Estimating WTP for drone-based delivery of medicines and pharmaceuticals with social acceptability as a latent factor

Abstract

Despite advances in drone-based last-mile delivery and a growing number of commercial pilots, large-scale adoption remains limited. While technical and economic feasibility is well documented, societal acceptability emerges as one of the least understood barriers to implementation. Concerns about noise, privacy, and airspace disruption have fuelled regulatory hesitation and public resistance, stalling projects even where technology is viable. Existing predictive models of drone delivery demand focus mainly on functional attributes - cost, and time - while neglecting acceptability as a latent factor shaping adoption. Although willingness to pay (WTP) has been examined in contexts such as ridesharing and passenger eVTOLs, no established framework links WTP in drone delivery to societal concerns. Addressing this gap is critical for European Innovative Air Mobility, where opposition risks delaying deployment regardless of technical readiness. This thesis develops a framework for modelling WTP in drone delivery by integrating social acceptability as a latent explanatory variable within a choice modelling context. Methodological inspiration is drawn from Berke et al. (2023), who modelled WTP for drone delivery in the United States. This study extends their work by embedding acceptability as a latent construct and focusing on Portuguese (and European) consumers. Based on stated-preference data collected in Portugal and estimated through an Integrated Choice and Latent Variable (ICLV) model with ordered probit measurement of acceptability, results show that higher acceptability reduces disutility from cost and time. This constitutes the first European application of ICLV modelling to drone delivery, extending WTP literature by quantifying the economic value of societal acceptance.

Apesar dos rápidos avanços na entrega de última milha com drones e do aumento de projetos-piloto comerciais, a adoção em larga escala permanece limitada. Embora a viabilidade técnica e económica esteja documentada, a aceitabilidade social constitui uma das barreiras menos compreendidas. Questões como ruído, privacidade e uso do espaço aéreo têm alimentado hesitação regulatória e resistência pública, travando projetos mesmo em contextos viáveis. A maioria dos modelos preditivos sobre a procura de entregas por drones centra-se em atributos funcionais - custo e tempo - negligenciando a aceitabilidade como fator latente. Embora a disposição a pagar (WTP) tenha sido analisada em serviços como ride-sharing ou transporte de passageiros em eVTOL, não existe ainda um enquadramento que relacione a WTP em entregas por drones com preocupações sociais. Colmatar esta lacuna é fundamental para a Mobilidade Aérea Inovadora (IAM) europeia, onde a oposição pública pode atrasar a implementação independentemente da maturidade tecnológica. Esta dissertação propõe um enquadramento que integra a aceitabilidade social como variável latente num modelo de escolha, inspirado em Berke et al. (2023) mas aplicado ao contexto português e europeu. Com base em dados de preferências declaradas e estimados através de um modelo de Escolha Integrada com Variável Latente (ICLV), os resultados mostram que níveis mais elevados de aceitabilidade reduzem a desutilidade associada a custo e tempo. Trata-se da primeira aplicação europeia de ICLV a entregas por drones, contribuindo para a literatura ao quantificar o valor económico da aceitabilidade social.