검사 중 하나인 지붕 근처에 매달려 있는 선형 프레임인 갠트리 검사도 효율적으로 이뤄지게 됐다. 갠트리는 로봇 팔이 부품을 공급하기 위해 왕복하는 트랙을 지탱한다.

드론은 약 200개의 갠트리를 안전하고 효율적이고 빠르게 검사해 낸다. 드론에는 열 감지용 열화상 카메라, 광각 렌즈, 클로즈업 렌즈를 포함한 여러 대의 카메라를 탑재됐다. 2대 1팀으로 구성된 드론은 거의 24명이서 하던 일을 감당했고 36m짜리 갠트리 한 대 점검 시간도 12시간에서 12분으로 줄었다. 드론은 로봇, 머리 위 컨베이어 벨트, 크레인, 도르래 및 지붕 누수검사 및 기계와 전원 케이블 온도도 모니터링할 수 있다.

자동차 소독용 드론(2022.8)

최근 미특허청이 발표한 포드의 차량 소독용 드론.(사진=미특허청)
포드 특허출원서에 등장하는 차량 소독용 드론의 차량 소독 프로세스. (사진=미특허청)

포드의 최신 드론 특허는 차량 소독용 드론과 관련된 것이다. 이 특허는 지난해 2월 10일에 출원(미특허 0249722)됐고 올해 8월 11일자로 공개됐다. 특허출원서에 따르면 차량이 드론에 무선 신호를 보내 소독이 필요하다는 것을 알릴 수 있다.

이때 드론이 해당 차량의 지붕에 착륙하여 창문을 열고 차량에 관절 모양의 로봇 ‘팔’을 삽입할 수 있다. 이 팔은 소독제, 또는 클리너를 살포하는 패드나 용기를 포함해 여러 가지 물건을 보관하는데 이때 차량에 바이러스나 박테리아가 없는지도 확인할 수 있다.

포드는 특히 이 특허 사용처로 승차 공유 차량을 언급하고 있다. 이는 매일 많은 사람들을 수송하고 바이러스와 박테리아를 확산시킬 수 있다는 사실을 고려할 때 완벽하게 맞아 떨어진다.

승차 공유 운전자는 탑승객이 타고 내린 후 차량을 소독하기가 쉽지 않고 시간이 많이 걸릴 수 있다는 점에서 수긍이 간다. 포드는 이 차량 소독 서비스가 상용 자율차량에서도 사용될 수 있다고 지적하고 있다.

배송 트럭서 배달드론 발사(2022.7)

포드 자동차는 배송용 밴에서 직접 드론을 발사해 배송을 효율화할 새롭고 흥미로운 특허를 출원했다. 특허출원서 도면은 포드가 제안한 배송 밴과 드론(그림 상의 ‘X’자) 시스템이 어떻게 작동하는지 보여준다. (사진=미특허청)

지난 3일 미특허청이 공개한 포드의 야심찬 새로운 특허는 드론 배송의 판도를 바꿀 수 있는 고안이다. 이는 자율적으로 공중과 지상에서 최종소비자 문앞(라스트 마일)까지 연결되는 배송 시스템을 설명하고 있다.

이달 초 미특허청은 포드의 “탈중앙화된 하이브리드 공대지(air-ground) 자율 라스트 마일 상품 배송‘ 시스템을 개략적으로 설명하는 특허를 발표했다. 포드는 기본적으로 배달밴을 사용해 드론을 직접 발사하고 제어하고 싶어 한다.

이 시스템에서는 배달밴이 허브(중심축) 역할을, 드론이 스포크(바큇살) 역할을 각각 맡게 된다. 소포를 실은 드론은 도킹된 채 차량 위에서 발사되고, 이어 착륙 지점까지 조종돼 간다. 배달을 마친 드론은 가까운 포드 자동차와 교신해 가장 가까운 도킹 장소를 찾게 된다.

