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1 특허로본 4 차산업유망기술 가상 / 증강현실 (VR/AR) 드론블록체인. 사물인터넷 (IoT) 스마트카스마트팜스마트헬스케어인공지능 (AI) 지능형로봇푸드테크 3D 프린터 Made by

2 특허로본 4차산업유망기술가상 증강현실 (VR/AR) Virtual Augmented Reality 4차산업혁명의핵심기반기술로부상한가상 증강현실기술은향후스마트폰에버금가는비약적파급이예상된다. 또스마트화 플랫폼화 서비스화를통해제조, 의료, 유통등전체산업확산으로우리삶의일대변혁을가져올것으로기대된다. 급격한성장세를보이는가상 증강현실시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석한다. < 편집자 > 4차산업혁명기반기술 가상 증강현실 4차산업혁명은 초연결 초지능 초실감 정보통신기술과다양한과학기술의융합에기반한차세대산업혁명으로, 핵심은 O2O (Online 2 Offline) 융합이며, 이러한 O2O 융합의최종결정판이가상 증강현실임 가상 증강현실은사용자와의접점에있는기술로시간과공간그리고신체적 / 상황적제약 을극복하고언제어디서나현실적경험의제공이가능해사용자에게초융합적가치제공이가능함 이를통해온라인과오프라인의경계를허물고글로벌사용자들과디지털공감과소통을통해 4차산업혁명의촉진과확산을이끌핵심기술로부상함 [ 표 ] 4 차산업혁명과가상 증강현실

3 특허로본 4 차산업유망기술가상증강현실 (VRAR) 글로벌특허기술동향 대분류중분류소분류 가상현실 여가용 (A) 산업용 (B) 글로벌 VR 특허동향 특허청 (2015) 이출원일기준으로 1980 년부 터 2015 년 8 월까지한국, 일본, 미국및유럽 에출원된특허대상으로특허데이터를분석 한결과, 가상현실특허출원건수는총 19,681 건으로한국이 4,030 건, 미국이 11,102 건, 일본이 3,353 건, 유럽이 1,376 건 으로미국이압도적으로많고다음으로는한 국, 일본, 유럽의순임 여가용 (A) 게임 / 스포츠 / 헬스분야 (AA) 는총 5,712 건중한국 1,054 건, 미국 2,082 건, 일 본 1,815 건, 유럽 761 건으로미국, 일본, 한국, 유럽의순임 여가용 (A) 영화 / 여행 / 테마파크분야 (AB) 는총 4,423 건중한국 564 건, 미국 3,133 건, 일본 401 건, 유럽 325 건으로미국, 한국, 일본, 유 럽의순임 [ 표 ] 특허 Data 검색결과 ( 출처 : 미래부, 2015) 산업용 (B) 제조 / 판매 / 방송 / 광고분야 (BA) 는 총 6,715 건중한국 1,905 건, 미국 3,892 건, 일본 751 건, 유럽 167 건으로미국, 한국, 일 본, 유럽순 산업용 (B) 의료 / 군사 / 교육분야 (BB) 는총 3,011 건중한국 507 건, 미국 1,995 건, 일본 751 건, 유럽 167 건으로미국, 한국, 일본, 유 럽의순 검색건수 한국일본합계 개임 / 스포츠 / 헬스분야 (AA) 1,054 2,082 1, ,712 영화 / 여행 / 테마파크분야 (AB) 564 3, ,423 제조 / 판매 / 방송 / 광고분야 (BA) 1,905 3, ,715 의료 / 군사 / 교육분야 (BB) 507 1, ,011 합계 4,030 11,102 3,353 1,376 19, 년부터 1995년사이구간에서는특허출원건수가두드러지지않았으나1995년을기점으로출원건수가증가해 2012~2013년경최고점도달 주요국내 / 외국인특허출원현황으로한국은내국인 87%/ 외국인 13%, 미국은내국인 76%/ 외국인 24%, 일본은내국인 82%/ 외국인 18%, 유럽은내국인 34%/ 외국인 66% 으로한국, 미국, 일본은압도적으로내국인비중이높았으나, 유럽은외국인비중이내국인보다훨씬많음기술별특허동향 VR 분야중여가 (A) 관련분야및산업 (B) 관련분야출원건수가증가세. 2000년경출원건수가급증했다가 2000년대중반까지출원건수감소. 2000년대후반에다시출원건수가이전보다급증하는추세를보이고있으며, 이는여가 (A) 관련분야및산업 (B) 관련분야모두유사한경향 세부기술별특허출원동향은전반적으로유사한추세를보이고있는데, 게임 / 스포츠 / 헬스분야 (AA) 및제조 / 판매 / 방송 / 광고분야 (BA) 의점유율이영화 / 여행 / 테마파크분야 (AB) 및의료 / 군사 / 교육분야 (BB) 의점유율보다높게나타남. 영화 / 여행 / 테마파크분야 (AB) 및의료 / 군사 / 교육분야 (BB) 등특화분야에진출하는것이규모가작은소기업의경쟁력을높이는것으로분석됨 주요상위출원인은 Magic Leap, Osterhout, 소니, 캐논, 마이크로소프트, 삼성전자등으로대기업뿐만아니라매직리프, 오스터하우트같은벤처기업도특허출원을활발히진행

4 특허로본 4 차산업유망기술가상증강현실 (VRAR) 글로벌특허기술동향 소니, MS, 구글등글로벌 ICT기업들은 VR 의각세부기술분야에특허출원을하고있는데, 이는생태계를장악해시장을선점하려는의도로분석됨 매직리프와오스터하우트등은제조 / 판매 / 방송 / 광고분야 (BA) 에주력하고, 소니와코나미엔터테인먼트는게임 / 스포츠 / 헬스분야 (AA) 에주력 주요출원인 IP 연혁을살펴보면, 가상현실 / 증강현길이미지를보여주기위한디바이스와가상이미지와실제이미지를합성한합성이미지에관련된특허가다수분석 특허양적성장은미국주도로 콘텐츠분석및추천 콘텐츠관리 스마트방송등전기술군에고르게특허를출원 한국은 스마트방송 콘텐츠관리 콘텐츠분석및추천순으로특허활동에집중 2000년대초반부터관련특허출원증가 스마트 TV에관한특허출원증가시기와유사 [ 표 ] 스마트콘텐츠분야특허청별출원점유율 ( 출처 : 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] > VR 주요출원인현황 ( 출처 : 미래부, 2015) 스마트콘텐츠분야특허동향분석 스마트콘텐츠관련세계특허는총 2만여건. 이중한국특허청에출원된특허는 4100여건으로, 전체약 20% 수준. 미국특허가 1만 3481건을기록하며전체 67% 가량을차지함 스마트콘텐츠분야특허인용도분석 특허질을간접평가하는지표인 인용도 (CPP, Cites for Patent) 비교를통해특허우수성이나영향력을분석. 특허등록시심사관이인용한심사관정보를분석한결과, 미국특허가가장높은인용도를기록 한국특허점유율은미국에이은 2위를기록했지만특허피인용지수는 3.4에그치며미국과일본중최하위인 3위임 [ 표 ] 스마트콘텐츠분야연도별출원동향 ( 출처 : 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 스마트콘텐츠분야출원인국적별주요시장확보율 ( 출처 : 국가특허전략청사진구축사업 )

5 특허로본 4 차산업유망기술가상증강현실 (VRAR) 주요기업 IP Activity 삼성전자특허활동분석 삼성전자는스마트콘텐츠 서비스 와 제품 개발양쪽에매진하며소프트웨어와하드웨어주도권경쟁에돌입함 지난 2014년북미와한국에동시에선보인음원 라디오스트리밍서비스 밀크 가대표사례. 또 360도화면획득이가능한카메라 기어360 과이를구현할디스플레이장치 기어VR 을연달아내놓으며하드웨어분야입지를구축 삼성전자스마트콘텐츠서비스관련특허활동은콘텐츠획득장치, 즉카메라등영상입력장치가뼈대임 지난 2008년부터다각촬영을통한영상확보및가공관련한국특허 (KR958,425) 를확보하며기술고도화에주력하던삼성전자는결국전방위촬영이가능한 기어360 을출시 2단으로구성된렌즈단을조절해 360도영상을획득할수있는촬영장치관련한국특허 ( 공개번호 KR ) 가대표기술 [ 표 ] 콘텐츠획득장치기술흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 )

