IoT-Enabled Planter System For Urban Space

IoT-Enabled Planter System For Urban Space
By

Daniel Lee 

Professor, College of IT Convergence

INTRODUCTION

Despite our best effort to be active and spend more time outdoors, a majority of our time is spent indoors, whether it’s a home or working in an office environment. The modern building design favors energy-efficient climate-control resulting in reduced fresh air exchange. Indoor air pollution is a health risk either as a concentrated trace chemical or psychological ‘sick building syndrome’.

In addition to indoor air pollution, inhalable particles (micro dust) pollution is an even bigger issue in Korea. The fine particles of 10 and 2.5 micrometers blankets the sky during the winter months.

In 1989, NASA has conducted a Clean Air Study to find the most effective common indoor plants for removing toxins and pollution in the air. Here we present NASA’s recommended common indoor plants in conjunction with my inventions, microsiphon, Veloster, s-trap, and snorkel used in indoor aquaponics planter.

It has successfully gone through alpha and best test stage, and currently being sold at amazon.com, and etsy.com under ‘justponics’ brand. The 3D printing lean manufacturing is performed by lefab3d.com, a member company of PeopleSpace incubator.

MISSION STATEMENT

Through these improvements, we wish to make immediate impacts on people, planet, and profit by offering;

1) small-scale food production

2) tabletop garden and pond, and

3) plant-based indoor air purifier


INCORPORATION



Justponics LLC was formed on 7/29/2019 as a California limited liability corporation




HOW IT WORKS




INDOOR FOOD PRODUCTION




















AIR PURIFICATION

NASA study suggested that in addition to absorbing carbon dioxide and releasing oxygen through photosynthesis certain common indoor plants may also provide a natural way of removing toxic agents from the air.



English ivy (Hedera helix)

Green Spider plant (Chlorophytum elatum)

Peace lily (Spathiphyllum 'Mauna Loa')

Chinese evergreen (Aglaonema modestum)

Bamboo palm (Chamaedorea seifrizii)

Variegated snake plant, mother-in-law's tongue (Sansevieria trifasciata 'Laurentii')

Heartleaf philodendron (Philodendron cordatum)

Selloum philodendron

(Philodendron bipinnatifidum)

Elephant ear philodendron (Philodendron domesticum)

Red-edged dracaena (Dracaena marginata)

Cornstalk dracaena (Dracaena fragrans 'Massangeana')

Weeping fig (Ficus benjamina)[5]

Barberton daisy (Gerbera jamesonii)

Florist's chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium)

Aloe vera (Aloe vera)

Janet Craig (Dracaena deremensis "Janet Craig")

Warneckei (Dracaena deremensis "Warneckei")

Banana (Musa oriana)



We conducted air quality sampling with a Laser Particle Counter which can detect particles down to 0.5 microns. The large particle size range is calibrated to 2.5 microns and above. It has a PC Interface to capture the air quality data to a PC for graphing and analysis. A room with our Edu Kit was monitored overnight for the PM2.5 level. The result was full of potential (a.k.a. non-conclusive) The room’s PM2.5 level settled down after 6 hours. Due to the PM2.5’s Brownian mobility, the particles might have landed on the leaves of the plants. There is no evidence PM2.5 has true mobility of its own. Electrostatic or other forms of attraction (including gravity) might be at play. We were not able to measure plants’ gas exchangeability with our limited instruments at this time. It would seem plausible a plant with the most leaf surface area should capture the most PM2.5 out of the air. The plant should have assisted or self-cleaning ability to cleanse itself of PM2.5 attracted on its leaves. This needs further investigation.



Air quality monitor used for instant spot monitoring














DECORATION & COMPANION PLANT

Aside from small scale food production and air purifying qualities, Edu kit serves as a beautiful decorative companion plant planter.






RESEARCH

Since we were devising an aquaponics device, we looked into prior work done on hydrodynamics wave propagation but came to learn that the problem was a complicated one, and had not yet been rigorously solved analytically. Instead, a series of assumptions and simplifications were often used in practice. The fluid wave propagation was a three-dimensional problem, but it was simplified from three-dimensional to a one-dimensional problem by using Webster’s horn equation. We got useful information about the behavior with this type of approach. A large number of cases were solved this way with high satisfaction. We got a really lucky break when we made the further assumption that water is a type of high viscous air. It is indeed a lucky break for me because the math on aerodynamics was abundantly available.