이 모델은 드론 배송과 이른바 ‘라스트 마일’(고객현관문 앞) 배송에 더 광범위하게 커다란 영향을 미칠 수 있다. 현재 대다수 상업용 드론 배송 서비스는 압도적으로 건물같은 곳의 고정 허브에서 발사된다. 하지만 포드의 특허는 밴 차량이 그 허브를 제공함으로써 드론 배송 회사가 새로운 착륙대없이도 배달 수요가 더 많은 지역으로 서비스를 옮겨갈 수 있게 된다. 그런만큼 이 서비스 모델은 매혹적이다.

일례로 이 특허를 사용해 배달할 경우 배달 차량이 한 동네에서 10번 배달해야 하더라도 각 거주지 문앞까지 차를 몰고 가 소포를 현관 계단에 떨어뜨릴 필요가 없다. 대신 운전자는 한 곳에 머물면서 차량에서 드론들을 발사하도록 지시할 수 있다. 이렇게 하면 한 번에 여러 곳으로 효율적으로 배달할 수 있다.

차량 트렁크에 싣는 드론(2019.10)

지난 2019년 미국 특허청에 출원된 이 특허도면에서 포드는 차량 운전자가 쿼드콥터 드론을 배치한 것을 보여주고 있다. (사진=미특허청)

운전자가 자동차에 배치할 수 있는 드론에 대한 포드 특허 출원 내용은 지난 2019년 10월 10일자로 공표됐다. 이 쿼드콥터 드론은 맞춤 제작을 할 수 있으며, 사고나 다른 비상사태 시 어려움에 빠진 운전자와 탑승객에게 도움을 줄 수 있다.

드론이 오프로드 도로 같은 곳을 주행할 때 차량을 따라다니며 보안 및 비상 지원 기능을 수행토록 할 수 있다. 발이 묶일 경우 차량의 위치를 긴급구조대에 알릴 수도 있다.

특허 설명에 따르면 드론은 충전된 채 사용하지 않을 때엔 차량 트렁크에 보관된다. 포드는 이 특허가 트럭에서 세단, SUV, 크로스오버에 이르는 모든 종류의 차량에 적용될 수 있다고 말한다. 관련 드론은 캘리포니아 팔로알토의 포드 UAV 시스템에 의해 만들어졌다.

미국 팔로앨토에 있는 포드 UAV시스템이 만든 드론. (사진=포드)

카앤드라이버는 포드가 ‘이동성’에 대한 새로운 접근 방식에 관심을 표명해 왔으며, 그 중 하나가 위의 특허 도면에서 볼 수 있는 운전자가 차량에서 배치할 수 있는 프로그램 가능한 드론 고안이라고 지적했다. 포드는 드론 연구에 대한 기사에서 “드론 채택이 가속화됨에 따라, 많은 고객들이 이러한 장치를 생활 방식의 일부로 사용하고 싶어할 것이라고 생각한다”고 말했다.

이 드론은 다양한 용도를 가지고 있으며 대부분 안전과 관련이 있다.

포드는 이 드론이 응급 구조대원들이 차량을 찾는 것을 돕기 위해 자동차 충돌과 같은 비상 상황에서 사용될 수 있다고 말한다. 드론이 투입돼 장애 차량의 위치를 비추는 것은 물론 사이렌과 플래시 불빛을 재생해 사고 현장에 대한 관심을 모으게 된다. 다른 잠재적 기능으로는 추종 모드, 차량의 비디오를 촬영하는 모드, 그리고 드론이 차량 주변을 순찰하는 보안 모드가 있다. 드론 정보는 차량의 인포테인먼트 화면에서 볼 수 있다. 이 모든 것이 잠재적으로 많은 사용자 정의와 개인화를 가능하게 할 것이다.

이 드론은 오프로드 주행 중에 사용하는 것을 고려해 볼 만 하다.

자율 차량 고장 지원용 드론(2018)

포드는 2018년 자율 차량 부품 백업용 드론에 대한 특허도 출원했다. (사진=미특허청)

포드 특허는 지난 2018년 자율 차량 백업용 드론에 대한 특허도 출원했다.