6 특허로본 4 차산업유망기술가상증강현실 (VRAR) 주요기업 IP Activity 영상화각자동조절특허 ( 삼성전자 ) 기어 360 을내놓은삼성전자는사용자개입없이피사체선택하고촬영환경을최적화하는기술에매진중으로사용자위치에따라최적화된영상을촬영할수있도록화각을자동조절하는한국특허 영상촬영장치및의외촬영방법 ( 공개번호 KR ) 이대표적인특허기술 사용자가촬영범위를설정해야하는기존촬영장치와다르게이특허는촬영장치와피사체사이거리를자동계산. 두카메라가촬영한영상을바탕으로피사체의위치를판단해위치와거리, 이에따른화각을도출해화각에따라두대의카메라를회전하며영상을촬영하는방법 사용자가촬영범위를설정해야하는기존촬영장치와다르게이특허는촬영장치와피사체사이거리를자동계산. 두카메라가촬영한영상을바탕으로피사체의위치를판단해위치와거리, 이에따른화각을도출해화각에따라두대의카메라를회전하며영상을촬영하는방법 그림 ( 왼쪽 ) 과같이피사체거리를측정한촬영장치는그림 ( 오른쪽 ) 의형태로영상내피사체위치등을계산, 양카메라가각각아래그림의영상을획득함 카메라설정방법및장치특허 ( 삼성전자 ) 삼성전자는시각기술을활용해영상내피사체위치를자동판단하는기술을넘어움직임, 소리등주변환경을모니터링하는기술을개발중으로 2015년출원한 카메라설정방법및장치 한국특허 ( 공개번호 KR ) 가대표사례

7 특허로본 4 차산업유망기술가상증강현실 (VRAR) 미래시장로드맵 미래예상제품 서비스로드맵 스마트콘텐츠서비스는하드웨어와소프트웨어양영역에서혁신을맞이할것으로보이며삼성전자기어360과 Oculus Rift 등 VR 기기는 인터랙션강화 ' 와 실감콘텐츠획득및재생 을구현하는방향으로발전할것으로전망 콘텐츠서비스역시데이터마이닝을통해사용자선호를정교히겨누는 맞춤형서비스 로진화가예상됨 주요플레이어들이사용자상황 선호 장소등에적합한맞춤형콘텐츠제작을중심으로사업을전개하는점을고려할때, 향후광고도 개인정보 나 상황 기반으로발전할전망 콘텐츠획득 / 출력제품의경우는사용자와의인터렉션기능강화와실감영상획득및구현기술을통해차세대미디어콘텐츠를구현함 콘텐츠관리및분석기술의경우는사용자분석과데이터마이닝을통해개인맞춤형콘텐츠를제공하는기술개발방향을가지고있음 [ 표 ] 미래예상제품 서비스로드맵 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) 미래시나리오 # 업무로바쁜김미래씨. 스마트폰에서알람소리와진한장미향이풍긴다. 영국거래처에서급한업무연락이온것이다. 김미래씨는영국에서온메일은장미향이풍기도록설정했다.( 공개번호 US ) 무슨내용이지? 묻자스마트폰은김미래씨가바라보고있는모니터에메일을띄운다. 내일영국에서열릴미팅내용이다. 스마트비서는 내일런던날씨는최저 5도최고 17도로화창할예정입니다 라는추가정보를제공한다. 다음날공항에도착하자홀로그램오감콘텐츠광고가미래씨를맞이한다.( 공개번호 US ) 현지명소와맛집소개광고를시청하던미래씨는탑승시간이다가오자시청을종료하고비행기에올랐다. 비행기좌석에마련된모니터는미래씨가보던영상을이어재생한다. 사용자가시청하던영상은별도조작없이어디서든이어보기가가능하다. 런던에도착힌김미래씨는 VR글라스만착용하고호텔을나섰다. VR글라스는미래씨의눈앞에가상지도를띄워길을안내한다. VR글라스의생생한길안내를따라걷다보니아까본광고속레스토랑에도착했다. 스마트콘텐츠서비스덕분에편안한출장길이다.

8 Appendix 기술체계및정의 ( 스마트콘텐츠서비스 ) Appendix 기술체계및정의 ( 스마트콘텐츠서비스 ) 미래유망아이템 중분류소분류기술정의 콘텐츠제작 맞춤형콘텐츠제작 클라우드환경에서콘텐츠를공유하여공동창작하거나, 뇌파기반으로콘텐츠를제작하는기술 콘텐츠유통 / 서비스 콘텐츠관리 콘텐츠의유통및거래기술로, 모바일유통플랫폼과 CDN(Contents Delivery Network) 를포함 콘텐츠보안 Infrastructure As a Service 스마트콘텐츠서비스 콘텐츠서비스용클라우드 Platform As a Service Software As a Service 콘텐츠의저장및연결을위한클라우드플랫폼기술 Desktop As a Service 방송 - 스마트미디어플랫폼 스마트방송 개인 - 소셜맞춤형방송 미디어클라우드, 멀티캐스트와더불어초연결서비스전달플랫폼등미디어방송및전달플랫폼기술 맞춤형콘텐츠추천 콘텐츠분석및추천 사용자의기호를인지하고, 콘텐츠를분석하여사용자에게맞춤형콘텐츠를추천하는기술 콘텐츠분석 출처 : 국가특허전략청사진구축사업

9 Appendix 국가별기술별특허건수 ( 스마트콘텐츠서비스 ) Appendix 국가별기술별특허건수 ( 스마트콘텐츠서비스 ) 미래유망아이템 중분류 소분류 특허건수 한국미국일본유럽합계 콘텐츠제작맞춤형콘텐츠제작 콘텐츠관리 콘텐츠유통 / 서비스 1,479 2, ,699 콘텐츠보안 Infrastructure As a Service ,230 Platform As a Service 305, ,640 스마트콘텐츠서비스 콘텐츠서비스용클라우드 Software As a Service 654 3, ,935 Desktop As a Service 방송 - 스마트미디어플랫폼 스마트방송 개인 - 소셜맞춤형방송 맞춤형콘텐츠추천 콘텐츠분석및추천 콘텐츠분석 ,275 출처 : 국가특허전략청사진구축사업

10 특허로본 4 차산업유망기술 드론 (Drone) Unmanned Aerial Vehicle P1805DB09A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 드론 (Drone) 은비행기나헬리콥터와유사한형태로제작된소형무인비행체를말한다. 초기에군사용으로제작 사용되었으나최근에는경찰수사등공공분야부터항공촬영, 무인배송등물류영역까지그범위가확대되고있다. 또전세계드론시장을주도하는곳은미국기업들이아니라 DJI를비롯한중국업체들로전환된지오래다. 드론시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 급성장하는민간드론시장 드론은고정익또는회전익항공기와유사한형태로제작된무인비행체를지칭하는것으로, 용어상으로 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 또는 UA(Unmanned Aircraft) 라는명칭으로사용하고있으며, 일반적으로 Drone 도많이쓰임 지난 2013년 66억달러 ( 약 7조원 ) 에그쳤던세계드론시장규모는 2022년에는 114억달러 ( 약 13 조원 ) 까지성장할것으로예상 마케팅조사업체 BI Intelligence는 2015년 5 월발행한보고서에서드론산업의지속적성장을전망했다. 초기드론시장은군수산업계가주도했지만 2015년을기점으로민간분야도약을전망 민간드론시장은 2015년부터 2020년까지군사용분야성장률 (5%) 보다훨씬높은연평균성장 (19%) 을할것으로예측 2015년 71억달러규모이던세계드론시장이 2020년 100억달러이상으로성장할것으로전망 현재전체드론시장의 1%( 약660억원 ) 에불과한상업용시장의비중이 2023년 7% 대 ( 약 9220억원 ) 로성장할것으로전망 조기경보시스템, 긴급서비스, 뉴스레포팅, 배달, 사업활동모니터링, 게임용, 스포츠용, 엔터테이먼트용, 마케팅용등미래활용도가많아져시장규모는지속성장할것으로예상 < 표 > 전세계드론시장성장예측치 ( 출처 : BI Intelligence) < 표 > 글로벌드론시장전망 ( 출처 : 하나금융투자 )