(edu kit v2.0 in action. Self-contained eco system)



The following items are invented and manufactured by us.
MICROSIPHON


(This microsiphon is optimized for 1 to 10-gallon tank with an operating flow rate of 10 to 40 gallons per hour )
VELOSTER

Bell siphon Veloster is a specially shaped hydrodynamics device designed to facilitate failsafe starting of siphon by passing a large volume of water into a narrow riser pipe. Without the Veloster, water will attempt to drain simultaneously creating a traffic jam. The science here is a reversal of impedance resonance. The impedance resonance is why a trumpet can carry a tiny lip vibration at the trumpet mouthpiece over a great distance. The boundary layer development was critical in achieving a strong siphon because the high viscosity of water produces high shear stresses, and distorts the inner non-viscous flow. The device achieves compressed entry of water by transitioning slow water to fast water flow. Entering water is smoothed out, and the flow fills the entire pipe area.



Red: slow water

Blue: fast water
S-TRAP





S-trap is a curved hydrodynamics device designed to facilitate minimizing siphon as long as possible so that the maximum siphon is achieved through a sudden jump in the water velocity. It operates fundamentally different from the 90-degree elbow. The scientific method here is Stick and Slip phenomenon. Stick-slip can be described as surfaces alternating between sticking to each other and sliding over each other, with a corresponding change in the force of friction. If an applied force is large enough to overcome the static friction, then the reduction of the friction to the kinetic friction can cause a sudden jump in the velocity of the movement. You can see the water column inside a bell rise in stick and slip motion fashion.





(S-trap showing different water height of inside and outside the bell due to backpressure)





(blueprint drawing of microsiphon)


SNORKEL

A snorkel is a special internal snorkel piping designed to facilitate failsafe stopping of siphon. It passes a large volume of air into a narrow riser pipe without interruption. The science here is Stoke’s Law. A bubble starts out as compressed gas equal to the surrounding fluid pressure when it was first formed. As a bubble rises it loses initial acceleration and reaches terminal velocity while increasing in size causing more drag. This means a bubble at terminal velocity does not have enough kinetic energy to effectively stop the siphon. We want a fast bubble to reach the top quickly so the siphon can stop quickly. The change in the velocity and direction of movement are kept as gradual as possible to attain the highest economy by applying the principle of laminar flow. The specific calculation of the Reynolds number is satisfied by manipulating the geometry of the flow system and flow pattern. The bubble is given the straightest path of least resistance by a snorkel.


DRONE



Used in IoT enabled smart farming. This drone detects and controls pests. We designed two pieces of shells made out of carbon fiber 3D printed shells. The shells are lightweight to increase the payload and flight time of the drone. The drone will carry an AI-based vision system to detect and identify microscopic pests. The future wishlist is to include laser bug zapper for surgical elimination of the pests.




IoT



We developed our own custom board to monitor and collect data from the various custom soil, water, and air sensors.










MOBILE APP








LITERS PER HOUR FORMULA

We are proud to say all bell siphons are fully tested and calibrated before leaving our site. Perfect! But some fans write to us the bell siphon does not work upon receiving. How could this happen? It’s because the bell siphon is used in all kinds of different environments so the water flow rate, measured in LPH, liters per hour, is incorrectly calculated.

Note that calibration is an ongoing process that needs to be performed throughout the life of the growth kit. Without calibration, the bell siphon may not work as designed. If you want better bell siphon experience, we recommend maintaining the optimum water flow rate.

There is a definite science behind it, but we will keep things as plain as possible. Bell siphon itself is a quite simple contraption as far as mechanics go in the sense that there are no moving parts besides water level rising and falling.

The flow rate of a siphon is a function between the diameter of standpipe and S-trap. The equation is as described by Bradbury (1910) gives the average flow rate as

Q = K x A * ((2 x g x h)^(1/2))

where Q= flow rate (L min−1);

K= discharge coefficient;

A= inner area of the discharge pipe (m^2);

h= average head [= average of the maximum and minimum head (mm)], and

g= acceleration due to gravity (mm min−2).

Water inflow is achieved by a 300LPH (80GPH) submerged pump which can be purchased for ~$10.

Because the inflow rate is depended on the capacity of the pump and the pumping height, we determined 300LPH (80GPH) rated pump was achieving 150LPH (40GPH) actual pumping rate when the pumping height was at 280 mm. 280 mm was calculated by assuming stacking two 140 mm height bins. We kept the pump at the lowest part of the lower bin and water outlet hose at the highest part of the upper bin.




MICROSIPHON CALIBRATION

With a perfectly calibrated bell siphon, you should see a constant water level rising and falling. The water may start trickling down the tube, but water inflow should overtake the trickling loss. Then you should see rapid dumping of water to the reservoir signaling of successful siphoning. Once the water level is sufficiently lowered, the siphon should stop with a strong burp.





(nice strong siphon. the water column is way above the Veloster)

There are two main problems a bell siphon can have. The first is where the water flow rate is too low so the siphon does not start, and the second is where the water flow rate is too high so the siphon does not stop.