포드는 공상과학(SF)영화 속편인 ‘블레이드 러너 2049’(2017)에 나온 자율주행차 기술을 개발하고 있는 것으로 보인다. 즉, 자율주행차의 센서가 고장나면 드론을 호출해 드론의 센서를 고장수리에 사용하는 것이다.

특허 및 저작권을 관리 및 상업화하는 포드의 자회사인 포드 글로벌 테크놀로지스의 문서에는 센서 고장을 감지했을 때 차량이 대체 센서(드론)를 보내는 과정이 요약돼 있다. 차량의 위치를 알게 되면 드론이 차량으로 날아가 차량의 승인을 받은 후 수리점 위치를 식별한 다음 해당 차량을 해당 위치로 안내하는 데 도움을 준다.

포드는 하나 이상의 센서가 고장난 차량을 돕기 위해 이 기술을 개발했다. 자율주행차는 단거리 및 장거리 레이더, 라이다 카메라 및 초음파 기술을 사용하며 자율항법 주행을 한다.

전기차 충전용 드론(2017)

포드가 특허출원한 전기차와 충전용 드론. (사진=미특허청)

예상치 못한 상황에서 차를 이용하다가 갑자기 전기차의 충전량이 부족하거나 적어 목적지에 도착하기 어려울 때 기분이 어떨까. 운전자들은 분명 걱정과 스트레스를 느낄 것이다. 이는 전기차 운전자가 긴급한 행사에 참석하기 위해 서두를 때 발생할 수 있다.

포드는 전기 자동차나 하이브리드 자동차 충전과 관련된 이런 모든 문제를 해결하는 것을 목표로 하는 특허를 이미 출원해 놓고 있다. 여전히 움직이기는 하지만 전력량이 부족한 전기차에 연결할 수 있는 점프 스타트(엔진 시동) 드론이다.

이 과정을 가능하게 하는 주요 구성 요소는 차량, 점프 스타트 드론, 드론 운송 시스템 및 원격 서버 컴퓨터 또는 클라우드 서버다.

승용차 또는 상용 차량은 배터리 잔량을 감지하고 차량의 위치와 목적지가 포함된 충전 요청을 전송한다. 이는 원격 서버 컴퓨터로 전송되고, 여기서 점프 스타트 드론군 가운데 모델을 결정한다. 또한 원격 서버 컴퓨터는 선택된 점프 스타트 드론 및 드론 운송 시스템에 충전 요청을 전송한다. 그런 다음 원격 전송 시스템이 차량과 만나는 위치를 중계한다.

차량에는 차량 운전자에게 드론과 만나는 위치에 대한 지침을 제공하는 차량 컴퓨터 시스템이 포함돼 있다. 또한 차량 컴퓨터 시스템은 각각의 통신 네트워크를 통해 공중 드론으로부터 비콘 요청을 수신하도록 프로그래밍될 수 있다.

점프 스타트 드론은 또한 운전자가 드론의 성공적 착륙을 알 수 있도록 차량 컴퓨터 시스템에 착륙 통신 메시지를 보낸다. 이어 차량 컴퓨터 시스템은 충전기를 작동시켜 충전 패드에 있는 점프 스타트 드론으로부터 충전하게 된다. 또한 점프 스타트 드론은 차량 충전원의 전극 부식을 닦아내 전하 전달까지 최적화한다.

점프 스타트 드론 시스템은 전기 자동차 시대를 맞아 지속 가능한 충전시스템 개발 노력을 하는 가운데 엄청난 발전을 보여줄 수도 있다. 점프 드론 시스템 덕분에 충전량이 부족했던 전기차 운전자가 스트레스받는 순간들은 사라지게 될 것이다.

자, 이제 당신의 상상력을 추가할 차례다.

이재구 기자

jklee@tech42.co.kr
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