11 특허로본 4 차산업유망기술드론 글로벌시장동향 일본에서는공공사업에드론등 IT활용의무화검토에착수했으며미국연방정부는전미과학재단 (NFS) 을통해향후 5년간 3500만달러를투자해드론연구를지원함 < 표 > 무인항공기 (UAV) 산업체인구조 ( 출처 :iresearch_2016 China's Drone Industry) < 표 > 일본드론도입및시장전망 ( 출처 : 소프트웨어정책연구소 ) 세계드론시장의강자, 중국 DJI 드론시장에는크게 ICT 및제조기반기업과유통을중심으로한기업들이포진 ICT 기업으로는상업용드론으로급성장하고있는중국의 DJI를비롯해구글, 소니, 삼성등이대표적이다. 페이스북은자체프로젝트를통해드론시장진출을추진하며, 퀄컴과인텔은드론전문기업과공동진출을모색 중국무인항공기 (UAV) 산업계구조를살펴보면, 드론에대한연구개발부터조립, 판매, 애프터서비스에이르기까지거의전분야에서 DJI가활약하고있음 또한 DJI는전세계드론시장을과점하고있으며, 큰격차로 Parrot와 3DR을따돌리는형세 DJI 가보유한미국특허는총 197 건 ( 기준) 이며, 그중순수영상처리기술및데이터처리기술등일부건을제외하면대부분무인기관련특허임 미국에서 100건넘는특허를보유한출원인으로는중국 DJI가유일한데, 10건이상의특허를보유한출원인도 33개에불과하다는사실을고려하면, 단일업체특허출원건수로는거의독보적임 유통기업가운데아마존은드론활용에가장적극적으로이미 2013년에드론을활용한배송시스템을발표했고, 지속적인기술개발을추진 월마트역시드론배송관련시험운행을요청하는등드론배송서비스를준비중임

12 특허로본 4 차산업유망기술드론 글로벌특허기술동향 [ 표 ] 드론세부기술분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 모든기술분야에서미국에가장많은특허가출원되고있는것으로나타남 한국특허청에출원된건수를기준으로보면 1임무장비, 2지상관제및통제시스템, 3데이터및통신 / 보안순으로나타남 지상지원시스템분야의경우, 미국특허청과한국특허청에출원된건수의차이가 417건으로가장많은차이를보인것으로나타남 [ 표 ] 드론분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 드론분야특허인용도분석 특허질을간접평가하는지표인 인용도 (CPP, Cites for Patent) 비교를통해특허우수성이나영향력을분석 특허등록시심사관이인용한심사관정보를분석한결과, 미국의피인용도가 4.43로가장높은것으로나타나고한국의피인용도는2.67로조사됨 미국출원인이 4개, 독인출원인이 2개의기술분야를선도하고, 한국출원인은체계종합분야를선도하고있는것으로나타남

13 특허로본 4 차산업유망기술드론 주요기업 IP Activity 중국 DJI 특허활동및전략 DJI 가보유한미국특허는총 197 건 ( 기준) 이며, 그중순수영상처리기술및데이터처리기술등일부건을제외하면대부분무인기관련특허로미국내출원된드론관련전체특허 ( 총 2424건 ) 의 7.1% 를차지함 연도별출원동향을살펴보면, 2010년첫출원이후 2013년까지는 10건이내특허를간헐적으로출원했으나 2014년들어서면서급증했으며, 2016년에는 66건의특허를출원 DJI는 2013년이전까지카메라짐벌등하드웨어구성에대한특허에집중했으며, 2013년이후에는자국인중국출원없이바로 PCT 출원하고이후재차미국에출원하는형태를보이고있어출원전략을수정했을것으로추정 DJI는특허활동이매우적극적으로변하고있으며, 건수자체를늘리는것과동시에기존출원을기반으로지정국에새롭게진입하면서, 지역적측면에서의법적보호도강화 전체적으로 DJI 는입무탑재체중카메라기술및짐벌등에역량을쏟고있으며, 2016년들어서면서순수이미지처리기술및데이터저장기술등무인기와독립될수있는기술등에대해서도권리화를진행중인것으로나타나임무탑재체 ( 예 : DJI 오즈모시리즈 ) 등부가가치가높은영역으로사업영역을확대중인것으로분석됨 [ 표 ] DJI 의드론특허출원현황 ( 출처 : IPTargets 보고서 [ 드론대해부 ] 특허기술트렌드 ) [ 표 ] 미국 DJI 특허내드론관련특허비중 ( 출처 : IPTargets 보고서 [ 드론대해부 ] 특허기술트렌드 ) 기술적측면에서살펴보면, 2013 년이전에는짐 벌등하드웨어구성에대한발명혹은완성도가 높은발명, 특히, 양산이가능한발명을중심으로 출원을진행했으나 2013 년이후에는태도를바 꾸어, 미래에사용될수도있는아이디어 ( 예 : 자 동차에서이륙가능한드론 ) 에대한기술선점에 매우적극적인것으로나타남 DJI 멀티 UAVs를관리하는모바일플랫폼특허 중국 DJI 가 2016년 5월에출원한 여러대의 UAVs 를관리하는멀티모바일플랫폼 ( , 26 May 2016) 특허는모바일플랫폼관리시스템 (Mobile Platform Management System) 관련내용임 지상스테이션 (Base Station은여러대와여러종류 (types) 의 UAVs들로구성된멀티플모바일플랫폼 (Multiple Mobile Platforms) 으로여러대의 UAVs들을수용

14 드론대해부 중국 DJI 특허집중분석 무인기 VR 관광 : SYSTEM AND METHOD FOR ENABLING VIRTUAL SIGHTSEEING USING UNMANNED AERIAL VEHICLES (US ) 기술분류관광현재상태공개 출원번호 ( 출원일자 ) US ( ) 등록번호 ( 등록일자 ) US ( ) 패밀리 WO WO ( ), US ( ), CN ( ) 본특허는여러대의무인기중에서한대이상을선택해관광과관련된데이터 ( 예 : 비디오, 오디오, 온도, 습도, 강우등 ) 를수집해가상현실을생성하고이를사용자에게제공한다는것으로, 출원당시 큰관심을끌었다. < 관련도면 - 도 2/ 도 6C> 관련도면을살펴보면, DJI 스페이스슈트라고칭하는가상현실장비를착용하고본발명을실시하 고있으며, 독립항내용을살펴보면다음과같다. 1. A method for virtual sightseeing, comprising: allocating one or more unmanned aerial vehicles (UAVs) from among a plurality of UAVs to a region of interest in response to a sightseeing request; and 관광요청에따라여러대의무인기들중에서무인기를배정함 acquiring data regarding the region of interest via the allocated UAVs. 배정된무인기를통해데이터를획득함 < 대표청구항 > 현재시점으로상업성이낮다고하더라도특허의존속기간이 20 년인점과가상현실기술이지속적 으로발전하고있다는점을고려할때중요한특허가될수있다고판단되며, DJI 사의몇안되는무 인기활용서비스에대한특허로, 차세대먹거리준비와관련될수있다.

15 특허로본 4 차산업유망기술드론 주요기업 IP Activity [ 표 ] 드론분야 Boeing 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) Boeing - 잠수정으로변신하는트랜스포머드론특허 전통적인항공기제조사인보잉은분석초기구간 (2000년 ~2008년 ) 특허출원을진행해곡선형태의증가세를보이며꾸준한연구개발을진행한것으로나타났으며자회사인 Insitu 도 2004년이후매년출원중 보잉은대부분우주항공, 방위, 안보관련업체로드론산업이다각화되기이전인시장형성단계에서의연구개발이군사용무인기관련기술로부터출발한것을입증하는결과로볼수있음 보잉이등록한잠수정으로변신하는드론은원격조작방식으로가동되며, 비행중인드론을잠수함으로바꾸어임무를수행하도록설계됨 임무지역까지는이른바호스트비행기에실려간후모선에서떨어져자체비행에들어간후필요한임무를수행하기위해수중으로잠수할수있음 드론은잠수정으로변신할때무게를줄이고항공역학적특성을최적화하기위해비행날개와프로펠러를떼내도록설계됐으며이를위해비행체에스스로폭발하는볼트와물에녹는접착제가사용됨 잠수정으로변신해물속으로들어가면입수과정에서떨어져나간비행용날개와프로펠러자리에서수중용프로펠러와제어기가나옴 변신드론은수중임무를마치면표면으로떠올라통신을통해수집한데이터를다른드론이나제어센터에전달 [ 도면 ] 잠수정으로변신하는트랜스포머드론특허