SIPHON DOES NOT START



1. Trickling sound

Solution: increase the flow rate

The relationship between the pump’s flow rate and the pumping height was a second-degree polynomial. In our calculation, a minimum of 40LPH (10GPH) was required for a successful siphon start. The siphon did not start if the pump inflow could not overtake the inevitable slow trickling down of water. We called this stage a “perma-trickle”.







(water trickles down so siphon does not start)



The grow tank is filled with water so it seems to be ready to start siphoning, but it doesn’t because water is slowly leaking into the reservoir below. The water-in is less than water-out. The drain pipe sucks in the air instead of creating a vacuum to prime the pipe. You can prime the siphon in two ways. Increase the water pump rate or increase the pressure resistance in the drain pipe. The water pump has an adjustable valve. Rotate towards + to increase the flow rate. The water pump needs regular cleanup to remove sludge build-up.





SIPHON DOES NOT STOP



1. Gurgling sound

Solution: decrease the flow rate

The grow tank is drained, but it is not refilling back up. Water-out is greater than water-in. You can break the siphon in two ways. Decrease the water pump rate or decrease the pressure resistance in the drain pipe. The water pump has an adjustable valve. Rotate towards – to decrease the flow rate.

At an inflow rate above 300LPH (80GPH), the siphon did not stop reliably at the end of the discharge. At this high rate, the water inflow rate exceeded the minimal speed which air could enter the bell to break the siphon. We called this stage a “perma-drain”.

We were quite surprised, at least for us, how easy it was to achieve a perma-drain stage. We were achieving this without any calculation. We will revisit why the margin of error was so large to achieve an equilibrium when by definition a rather precise point where inflow and outflow are equal must be achieved.

2. The water pump is getting weaker

The water pump, over time, whether through age, contamination, algae build-up, etc, will slow down. This will result in decreased inflow rate so the siphon does not start properly. You should clean or replace the pump.

3. Overgrowth of roots

Overgrown vegetation root blockage will restrict the water outflow so the siphon does not stop. Clear away the blockage or replace the siphon.



BIN

The container used was SAMLA 1 gallon plastic bin found at Ikea.com.

Width: 280 mm

Depth: 190 mm

Height: 140 mm

Volume: 3.8 liter

Material: Polypropylene (C3H6)n



We designed the Edu Kit for indoor use only so we believe beneficial physical properties of PP such as good chemical resistance with good elasticity and good fatigue resistance outweigh PP’s susceptibility to UV degradation. The replacement bin can be purchased economically from Ikea.com. In any case, please do not use the Edu Kit outdoors or under direct sunlight.

Since it would have been more optimum if the pump was cut off during the discharge, we considered a float valve switch design to cut off the pump when the siphon started. This design was put on hold as a float valve switch would have taken up valuable grow bed space.





OPTIMUM PUMP PERFORMANCE

In our calculation, 150LPH (40GPH) was most reasonable for 3.8 liters (1 Gallon) IKEA samala bin at 280 mm pumping height. The siphon started surely and ended satisfyingly without fail and worry, every single time. We called this a “one-siphon-to-rule-them-all” stage.

As we have calculated and demonstrated, the success of siphon depends largely on correct calibration based on the tank’s volume (width x depth x height, 3.8 liters in our case), the surface area (width x depth), water flow rate (water inflow – water outflow). There was a strong linear relationship between the water flow rate and trigger/break action with a coefficient of determination of 0.99.

One more important dimension of consideration was how fast water rises. This is a derivative of the net water flow rate and bin dimension. For a given net water flow rate and a bin volume, a narrow bin would achieve faster water rise than a wide bin. A faster water rise from a narrow bin will aid in the starting of the siphon. A slower water rise from a wide bin may not be able to start the siphon. A calculation based on actual water inflow rate alone would only be correct if we assume the grow bed is always used empty. The water rise rate depended on how densely medium (sand, pebble, hydroton, etc) was packed in addition to actual water inflow rate which depended on actual pump rate and pump height and in addition to how wide or narrow the bin was shaped.




MACHINE LEARNING





We developed an IoT device to collect data and record pertinent information in managing the edu kit. We anticipate our system will evolve to full integration of automated data recording, data analysis, machine learning, and decision-making into an interconnected system.



ML uses a set of well-defined models that collect specific data and apply specific algorithms to achieve expected results. The recent development of deep learning has expanded the scope of Artificial Neural Network application in agriculture.



Neural Networks are inspired by the human brain functionality and represent a simplified model of the structure of the biological neural network emulating complex functions such as pattern generation, cognition, learning, and decision making. Such models are used for regression and classification tasks



SVMs are binary classifiers that construct a linear separating hyperplane to classify data instances. SVMs are used to predict the yield and quality of crops by classification, regression, and clustering.



Soil Management

Machine learning algorithms study evaporation processes, soil moisture, and temperature. We are interested in detecting balanced fertilizer properties in soil.



Water Management

Machine learning algorithms are used for effective irrigation systems by estimating evapotranspiration and evaporation. We are interested in detecting and maintaining ph level of 6 in water using auto doser.



Yield Prediction

ML can make accurate detection and classification of crop quality characteristics. This is tied to the yield prediction forecast resulting in precision agriculture.



Weeds & Insects Detection

Weed control requirement for indoor planter system is minimum. The spider mite is a huge problem in tomato farming. Computer vision and ML algorithms and robots improve detection and precise discrimination of weeds and insects minimizing the need for herbicides and insecticides.



3D PRINTER FARM



We design and produce our own parts in-house.





















VIDEOS




















CONCLUSION



We are on! Currently conducting business on amazon.com and etsy.com with good results.




REFERENCES



Food and Agriculture Organization of the United Nations: small-scale aquaponic food production

https://drive.google.com/file/d/1gm4lVuCDFn4mD2dBWBtSDdZidxvUiZ-t/view?usp=sharing



a smart fish-based solution to growing food using limited resources and little water

https://drive.google.com/file/d/1Xfoz6kPnYO3gZBL1Ud7yj4t4ZmHsW_or/view?usp=sharing



Construction of Automatic Bell Siphons for Backyard Aquaponic Systems

https://drive.google.com/file/d/109N0-ZJgZ-9TJctz_QGtq3aZnA6Gf3f9/view?usp=sharing

EPA Particulate Matter (PM)
https://www.epa.gov/pm-pollution/particulate-matter-pm-basics

NASA Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19930073077



Machine Learning in Agriculture: A Review.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30110960



Study on the Adsorption Capacities for Airborne Particulates of Landscape Plants in Different Polluted Regions in Beijing (China)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4555302/

Startup Communication

IT 컨설팅 회사는 당연히 엔지니어 출신들을 많이 뽑는다. 필요한 기술의 소유자들이기 때문이다. 그러나 기술적으로 완벽해서 뽑힌 IT 엔지니어들도 소프트 스킬에서 태끌을 많이 당한다. 컨설팅에서는 IT 기술은 hard skills 라고 하고 커뮤니케이션은 soft skills 라고 한다.

IT 컨설팅때 가장 중요한 부분 중 하나는 의사 소통이다. 커뮤니케이션이 모든 문제를 해결한다는 것은 상식이다. IT 엔지니어 출신들은 말수가 적을 확률이 높지만 절대로 성격이나 대인관계에 문제가 있는것이 아니다. 말도 잘하고 야망도 있다. 리포트도 잘 쓰고 이메일도 잘 보낸다.  자세가 잡힌 기업은 기본으로 직원들에게 계속 커뮤니케이션, 마케팅, 팀플을 가르친다. 투자 하는 것이다.  그런데도 대부분 커뮤니케이션이 어렵다고 여긴다.

같은 조건으로 입사한 컨설턴트 중에 '효과적'으로 커뮤니케이션이 잘되는 컨설턴트들은 고객회사에서 임원으로 모셔 가지만 남는 컨설턴트들은 대부분 밑에서 기본적인 일만 하는 평생 컨설턴트로 남는다. 그럼 임원으로 스카웃 돼서 떠나는 친구들은 무엇이 이뻐서 스카웃 돼나?

스카웃 되어서 떠나는 친구들은 일관적인 이메일이나 문자가 '효율적'이라는 것을 잘 안다. 그러나 임원의 핵심은 '효과적'인 의사 소통에 있다는 사실을 안다.  그래서 그들은 효율보다 효과를 챙긴다. 직접 얼굴을 마주 보거나 전화를 통한 의사 소통이 '효과적' 이라는 사실을 안다. 그래서 이메일에 중요한 대화를 남기지 않는다. 전화가 오게 하고 전화를 끊임없이 한다. 주요 내부 회의에 꼭 참석한다. 특히 기획 회의는 더더욱.

다른 컨설턴트들이 디지털로 일하는 중 자신들은 아나로그로 커뮤니케이션 잘하는 사람으로 자신의 가치를 상승시킨다. 커뮤니케이션을 효과적으로 잘하면 이런 종류의 재능이 있다고 다른 사람들은 인식한다. 이사람은 '미래를 예상하고 대비할수 있다. 모든 단계에서 철저한 준비를 한다. 지식이 있고 그 지식을 신속하게 행동으로 할수 있는 지혜가 있다. 재치있는 순발력이 있고 장기간 갈수있는 인내심이 있다. 이성과 감성에 밝아 모든 사람들과 커뮤니케이션이 가능하다.'  즉 기업의 영웅이고 챔피언이다.  이래서 커뮤니케이션을 잘하면 임원으로 스카웃 되고도 남는다. 더 진화됀 친구들은 스타트업을 한다.  기술자가 기술을 배우는것은 당연하지만 커뮤니케이션, 마케팅, 인사 관리도 꼭 배워야 한다.  그중 제일은 커뮤니케이션이다.