16 드론핵심특허 2018 차세대배송용기와재고 물류 창고관리 Google 움직이는안전한드론배송용기 ( 우체통 ) 구글은 2016년 1월에드론에의해공중배송되는물건을정확하게 1차목적지에배달하는 움직이는안전한드론배송용기 ( 우체통 )(Automated package delivery to a delivery receptacle, 9,244,147, 26 Jan 2016) 2) 이라는특허를등록했다. 특히본특허는드론에의해 1차지역으로배달하는움직이는배송용기인차세대우체통에관한것으로, 그러면움직이는우체통이최종목적지인차고와같은곳으로배달한다. 배송용기 (delivery receptacle) 란바퀴가달려움직이는우체통을말하는것이고, 공중배송디바이스 있는배송용기 (130) 에게배송이곧된다는것을알림으로알려주면, 배송용기의 135 IR 비콘송신기 (transmitter) 가첫번째비콘을방출또는송신한다. 그러면공중배송디바이스 (120) 의 124의 IR 감지기가 IR을수신한다. 그다음 125의IR 송신기가두번째 IR 신호를보내고, 그러면 134의 IR 감지기가이를수신해드론의공중배송디바이스의방향으로턴하여가까이오게되고, 그러면공중배송디바이스와조인해패키지를배송용기의문에내려놓는다. 그다음바퀴가달린배송용기는차고와같은최종목적지로패키지를배송한다. (aerial delivery device) 란드론에부착된디바이스를 말한다. Fig.1 (9,244,147). Image:USPTO Fig.1 (9,244,147). Image:USPTO Fig.7 은큐빅형태의배송용기 (130) 구조로, 135 는 4 개 IR 송신기이고, 720 은드라이브메커니즘이며, Fig.1은드론의공중배송디바이스 (120) 가패키지를배송용기 (130) 로배송하는시스템 (100) 을설명하는그림이다. 110은사용자디바이스이고, 140은패키지배송시스템이며, 105는클라우드네트워크이다. 140의패키지배송시스템이, 배송지역혹은위치에 134는 IR 감지기이고, 705는도어로, 이곳에서드론으로부터패키지를받는다. 705의도어는모션센서, 기계적전기적압력센서, 모터나이와비슷한구동장치에의해문이열리고닫힌다. 패키지를받을때열리고패키지를받으면자동으로닫힌다. 710 은네대의바퀴들인데 720 의드라이브메커니 2) Google - Automated package delivery to a delivery receptacle(9,244,147, 26 Jan 2016 <- 22 Oct 2014, with 17 Claims & 8 Drawing Sheets) =HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum. htm&r=1&f=g&l=50&s1=9,244,147.pn.&os=pn/9,244,147&rs= PN/9,244,147 즘에의해움직인다. 이때드라이브메커니즘이란 모터에의해작동되는것을의미한다.

17 드론핵심특허 2018 차세대배송용기와재고 물류 창고관리 Amazon 지상무인로봇 (MDU) 에작업지시 위치 경로결정 아마존은 2015년 7월에 이동주행장치 (Mobile Drive Unit, MDU) 가달린지상무인기에게작업지시와위치와경로를결정하는방법과시스템 (System and method for positioning a mobile drive unit, 9,087,314, 21 Jul 2015) 4) 이라는특허를등록했는데, 이는 2012년에공개한특허출원서 ( ) 5) 를업데이트한것이다. 무려 55페이지에달하는특허이다. 전원을공급하는레일 (rails) 케이블 (cables) 크레인 (cranes) 을따라움직인다. 이때모든명령들은네트워크를통해커뮤니케이션하게된다. 특히지상무인기와관리모듈은이러한커뮤니케이션이매우중요하다. 작업장내에위치한무선 AP(Access Points) 를통해이루어진다. 관리모듈에서작업지시가떨어지면가장가까운지상무인기를선정해작업장으로보내작업을수행한다. Fig.1은재고관리시스템 (Inventory Management System, 10) 으로, 15는관리모듈 (Management Module), 18은작업지시 (Task Assignments), 20 은땅에서작동하는이동주행장치 (Mobile Drive Unit, MDU) 의 3대의지상무인기 (Autonomous Ground Vehicle) 혹은로봇, 30은재고용기혹은박스 (Inventory Holders), 50은재고용기들에담아있던아이템들을꺼내고다른아이템들을담는장소들 인재고스테이션 (Inventory Stations) 이다. 3 대의지상무인기들 (20) 혹은로봇들은관리모듈 Fig.1 (9,087,314). Image:USPTO (15) 의명령에따라재고용기혹은박스들을작업장인 70안에서각각지정한포인트들 (Points) 사이로실어나른다. 각각의재고용기안에는다양한종류의아이템들이들어있다. 따라서재고관리시스템은이러한과정을거쳐입고, 입력, 프로세싱, 출하등의 작업을수행한다. 예를들어관리모듈은작업장 (70) Fig.2 (9,087,314). Image:USPTO 의일부분을지상무인기들을위한파킹장소로할당 한다. 또지상무인기들은작업장내의트랙 (tracks), Fig.2 는관리모듈 (15) 의구성도이다. 여기에는재고 스케쥴모듈 (92), 경로계획모듈 (94), 세그먼트예약 4) Amazon - System and method for positioning a mobile drive unit(9,087,314, 21 Jul 2015 <- 23 Jan 2012; PPD: , with 55 Claims & 19 Drawing Sheets) =HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum. htm&r=1&f=g&l=50&s1=9,087,314.pn.&os=pn/9,087,314&rs= PN/9,087,314 5) Amazon - System and Method for Positioning a Mobile Drive Unit( , 7 Jun 2012 <- 23 Jan 2012) =HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r =1&f=G&l=50&co1=AND&d=PG01&s1= 모듈 (96), 커뮤니케이션인터페이스모듈 (98) 이있고, 메모리 (91) 와메모리의데이터를처리하는프로세서 (90) 가있다. 재고스케쥴모듈은작업장에서의재고의입고 출고작업지시에따라지상무인기들과함께운영된다. 경로계획모듈은지상무인기들의경로를정하고변경하고수정해준다. 세그먼트예약모듈운작업장 (70) 내의작업장소들을분류한것으로아마존은이를세그먼트라고하는데, 지상무인

18 드론핵심특허 2018 차세대배송용기와재고 물류 창고관리 IP 인사이트 사람과협업하는지상무인기, Kiva 로봇 아마존이지난 2012년에 7억7,500만달러의거액에인수한 6), 사람과협업하는코봇 (Co-Bots) 인, 물류자동화 Kiva 7) 로봇이실제비용절감효과를내고있는것으로나타났다고 2016년 6월15일자비즈니스인사이더가보도했다 8). 이보도는아마존의글로벌영업및고객서비스부문수석부사장 (SVP) 인데이브클락 (Dave Clark) 의발언을인용해, 아마존이 Kiva 로봇을통해약 20% 의영업비용을절감해왔다고보도했다. 이를물류센터 1개당비용절감액으로환산하면약 2,200만달러에이른다. 또한아마존이아직 Kiva 로봇을갖추지않은 107개물류센터에도해당로봇을활용하면, 약 8 억달러의추가적인비용절감효과를얻을수있다고추산했다. 아마존은현재 13개물류센터에서만 Kiva 로봇을활용한다. 근무한인력은 23만명이고현장에투입된로봇은 3만대이며, 2016년 8월 2일의미연방정부의드론완화정책으로, 조만간물류센터에서사람과함께작업하는드론 (UAS) 이투입될예정이라고보도했다 9). 와이어드는홀리데이 (Holiday, 추수감사절과연말연시 ) 기간에미국내배송을위해 12만명의임시직원을고용했으며 (Holiday workers), 이들이물류센서 (Fulfillment Centers), 분류센터 (Sortation Centers), 고객서비스사이트 (Customer Service Sites) 에서새롭게일을했다고보도했다. 2015년에는 100,000명의홀리데이노동자를임시채용했었는데, 이중 14,000명이정규직원으로전환했으며, 2016년에는이숫자가더늘어날것으로아마존은기대했다고보도했다 10). 비즈니스인사이더는 2016년 11월 28일인사이 아마존이 13개물류센터에투입한인간과협업하는코봇인 Kiva( 지상무인기혹은이동주행장치 ). Image Credit: Business Insider(15 Jun 2016) 2016년 10월 29일자시애틀타임즈는보다업데이트된내용을전하고있는데, 아마존의사람과함께협업하는코봇인 Kiva 로봇직원이, 전세계 120여곳의물류센터가운데 20곳에 4만5000대가투입되었으며, 2016년크리스마스시즌동안아마존에서 6) The New York Times - Amazon.com to Acquire Manufacturer of Robotics(19 Mar 2012). Techrunch - Amazon To Look Into Deliveries By Self-Driving Car(03 Dec 2013) 7) 8) Business Insider - Amazon's $775 million deal for robotics company Kiva is starting to look really smart(15 Jun 2016). 9) Seattle Times - Amazon deploys many more orange robots at warehouses(29 Dec 2016, Updated on 30 Dec 2016) ) Wired - Looking for a job? Amazon's hiring 120,000 holiday workers(13 Oct 2016)

19 Appendix 기술체계및정의 ( 드론 ) Appendix 기술체계및정의 ( 드론 ) 데이터및 통신 / 보안 한지역에서다른지역으로데이터를전송또는수신할목적을위한기술로서지상관제장비와무인기간의데이터통신기술과전자적공격, 지상네트워크및시스템에대한사이버공격등에대비함으로써무인기탈취, 통제시스템의불능, 비행체손실을방지하는기술 유무인기 동시운영 무인기간협업운용을통한임무극대화와그룹내임무분산기술 임무장비 공중중계를위한임무장비와여러항공기에서획득한임무장비정보를지상에서통합, 가공, 배포하고, 지상의임무장비획득명령을무인항공기에효과적으로전달하기위한기술 자율비행 시스템 조종사의개입없이주변비행체또는장애물과의충돌가능성을스스로감지하고충돌위험존재시자동으로무인기의회피기동이이루어지며, 비행체의정보를비행제어프로그램에의해비행하는기술 지상관제및 통제시스템 비행통제시스템및영상조종장치를탑재하고, 임무지역으로의이동및운용을편리하도록설계 / 제작된무인기를통제하고, 무인기로부터수신받은디지털영상을변환하여모니터화면에출력하고무인기에탑재된영상감지기를제어하는기술 지상지원 시스템 활주로가없는장소에서비행체를안전하게회수시키고, 산악또는함상에서고정익무인기의이륙을위하여사용되는발사대형태의장치관련기술로활주로가없는장소에서비행체를안전하게이륙시키는기술 체계종합 새로운개념및형상의비행체에대한설계관련하여무인기의사용목적과환경에따라기존의전통적인유인비행체형상이아님다른형상으로무인기의외부형상및비행방법등을설계하는기술 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

20 Appendix 국가별기술별특허건수 ( 드론 ) Appendix 국가별기술별특허건수 ( 드론 ) 분류 특허건수 한국미국일본유럽합계 데이터및통신 / 보안 유무인기동시운영 임무장비 드론 자율비행시스템 지상관제및통제시스템 ,110 지상지원시스템 체계종합 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

21 Amazon이준비하는자율물류배송은? How Amazon will use autonomous vehicles P1805GU03A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 스마트데이터 +AI + 자율트럭 + 로봇 + 드론을결합한물류배송하이퍼루프시대가도래하고있다. 이하이퍼루프시대를이끌주인공중하나가아마존이다. 아마존은지난20년간고객의행동과경험등에관한수백억개의스마트데이터를구축해왔다. 또자율트럭과로봇및드론을투입해고객이주문한아이템을가장빠르게배송할수있는 라스트마일 (lastmile) 서비스시스템을갖춘유일한기업이다. 아마존이준비하는차세대물류배송비즈니스전략을분석해본다. < 편집자 > 저자 : 차원용아스팩미래기술경영연구소대표 코드명보그 (Borg) 자율차기술에서가장강력한파괴자, 아마존아마존이실제로비밀리에 자율차 (AV) 나 셀프 -드라이빙카 (SDC) 를개발하고있는지단서를찾아보자. 구글에서검색해보면테크런치 (Techrunch) 가 2013년 12월 3일에 아마존은자율차를배송에적용하는방법을들여다보고있다 고최초로보도했다. 1) 이보도는 2013년 12월아마존이드론 (Drone) 을이용해 30분내에택배서비스를, 앞으로 4~5년내에상용화시킬것이라는보도가나온후 2) 드론은아직문제가많고드론이다니는길인회랑 (Corridors) 이아 1) Techrunch - Amazon To Look Into Deliveries By Self-Driving Car(03 Dec 2013) 2) 2) Techcrunch - Amazon Is Experimenting With Autonomous Flying Delivery Drones(01 Dec 2013) 3) 4) Amazon via Youtube - Amazon Prime Air(01 Dec 2013) 5) whu

22 Appendix 직구축되지않았기때문에, 차라리드론보다는이미인프라가많이구축된셀프-드라이빙카를이용하는것이보다현실적이라고판단하면서, 마케팅계략 (Marketing gimmick) 에능통한아마존의베조스 (Bezos) 는이미이를들여다보고있을것이라는내용이다. 미디엄 (Medium) 에서 Self-Driving Steamrollers 라는블로그를운영하는히긴스 (Kevin Higgins) 는 2016년 4월 15일자의 어떻게아마존은자율차를이용해 UPS와 FedEx 를물어뜯을것인가? 라는기사에서 3), 자율차가아마존의배송서비스에투입된다면, 물류창고에서여러분의집앞문까지 4시간만에배송이완료될것이며, 비용도싸지고가장안전한방법이라고소개했다. 만약아마존이자율차의스피드로무장한다면전통적인 UPS와 FedEx 를물어뜯게될것이고, 배송전쟁에서이길수있는가장최적의전술이될것이라는주장이다. 게다가 UPS나 FedEx같은전통기업들은자율차나로봇같은최첨단기술을사용하는데문제가있다며, 트럭운전자들은결국파업을하게될것이고, 따라서그결과자율차나로봇을사용하는데더디게되고혼란이일어날것이라는내용이다. 2017년 5월과 9월에미국과유럽에서 자율센서와인지컨퍼런스 (The Automotive Sensor and Perception Conference) 를개최하는오토센스 (AutoSens) 의블로그에는 2016년 11 월 7일자로 왜아마존이자율차에서가장강력한파괴자가될수밖에없는가? 라는글이올라왔다 4). 한마디로최첨단기술에투자하고최첨단기술만을물류와배송에적용하는아마존이자율차나자율트럭을이용할수있는최고의전략기업이라는것이다. 그간많은기업들이 자율차에투자하고노력을해왔지만, 어느기업도아마존만큼영향력있고파괴적이않다는것이다. 아마존은무려 20년간이익 (profit) 에관계없이 R&D와서비스확장에많은금액을투자해왔다. 아마존고객은무려 3억명이다. 모든고객이최고빠른속도의배송을원하고있다. 가장강력한배송네트워크를구축한국가도없고기업도없으나, 유일한기업이있다면아마존뿐이다. 아마존은포드 (Ford) 와정식파트너쉽을맺고, 수십대의자율차에알렉사 (Alexa) 를장착한스마트스피커인에코 (Echo) 5) 를탑재한다. 이처럼모든완성차기업들의차량에알렉사와에코를탑재할가능성이높아졌다. 또한아마존은자율차의필수적인기술들인카메라, 레이더, 라이더센서를개발할일련의개발자들, 소프트웨어엔지니어들, 딥러닝과머신러닝전문가들을 3) Kevin Higgins via Medium.com - How Amazon will use autonomous vehicles to take a big bite out of UPS & FedEx(15 Apr 2016) 4) 4) AutoSens - Why Amazon could be the biggest disruptor in Driverless cars(7 Nov 2016) 5) 5) Amazon via Youtube - Introducing Amazon Echo(06 Nov 2014). 6) 7) Amazon Echo 8)