Lakes of Swiss

한국에 한강의 기적이 있다면 스위스에는 호수의 기적이 있다. 모든 알프스 산지 동네들은 겨울에 눈이 많이 내린다. 알프스의 소녀 하이디의 마을 마이엔펠트(Maienfeld)를 생각하면 된다. 눈이 녹아 봄철에 흐르는 물 춘수는 손가락이 시렵고 붉어도 깨끗하기가 그지없다. 얼음 섞인 춘수는 보면 볼수록 아름답고 참하다. 알프스 산맥의 춘수는 흘러서 호수에 모인다.


(Lugano 호수에서)

스위스의 모든 물은 '마실수 있는 물'이다. 수도꼭지 물, 길거리의 분수, 심지어 호수 물도 그대로 마셔도 된다. 스위스의 환경 정책상 물은 저수지에 모인후 수력 발전소에서 전력을 생산한 후 필터링을 통해서 마시는 물이 된다. 이런 수력 전기는 깨끗한 재생 에너지이며 오염을 방출하지 않고 이산화탄소 배출량도 없다. 스위스에 유난히 호수가 많고 환경이 깨끗하고 아름다운 이유의 하나다.


(길거리의 분수대: 그대로 마시면 된다)

26개의 지역정부로 나누어져 있는 스위스는 물이 깨끗한 나라 사람들 처럼 여유있게 서로 존중하며 open trade 를 하고 세금까지도 지역정부에서 자유롭게 정한다. 모국어는 Hochdeutsch (Swiss Standard German) 이지만 독일말, 프랑스어, 이탈리아어를 지역정부들이 마음대로 공식언어로 정해서 쓰고 있다.

스위스의 자유는 정치인들이 쓴 헌법 때문이 아니고 깨끗한 물을 인간의 기본권리로 주장하는 사람들이 모여 직접 국민 투표로 이루어진 민주주의의 자연적인 진화이다. 대통령이 없는 대신 수석의원들이 매년 바뀌면서 국가의 원수역활을 한다. 국가 정책을 간단한 국민 투표로 결정 할수 있어 '촛불시위'까지 안 간다.

(스타트업 공장 University of Zurich 에서)

스위스는 startup friendly 이다. 정부의 규제가 적다는 뜻이다. 정부 지원이 없어도 규제가 적으면 스타트업은 잘 자란다. 알버트 아인스타인의 Universität Zürich (University of Zurich) 대학에서는 대학원생들이 스타트업을 아침 저녁으로 뿜어낸다.   아무리 기술에 자신이 있어도 자유 시장에서 안되는 스타트업은 빨리 접고 방향을 잘 잡아 살아남는 스타트업은 빠른 속도로 성장한다. 싼맛에 사먹는 버거킹이 이만원이니 스타트업이 잘 안되면 실속있게 빨리 접는다.



(Franklin University Switzerland 에서)

스위스는 무조건 지상의 천국은 아니다.  물가가 비싸다.  서울의 1.5배 부터 2배로 비싸다고 보면 된다.  예로 루가노 스위스 에서 밀라노 이태리는 기차로 1시간 거리이다.  주말에는 루가노에서 이만 오천원짜리 스파게티 먹는것보다 밀라노가서 오천원짜리 스파게티 먹고 쇼핑하고 '돈 벌어' 온다.

스위스의 지리는 알프스 산이 요새다.  방위용 땅굴에서 포탄과 전투기가 날아갈 수 있고 알프스산맥을 넘어 스위스로 오는 모든 길을 차단할수 있다.  스위스는 중립을 지키기 위해 전쟁 준비가 철저히 돼있는것 처럼 보이지만 그렇지도 않다. 스위스 예비군은 기관총이 자동 배급되는데 요즘 평화주의 젊은층은 기관총 소유를 거절한다.  지리도 지리지만 스위스의 중립이 진짜 가능한 이유는 은행에는 전세계의 부가 싸여있다는 것이다.  어떤 리더들은 자기 나라가 망하는 한이 있어도 자기 개인 재산이 비밀리 싸여있는 스위스가 망하는 것은 용납 못 할것이다.



(실명 계좌와 문 바깥고리가 없는 은행)

유럽에는 스위스처럼 신기한 나라들이 몇군데 더있다. 우리는 그들을 막연히 살기가 좋은 나라 정도로 인식하고 있지만 그들의 시작은 '깨끗한 물'과 '스타트업'을 기본권리로 중요시하는 데서 왔다. 살기가 좋아지면 여유가 생기고 여유가 있으면 적성에 맞는 공부를 골라 할수 있고 흥이 나서 연구한 기술이 완성되면 스타트업을 한다. 스타트업의 질이 매우 높을수 밖에 없다.