23 Appendix 빠른속도로달려생명을구하는예이다. Fig.1B(9,547,986). Image: USPTO Fig.1A(9,547,986). Image: USPTO 105 자율차가어느차선이사용가능한지를 115 도로관리시스템에요청할때에는, 자율차자체데이터인위치와방향과목적지뿐만아니라, 사람이얼마나타고있는지, 물건은얼마나실려있는지, 차량의크기와무게와가격등의환경데이터도함께제공한다. 그러면도로관리시스템은이들데이터를분석하여가장최적의교통흐름과안전등을고려해차선을배정한다. 이때우선순위 (priority) 가고려되는데, 105 자율차가경찰차인지소방차인지구급차인지에따라가장빠른차선을배정받으며, 일반개인자율차보다는공공수송자율차가우선순위로차선을배정받는다. 또한통행료를내는자율차는통행료면제자율차보다우선순위로차선을배정받는다. 더나아가 115 도로관리시스템은 Fig.1A에서보는바와같이동쪽방향은 3차선을, 서쪽방향은 2개차선등혼합된차선을제공하는데, 교통량과자율차의요청량에따라하루에도수십번씩 104 도로내에서융통성있는가변차선을제공한다. 예를들어가운데서쪽방향의차선은긴급을요하는비상구급차가특정시간에 Fig.1B에서 105d 자율차가바로비상구급차이다. 106 차선을달리던 105a-105b-105c 들은 106차선에서 107 차선으로이동시킨경우이다. 그이유는 105d가비상구급차라우선순위가있기때문이다. 이들차량들이자율차들이기때문에이동과정은정확한주어진시간에 106에서 107로이동하고, 그다음은속도를조절하기때문에서로서로안전하게 107차선에서줄을맞추는것이다. 또는이때하나이상의도로관리시스템을이용하여병렬로차선배정을처리할수도있다. 그런데 Fig.1A~1B의차선들을보면다폭이고정된차선들 (fixed width lanes) 로융통성있는가변차선만가능했다. 이제 Fig.1C 를보자. 108 차선과 109차선을보면융통성있는차선폭 (flexible width) 을가졌음을볼수있다. 이와같이 115 도로관리시스템은차량유형에따라차선폭을자유자재로변경할수있다. 예를들어 108차선은오토바이나자전거등의용이고 109 차선은폭이넓은커다란화물자율트럭전용도로로배정하는것이다. 그것도하루에수십번씩변경해교통량이나요구량에따라

24 Appendix 자율트럭 + 로봇 + 드론의물류전용하이퍼루프 미국의새로운자율차정책가이드라인 2016년 9월 20일, 미국오바마행정부의운수부 (UoT) 와고속도로교통안전국 (NHTSA) 은 연방자율차정책가이드라인 (Federal Automated Vehicles Policy Guideline) 25) 을발표한다. 이가이드라인은매년업데이트된다. 그런데이가이드라인을보면국제 SAE(sae.org) 26) 가 2014년 1월에정한자율차 레벨 (Level) 인 L0~L5의 J3016 이란표준을채택했다는점이다. 그간미국은고속도로교통안전국이 2013년 5월 30일에정한 L0~L4를근간으로자율차정책을자동차산업들과조율해왔는데, 이제새로운 J3016 표준에따라기존의 L4가 L5가되고, 새로운 L4가삽입되었다는점이다. 이 L4는무엇일까? SAE Level Name 서술적정의 (Narrative Definition) 인간운전자가주행환경모니터링자율주행없음 (No Auto 인간운전자가모든주행작업 0 mation) 수행운전자보조 (Driver Assi 하나의운전자보조시스템 (AD 1 stance) AS) 27) 부분적자율주행 (Partial 하나이상의운전자보조시스템 2 Automation) 들 (ADASs) 자율주행시스템이주행환경모니터링 조건부자율주행 (Conditi onal Automation) 고수준자율주행 (High A utomation) 완전자율주행 (Full Auto mation) 자율주행시스템과인간운전자사이의자율모드 <-> 매뉴얼모드교환자율모드해제시인간운전자에게알려도매뉴얼모드로주행할필요가없음 ( 제어불필요 ) 조향과가속 / 비가속수행주체 Human driver Human driver an d system System 주행환경모니터링주체 Human dr iver Human dr iver Human dr iver 고장대처방안의주체 Human driver Human driver Human driver n/a 시스템능력 ( 주행모드 ) Some driving modes Some driving modes System System Human driver Some driving modes System System System Some driving modes 완전통합된 100% 자율주행 System System System All driving modes < 표 > 국제 SAE 가 2014 년에정한현재까지 (AS-IS) 의자율주행차표준수준요약표 (J3016) Copyright 2014 SAE International. 25) Transportation.gov - Federal Automated Vehicles Policy, Total 116 pages(20 Sep 2016) 26) s/docs/av%20policy%20guidance%20pdf.pdf 26) SAE 27) CT_TYPE=PressReleases&PAGE=showRelease& RELEASE_ID= ) ing.pdf 29)

25 Appendix 새로운표준인 J3016에따르면자율주행시스템이주행환경을모니터링 (Automated driving system monitors the driving environment) 하는 L3~L5까지가고수준의자율차 (Highly Automated Vehicle) 로분류되는데, L3는자율주행할수있는도로에서자율주행시스템이자율모드 (AM) 로주행하는데, 예를들어디스플레이에뜬선행상세지도는멀쩡했는데실제도로가공사중이라는사실을센서들이감지하면, 자율모드로주행할수없어운전자보고운전대를잡으라고경고또는요청하면운전자가운전대를잡고매뉴얼모드 (MM) 로주행하는수준이다. L4는설사자율주행시스템이운전대를잡으라고요청해도운전자가잡을필요가없는수준이며 (even if a human driver does not respond appropriately to a request to intervene), L5 는완전 100% 자율주행시스템이주행하는수준이다. L4는자율차 / 자율트럭전용도로 L4는어떤자율차를말하는것이며어떤환경을말하는것일까? 이것을파악하려면정책가이드라인 ( 총 116페이지 ) 9 페이지의 자율차수준들에대한노트 (Note on Levels of Auto mation(p.9) 를보아야한다. 여기서는운전자 (a human driver) 가아니라인간으로 (the human) 표현되고있는데, 이는운전자를비롯해서탑승한승객들을의미한다. 그리고어떤특정환경과특정조건하에서만자율주행시스템이주행할수있다는것이다. 이런환경과조건에서는운전자나승객들은운전대를잡을, 즉개입할필요가없다는것인데, 다음과같이기술되어있다. SAE 레벨 4: 하나의자율주행시스템이자율주행작업과주행환경을모니터링하고, 인간은자 율차를제어할필요가없음, 그러나자율주행시스템은어느특정환경에서그리고어떤특정조건하에서만오로지자율주행을수행한다 (At SAE Level 4, an automated system can conduct the driving task and monitor the driving environment, and the human need not take back control, but the automated system can operate only in certain environments and under certain conditions; and) 그리고특정환경과조건이무엇인지를이해할수있는실마리가 2016년 9월 19일에보도되었다. 바로시애틀소재마드로나벤처그룹 (Madrona Venture Group) 은시애틀 (Seattle) 에서캐나다밴쿠버 (Vancouver) 까지의주간고속도로 (I-5) 의 1차선도로를자율차나자율트럭의전용도로 (HOV, High-Occupancy Vehicle) 로만들자고제안했다 (Autonomous Vehicle Plan for the I-5 Seattle/Vancouver B.C. Corridor)(Alberg et al., Madrona, 19 Sep 2016) 28) 무려 241km나되는거리이다. 27) 지능형운전자보조장치 (ADASㆍAdvanced Driver Assistance System) 28) Tom Alberg, Managing Director, Madrona Venture Group; Craig Mundie, former Chief Research and Strategy Officer, Microsoft Corporation; Daniel Li, Associate, Madrona Venture Group; Connor Raikes, Consultant, Autonomous Vehicle Plan for the I-5 Seattle/Vancouver B.C. Corridor, Madrona Venture Group, 19 Sep ) 30) content/uploads/2016/09/i-5-cascadia- Corridor-Autonomous-Vehicle-Proposal- Final.pdf