(유도 국제심판으로 활동할때)

스위스 운동 이야기이다.  스위스.독일 유도는 세계에서 알아준다.  물론 유도 애기도 많지만 이번에는 스위스의 고유의 운동 씨륑 (schwingen) 이다.  두 사람이 바지 허리춤 샅바를 잡고 힘과 슬기를 겨루어 상대방을 넘어뜨리는 경기이다.  기술도 발음도 아무리 봐도 한국의 씨름이다.  잡아보면 확실히 씨름.유도기술이 나온다. 모래밭 대신 톱밥위에서 한다.  씨름이 스위스로 보급 된 것처럼 깨끗한 물 마인드와 자유로운 스타트업 문화가 한국으로 보급 됐으면 좋겠다.


(스위스 고유의 운동 Schwingen, 우리의 씨름이다)

KAIST professor

인천에서 LA행 비행기를 기다린다.  한국에서 나의 마지막 미팅은 KAIST 공과 교수이다.  오래간만에 들어보지도 못하고 보지도 못하고 생각도 못하던 기술의 소유자이다.  그 훌륭한 기술로 스타트업을 하실 계획이다. 상당히 많은 준비 중이다.  여러군데서 펀딩을 하려고 하고 도움이 구름처럼 모이고 있다고 한다.

KAIST 교수는 암행어사이고 KAIST 명함은 마패라는 생각이 든다.  대한민국 안에서 KAIST 명함을 내세우고 '스타트업 암행어사 출도요!' 하면 아무도 꼼짝 못할 것이다.  우선 나도 공감이 가고 뭔가 보이는 듯하다.  더 중요한 것은 수준 높으신 분이 빅픽처 고민, 꼼꼼한 따짐, 핵심적인 질문의 소유자라는 사실이다.

나는 고개를 끄떡거리며 진지한 경청 모드이지만 사실 혁신적으로 바뀌는 스타트업 세계는 현역 사람들이 더 잘안다.  나의 실리콘 밸리 경험은 내 체질에만 맞는 맞춤 경험이다.  실리콘 밸리 에서의 진실은 서울에서는 진실이 아닐수도 있고 한 시절의 진실도 유행따라 바뀌기 때문이다.

그러나 아무리 시간이 지나고 유행이 바꿔도 안 변하는 문제들은 돈과 사람 문제들이다.  돈과 사람은 경영학 쪽에서 가르치는 내용이다.  돈은 펀딩을 받아 해결하고 사람은 고용해서 쓰면 된다고 한다.  이래서 배운 지식만으로 운영하는 스타트업은 홀딱 망한다.  KAIST 교수도 이런 슬픈 데이타 포인트를 많이 알고 있다.  교수의 특별한 기술에 나의 경영 방식을 스타트업 마인드가 있는 직원들과 돈을 엄청 벌면서 재미있게 돌리면 어느 순간 엑시트의 영광이 오지 않을까? 가 미팅의 핵심이다.

미국서 다시 만나기로 하고 헤어진다.  특이하게 '조만간' 이라는 단어를 안 쓰셨다.  기대된다. 기내 메뉴가 복잡하게 보인다.

Customer Focused

프로고객마인드로 엄청돈을 번 존디주리어스가 환불에 대해서 말해준 꿀팁이다. 존의 스타트업 미용실에서 고객의 비싼옷에 염색약이 묻는 사고가 있었다. 고객의 요구는 환불+세탁비 $150. 고객기록을 보니 거래금액도 적고 거래 빈도도 적은 고객이다. 고객유지안해도 되는 고객평생가치가 없는 사람이다. 그냥 노 하고 끝낼수도 있었다. 그러나 나이도 지긋하시고 교양있어 보이는 고객님이 어거지로 환불 요청한것같지는 않았다. 속은셈치고 환불과 세탁비를 드린다. 더자주 찾아주세요 하는 마음으로. 그러나 띠엄띠엄 오시다 결국 안 나타난다. 괘심하다. 그후 우연히 새 고객과 말을 나누던중 사라져버린 고객의 소개로 왔다고한다. 다른 고객들의 기록을 찾아보니 사라져버린 고객의 소개로 온사람들이 꽤있다. 대부분 거래금액도 많고 거래 빈도도 많은 고객들이다. $150 어치의 마케팅으로는 한명의 새고객을 모시기는 불가능하다. 그러나 $150의 환불은 몇백배의 이익으로 돌아온것이다. 그후로 존의 미용실직원들은 가끔 염색약실수한다. 존의 고객들이 평생영업원으로 재탄생하는 과정이다.