26 Appendix 바햐흐로인간 ( 카풀 ) 물류수송전용도로의하이 퍼루프 (Hyperloof) 시대가오고있음을짐작하 게하는상상력의제안이다. 쉽지않을것이다. 그러나물류수송전용도로는의외로빨리실현될가능성이높다. [ 그림 ] 마드로나벤처그룹이 2016 년 9 월 19 일에제안한 I-5 를위한자율주행전용도로. 이미지 : 마드로나벤처그룹 (19 Sep 2016) [ 그림 ] SD+AI+Cloud+L4 AVs+Robots+Drones 의융합비즈니스모델 = 물류수송전용도로의하이퍼루프. Image: 마드로나벤처그룹의이미지수정. 이러한제안의배경은 2015년캘리포니아에서구글자율차 (L3) 의 11번사고, 예를들어, 다른인간운전자의잘못으로접촉사고가나고, 테슬라자율차 (L2) 의경우플로리다에서카메라가트럭을인지하지못해교차로에서충돌해운전자가사망에이르는사고가 2016년 5월에일어남에따라 29), 자율차도로와인간이운전하는도로를분리하자는것이다. 아무리인공지능이라해도인간의행동을예측할수없기때문이다. 갑자기끼어든다든지깜빡이를켜지않고차선을변경한다든지무단횡단등사람의행동을예측할수없다는의미다. 스마트데이터 +AI+ 자율차 + 로봇 + 드론의융합비즈모델 = 물류수송전용도로의하이퍼루프구글의자율차 (AVs) 도로주행테스트데이터를보았을때, 카풀에의한인간수송은아직안전성확보미달과인공지능자율차의자율모드 (Autonomous Mode) 주행수준이아직 61%~80% 에달하기때문에당장실현되기란 자율화물차혹은자율트럭이자율화물차전용도로와만난다고가정했을때의최대장점은타임- 투-타임 (Time-to-Time) 베이스의포인트-투- 포인트 (Point-to-Point) 배송이가능하다는점이다. 그만큼시간과공간의제약없이물류배송이이루어지므로, 첫번째물류혁명은물류전용도로의하이퍼루프 (Hyperloof) 이다. 물류를배송하기때문에속도의한계가거의없어시속 500km 이상으로달릴수있어새로운하이퍼루프가등장할것이다. 29) The Gurdian - Tesla driver dies in first fatal crash while using autopilot mode(01 Jul 2016) 30) 6/jun/30/tesla-autopilot-death-self-drivingcar-elon-musk 31) The Verge - Tesla driver killed in crash with Autopilot active, NHTSA investigating(30 Jun 2016) 32) 08/tesla-autopilot-car-crash-deathautonomous-model-s

27 특허로본 4 차산업유망기술 블록체인 Blockchain P1805DB007A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 최근블록체인에대한관심이뜨겁다. 블록체인은인공지능, 사물인터넷, 빅데이터등과함께 4차산업혁명의핵심키워드로자리매김했다. 블록체인은참가자가공동으로정보를검증ㆍ기록ㆍ관리하는분산원장기술이다. 제3의중개기관배제에따른효율성, 정보의공유에따른투명성, 위ㆍ변조방지에따른보안성등을제고시킬수있어미래네트워크세상의핵심기술로주목받고있다. 블록체인기술을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 주목받는블록체인기술 블록체인 (Blockchain) 기술은네트워크참여자가공동으로거래정보를검증하고해시기반으로블록처리해기록보관함으로써공인된제3자없이도무결성및신뢰성을확보하는 P2P기반분산원장기술 (Distributed Ledger Technology) 로정의 블록체인기술은크게핵심기술, 플랫폼기술, 서비스기술및관리기술로분류. 핵심기술은 Distributed Ledger Storage, Decentralized Protocol, ID Management and access control, Consensus, Cryptography, 등요소기술이해당함 플랫폼기술은 Smart Contract, 자산등록기술, 클라우드연동등이포함되고서비스기술 (Digital Currency, 부동산기록관리, 전자투표및콘텐츠유통등 ) 과관리기술 (Security, Privacy, Compliance) 로분류함 < 표 > 블록체인기술의개요도 ( 출처 : TTA, ICT Standardization Strategy Map)

28 특허로본 4 차산업유망기술블록체인글로벌시장동향 글로벌블록체인시장규모및투자유치규모가가파르게성장하고금융및비금융분야전반에걸쳐다양한블록체인서비스가제공될전망 글로벌블록체인기술시장규모는연평균 61.5% 로타기술대비가파르게성장하고블록체인기업에대한투자규모도 110.8% 로매우급격하게늘어남 16개국 4개산업별 200명최고책임자를대상으로한조사결과선구자 (First Mover) 그룹과대중수용자그룹이속하는 60~80% 대상자가 2020년이내에상용화된블록체인서비스가제공될것으로전망 디지털화폐 비트코인 (Bitcoin) 비트코인 (Bitcoin) 은블록체인기술이금융분야에적용된하나의예로 채굴 (mining) 과 작업증명 (proof of work) 이라는합의매커니즘에기반하여새로운거래정보를승인 비트코인은그특성상네트워크참가에제한이없는오픈시스템에기반하며, 각참가자는해당네트워크안에서노드 (node) 로서역할을수행하면서공유된거래원장데이터에접근할수있고승인절차에참여하면서새로운데이터를원장에추가 허가받은제3자가필요한기존의중앙집중화된거래시스템과는달리, 완전분산화된 (fully decentralized) 공유시스템을기반으로익명의네트워크참가자들사이에서도거래가가능 < 표 > 글로벌블록체인기술시장규모전망 ( 左 ), 투자규모전망 ( 右 ) ( 출처 : MarketsandMarkets, Statista( 17 년 ) / Aite Group( 16 년 )

29 특허로본 4 차산업유망기술 블록체인 글로벌특허기술동향 글로벌블록체인특허동향 블록체인분야에서, 2017년 8월까지한국, 미국, 일본, 유럽, 국제공개 ( 등록 ) 된특허들을대상으로앞서제시된표준화항목에따라검색 / 추출된총 365건의특허를대상으로분석을수행함 블록체인기술분야는 2008년부터특허출원활동이시작된것으로조사되었으며, 2014년부터특허출원활동이급격히증가하여 2015년특허출원활동이가장활발한것으로나타남 2016년도에는전년도에비해특허출원활동이다소감소한것으로조사됐으나출원특허에대한미공개특허가존재하는구간인것을감안하면 2016년이후구간에서도특허출원활동이증가할것으로예상됨. 국가별특허출원활동을살펴보면, 미국에서의특허출원활동이매우활발한것으로조사됐으며, 다음으로국제특허, 한국, 유럽및일본순으로특허활동이활발한것으로나타남 국가별특허출원점유율을살펴보면, 미국의특허출원점유율이전체출원의72% 를 차지하는것으로조사되어, 미국이블록체인기술분야주요시장이며기술을주도할것으로예상 국제출원이전체특허출원의 14% 를차지한것은국제특허출원주체들의해외시장선점또는표준화대비등이예상됨 표준화항목에대한연도별특허출원동향을살펴보면, 개인정보보호지침표준화기술에가장많은특허를출원하고있으며, 다음으로클라우드기반블록체인, 블록체인기반의금융시스템에대한보안위협및보안요구사항기술, 블록체인 ID Management 표준기술등순으로특허출원활동이활발한것으로나타남 개인정보보호지침표준화기술에대한특허출원활동이가장활발한것은암호화 (cryptography) 및익명화 (anonymity) 기술에기반하고있는블록체인기술의상용화를위한원천기반기술로인식되어향후블록체인기술에대한원천기술에대한특허권확보를위해특허출원활동이가장활발한것으로분석됨 [ 표 ] 블록체인분야특허출원년도별동향 ( 출처 : TTA, ICT Standardization Strategy Map)

30 특허로본 4 차산업유망기술블록체인글로벌특허기술동향 [ 표 ] 블록체인분야표준화항목에대한연도별출원동향 ( 출처 : TTA, ICT Standardization Strategy Map) 표준화항목의개인정보보호지침, 블록체인 ID Management, 클라우드기반블록체인, 블록체인기반시스템에대한신뢰성평가기준및블록체인기반전자문서유통등순으로미국특허에특허출원활동이집중된것으로조사됨 한국특허의경우, 블록체인기반온라인투표관련기술에대한특허활동이가장미흡한것으로조사되었으며, 개인정보보호지침관련기술에특허출원활동이가장활발한것으로나타남