Fast-Track.Asia 의 패스트켐퍼스는 스타트업이다. 미국에서 $100 million 펀딩받은 제너럴 어셈브리가 하고있는 edutech 사업을 제대로 fast follow 하고 있다고 본다.  패스트켐퍼스사의  홈페이지에도 '커리어 성장을 위한 최고의 실무교육 아카데미'라고 소개돼있다. 상당히 정리된 고상한 전략이다. 실무교육에 신뢰가 가는 과장광고들이 큼직하고 조리있게 나와있다. 투명성있는 환불규정도 홈페이지에 나와있다. 나는 패스트켐퍼스사의 팬으로서 응원하는 기분으로 유료강의를 신청했다. 그후 여러이유로 정당한 환불요청을 했더니 대답이 시원치않다. 환불을 굉장히 아끼는 자세다. 대답이 시원치 않다라는 뜻은 자기네 주장만하고 환불규정기준을 재교육 시킨다. 한달걸리면서 환불 기다리던중에 패스트켐퍼스사를 응원해주고 싶은 마음이 사라졌다. 사실상 패스트켐퍼스사의 행동은 수학적인 전략이다. 나는 고객평생가치가 없는 고객이기때문이다. 그러나 경영에서는 고객평생가치 없는 고객이라고 무시하고 환불을 아끼면 안되는 법이 있다. 존의 환불고객은 평생영업원이되지만 패스트켐퍼스사의 환불고객은 불평 blog 이나 쓰고있다.

Sales & Marketing

"한 번 들른 사람이 ‘음식 맛있군, 가격도 착하고’라고 느껴서 ‘다음에 또 와야겠다’ 그 생각만 하게 만들면 돼요.” – 오비맥주 전 부사장 이영길

이영길 부사장은 고객유지의 중요성을 강조한다. 새고객을 개발하는데 드는 마케팅 비용보다 재거래 고객을 유지하는 비용이 저렴하기때문이다. 고객을 유지하면 고객이 머무는 기간 동안 창출하는 총이익이있다. 고객평생가치 ( CLV: Customer Lifetime Value)이다. 거래금액이 적더라도 오래거래할수록 거래 빈도가 높아져 고객의 가치가 오른다.

여기서 그가 살짝 지나친 부분은 "한번 들른 사람" 이다. 왜 사람은 한번 들르기로 마음을 먹을까? 과장광고에 의해서다. 원래 광고라는 것은 "lying without getting caught" 이다. 대부분 광고들이 과장광고가 아닐확률이 매우 적다. 과장광고가 무조건 나쁜건만은 아니다. 거짓광고는 사기지만 과장광고는 마케팅의 핵심본질이다.  대한항공광고를 보자. 항공여행은 사실 피곤하다. LA에서 인천까지는 장장 12시간이다. 비지네스클라스를 타도 심한 난류는 꼭 한두번느낀다. 항공산업에는 추락이라는 단어까지 있다. 그래서 Fly the Friendly Sky 라는 주장은 엄격히 따져보면 과장광고다. 스카이는 절대로 프렌드리가 아니기 때문이다. 그러나... 모델들의 유니폼과 색상의 아룸다운 조화가 어루려서 기분이 좋은 광고다. 과장광고든 아니든 나는 기분좋은 대한항공을 계속탄다.

Knowledge Transfer

진격의 스타트업 #4: Knowledge Transfer

월가분석가는 본좌의 회사의 성공에 대해서 이렇게 평했다. 후한 스탁옵션과 주식소유구조가 자신이 회사의 주인이라는 자신감에서 오는 직무책임감과 만족도를 높여 빠른 시장장악력에 도왔다 라고 한다.  우리회사는 대기업과 달리 학벌,학점 안따지기로 유명했다. 일을 잘하면된다. 객관적인 성과평가에 대한 보상을 준다. 자신이 회사의 주인이라는자신감은 직원들을 착취용 인적자원 (Human Resources) 이 아닌 투자가치가 있는 인적자본 (Human Capital) 으로 보느것에서 온다. HCMS (Human Capital Management System)가 보편화된게 이때부터이다. 이런이치를 이해못해주는 엔지니어들의 이직율은 높았다. 톱크래스 경쟁사가 빼앗아가지않으면 창업한다고 나간다. 우리는 곱게 보낸다. "Good luck, keep in touch, and come back anytime"이다. 곱게 보낼수있는 이유는 엔지니어의 지식을 벌써 데이다베이스에 담아놓았다. 데이다베이스를 보면서 신입엔지니어가 on the job training 을 독학으로 제대로 할수있다. 곱게 보내면 우리 기밀이 노출될확률도 적다. 만약 이직한 엔지니어가 필요하면 우리가 다시 데려온다. 곱게 보낸만큼 곱게 다시 돌아온다. 경쟁사에가서 공짜로 고급연수하고 온다고 본다. 절대로 그쪽의 기밀을 노리는건 아니다. 물론 연봉과 스탁옵션이 쎄진다. 재무에서 뭐라고 그래도 좋은 현상이다. 쎈 연봉과 스탁옵션에 가족처럼 다시 받아준다고 직무책임감과 만족도가 높은직원은 좋은 소문을 내며 전직의 톱크래스 동료들을 데리고온다. 이것도 전쟁이다.

Startup Universities

본좌의 회사에서 유도를 통해 성공한 케이스를 소개한다. 실리콘밸리붐때는 이직률이 높았다. 기술자 공급이 수요를 못 따라온거다. 환상적인 복지조건, 성과에 대한 보상/승진, 수평조직, 사내교육, 해외유학, 스탁옵션, paid time off, bring dog to work, matrix management, empowerment, decentralization... 이때 보편화된 신인사제도들이다. 그러나 경쟁사가 벤치마킹을해 우리직원들을 빼앗아간다. 우리도 빼앗아온다. 전쟁이다.  직원이 필요해 온갖 고민을 다한다. 그때 생각한게 한국유도이다. 한국유도는 1909년 황성기독교청년회에서 독립운동에 절대필요한 장정 100명을 육성하자라는 계기로 시작됐다. 그래서 본좌의 회사에서 같은 정책을 세운다. 10개 명문대에서 10 명씩 뽑아 IT 장정 100명을 육성하자.

동부 Ivy League 명문대를 찾아본다. Cornell, MIT, Pennsylvania 에서 1명씩 뽑았다. 더이상은 불가능했다. 사실상 명문대학생들은 대기업에 취업이 잘된다. 못 들어본 스타트업까지 올필요없다. 창업을 해도 Boston/NY지역 창업생태계환경이 너무 좋아 서부까지 안온다.

Public Ivy League 를 찾아본다. Public Ivy League는 미시간, 캘리포니아, 텍사스, 일르노이처럼 땅 덩어리가 커서 세금 수익이 좋은 주에 있어 천문학적인 연구비를 보유하고 있는 주립대학들이다. 훌룡한 교수진이 훌룡한 연구를하며 훌룡한 제자들을 찍어낸다. 아무도 무시못할 인재공장이다.  UC Berkeley, U of Michigan, U of Illinois, U of Texas 등등이다. 문제는 이들은 졸업후 취업을하든 창업을하든 학교근처에서 잘안떠난다. Risk Taking 이 적다고 보면된다.

Smaller 사립대와 state college를 찾아본다. 대박이다. Top 학생들은 무시무시한 실력자들이다. 다만 명문대도 아니고 Public Ivy League 출신이 아니란 이유로 미디아홍보의 빛을 못보고있다 뿐이다.

나만의 대학 랭킹 리스트를 공개한다. 우리회사로 좋은인재들를 꾸준히 보내주어 회사의 발전에 중추적 역활을한 대학들이다.

1) USC
2) Santa Clara University
3) Loyola Marymount
4) CSU (chico, northridge, san jose, san diego)
5) Carnegie Mellon
6) Rutgers
7) Rensselaer Polytechnic Institute
8) Howard University

이들은 한국으로 비교하면 가천대, 국민대, 세종대, 외국어대 등등... 지방대를 포함한 소프트웨어 중심 대학들이다. 훌룡한 리더들이 조용히 꾸준히 성실히 제자들를 가르친다. 그분들의 제자들은 현장에서 그 누구와 일대일해도 노프라브름이다. (Loyola Marymount, Santa Clara University는 교육에 헌신하는 종교적 Jesuit 스쿨이다. 다른 유명대에 합격해도 학생들이 자원해서 가는 훌룡한 대학이다. 포항의 한동대이다.  USC (University of Southern California), Carnegie Mellon 은 동부명문대에서 제발 오셔서 연구해주십시요 하며 최고의 조건으로 모시고 가는 교수들을 빼앗아온다. 그만한 능력이 있다.

IBM

나는 부모님이 좋아하시던 안정적인 IBM 에서 퇴사하고 실리콘밸리 스타트업세계로 들어갔다. 닷컴붐때다. 아무도 거들떠 보지 않던 스타트업에 들어가서 직원수를 10,000명 이상으로 키운다.  실리콘밸리의 좋은점은 개발자가 제대로 대우를 받는다.  다른곳에서는 개발자는 고급 노동자정도로 알고 있지만 실리콘밸리에서는 신급이다.  실리콘밸리에서는 스톡옵션이 빵 터질때가 온다.  실리콘밸리 출신들의 특권인 pay it forward 정신이 있다.

나는 지금 대학교에서 가르치고 있다.  Calculated Risk Taking 모험감수의 정신을 전달해주고 싶다.  창업학생이 유도같은 physically tough and mentally tougher 경험을 하면 좋겠다고 생각한다.  창업 희망 학생들에게 남가주 얼바인에 있는 PeopleSpace 통해서 해외 영업 진출에 필요한 국제적인 시각과 아이디어를 불어넣어 줄계획이다.