31 특허로본 4 차산업유망기술 블록체인 주요기업 IP Activity 블록체인특허활동및전략 한국전자정보통신산업진흥회 (KEA) 특허지원센터가공개한 ' 핀테크특허분석최종보고서 ' 와인도특허컨설팅업체 IIPRD가올해초발행한 ' 블록체인특허연구 ' 등에서블록체인주요특허를소개함 KEA 보고서는 블록체인자체기술력 응용서비스활용 효용성 침해입증용이성 회피가능성등에따라주요특허 19건을선정했는데, 이중한국특허가 3건, 미국특허가 16 건임 코인플러그는그리드로직이선정한블록체인 5개주요기업에도뽑혔으며다른주요업체와비교해무형자산, 개인기록, 거래검증특허가강세임 코인플러그가 2014년출원해 2016년등록한패밀리특허 ( 등록번호 ) 는디지털화폐와연동해디지털콘텐츠를 생성 제공 재생하는방법등과관한기술 콘텐츠공급자가디지털화폐를받는데필요한공개키 ( 계좌번호 ) 와콘텐츠소비자의개인키 ( 비밀키 ) 를이용해지불정보를만들고, 관련정보를다른단말기에보내거래진위여부를판별함 미국버라이즌이 2016년등록한 안전한분산정보및암호관리특허 ( 등록번호 ) 는유효하지않은암호를선별하는기술 버라이즌특허는첫번째디지털콘텐츠소비자가다음사용자에게이용권한을넘긴뒤첫번째소비자가더이상해당콘텐츠를사용하지못하도록막을때활용하는기술로사용권한이넘어가면첫번째소비자의암호는더이상유효하지않다는점을블록체인에기록하는것이핵심 [ 도면 ] 코인플러그의블록체인관련패밀리특허 ( 등록번호 )

32 특허로본 4 차산업유망기술블록체인주요기업 IP Activity 이외에애플 4건, LG 마이크로소프트 (MS) 비자등은 3건을확보했으며미국과한국, 중국, 일본기업이많고금융업체와 IT기업이순위권에고루분포함 국가별블록체인특허출원에서한국은세계 3 위 (120건) 로미국이 409건으로가장많음. 이외에 2위중국 (251건) 4위영국 (74건) 5위일본 (41건) 순임 블록체인을구성하는응용기술에서는무형자산과개인기록에주요업체특허가집중되는가운데기술분류에서코인플러그는무형자산 (10건) 과개인기록 (7건) 특허출원이각각 1위를차지함 암호화에필요한공개키 ( 비트코인계좌번호 ) 와개인키 ( 비밀키 ) 기술개발에관심을보인기업체도많음 2013년 (99건) 까지블록체인패밀리특허출원은두자릿수에그쳤지만 2014년 191건으로 2 배가량증가함 2015년에도 184건을기록했으며, 2016년은 136건이지만자국출원후 1년내우선권을주장하면패밀리특허가되는제도특성을고려하면해당수치는앞으로늘어날가능성이높음 [ 표 ] 국가별블록체인패밀리특허현황 ( 자료 : 그리드로직테크놀로지 ) [ 표 ] 연도별블록체인특허출원현황 ( 자료 : 그리드로직테크놀로지 )

33 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) Internet of Things P1805DB10A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 4차산업혁명의핵심기반기술로부상한사물인터넷 (IoT) 은스마트홈을넘어에너지, 도시 안전, 헬스 의료, 자동차 교통, 제조, 축산등다양한산업분야의미래를바꿀것으로전망된다. 또한스마트화 플랫폼화 서비스화를통해제조, 의료, 유통등전산업확산으로우리삶의일대변혁을가져올것으로기대된다. 사물인터넷시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 가상과현실세계를연결하는 사물인터넷 (IoT) 사물인터넷 (Internet of Things) 은모든사 물이인터넷에연결되어정보를공유하는기 술및서비스로인간과사물, 서비스등 3 가 지분산된환경요소에대해인간의명시적 개입없이상호협력적으로지능적관계를형성하는사물공간연결망을의미함 사물은인간, 차량, 교량, 각종전자장비, 문화재, 자연환경을구성하는물리적사물등을포함 이동통신망을이용해사람-사물, 사물-사물을잇는 M2M(Machine to Machine) 개념은인터넷을통해사물은물론현실과가상세계의모든정보와상호작용하는 IoT 개념으로진화 4차산업혁명은 초연결 초지능 초실감 정보통신기술과다양한과학기술융합에기반한차세대산업혁명으로핵심은 O2O(Online 2 Offline) 융합이며, 이러한 O2O 융합의최종결정판이사물인터넷 (IoT) 임 [ 표 ] 인간과사물, 서비스를연결하는 사물인터넷 (IoT)

34 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) 글로벌시장동향 [ 표 ] 전세계 IoT 시장에가장영향력있는상위 10 개기업 ( 자료 : Forbes) 급성장하는세계 IoT 시장 Apple과 Google, Intel 등글로벌 IT기업대부분이자사제품 서비스중심 IoT 생태계형성에주력함 포브스에따르면전세계 IoT 시장에가장영향력있는기업은 Apple로나타났으며그뒤를이어 Google 자회사인 Nest와 Google이 2 3위를차지함으로써 Apple과 Google 두업체가향후 IoT 시장을주도할것으로예상 마키나리서치는세계 IoT 시장이연평균약 26% 씩성장해, 오는 2020년에는 1조달러를상회할전망. 한국시장은같은해 13.7조원까지성장될것으로예측 [ 표 ] 세계 IoT 시장부문별비중 ( 출처 : Machina Research, STRACORP) [ 표 ] 전세계 IoT 시장에가장영향력있는상위 10 개기업 ( 자료 : Forbes)

35 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) 글로벌특허기술동향 글로벌 IoT특허동향 사물인터넷분야의특허출원은 2000년대높은증가률을보였으며, 이후최근까지지속적으로증가 미국특허청이전반적인기간동안선도하고있으며, 미국특허청 > 한국특허청 > 일본특허청 > 유럽특허청순으로특허출원이많음 [ 표 ] 사물인터넷분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 한국은출원 1구간점유율 16.4% 5구간점유율 22.6% 로증가 미국은 1구간에서 5구간까지지속적으로증가하는추세이나일본은점차줄어듬 [ 표 ] 사물인터넷분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 사물인터넷기술분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 사물인터넷분야특허청별출원점유율 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 한국특허청은 2000년특허출원급증이후 2002년까지감소, 2003년이후최근까지지속적으로증가 세계전체적으로는 IoT 산업융합 > IoT 디바이스 > 스마트홈 > IoT 플랫폼 > IoT 보안등순으로기술분야별특허출원이많음 한국은 IoT 산업융합 > IoT 디바이스 > 스마트홈 > IoT 플랫폼 > IoT 보안등순으로기술분야별특허출원이많음

36 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 사물인터넷분야 Apple 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) 자동화모드제어위치기반특허 (Apple) 이동통신단말기가집에서어느정도떨어졌는지거리를측정하고이에따라자동화모드를제어하는위치기반특허 (US 9,071,453) 가대표적 특허도면에묘사된바와같이, 실내자동화시스템은네트워크시스템을통해이동통신단말기의위치를실시간으로파악함 단말기가특정영역 (R1, R2) 에진입하면시스템은상응하는자동화모드에돌입. 이때시스템의사결정구조는특허도면과같음 음성인식디바이스제어특허 (Apple) 사용자의음성을인식해디바이스를제어하는특허 ( 공개번호 US ) 는인공지능과 IoT, 디지털비서기술의총체로웨어러블기기가사용자의음성을인식해명령어로전환, 복수의 IoT 기기에데이터를전송 FIGURE A

37 Appendix 얼굴인식 (Facial Recognition) + 모션인식 (Motion Recognition) -Apple Apple 의얼굴인식 (Facial Recognition) 기술 개발은 2011 년으로거슬러올라간다. 얼굴인 식기술을이용한모바일디바이스의잠금과잠 금해제 (Locking and Unlocking a Mobile Device using Facial Recognition) 라는기술 을 2011 년 3 월 16 일에미국특허청에출원해 (13/049,614), 2012 년 9 월 20 일에공개되 고 ( ), 2015 년 3 월 31 일에특 허 (8,994,499) 를취득했다 < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.1 & 2( , 16 Mar 2017). Image: USPTO 2016 년에 Apple 은이모티언트 (Emotient) 와리 얼페이스 (RealFace) 라는두개기업을인수했는 데, 기존의이얼굴인식기술이향후대단할것으 로판단해청구항을수정한것으로보인다. 지문 인식과함께얼굴인식이차세대대안으로떠오를 수있다는것을간파한것이다. 특히청구항 24 번 을보면하나이상의프로세서가등장하고하나 이상의센서가등장하며하나이상의이미지가 나타나지않을때자동으로잠근다고기술하고 있는데, 이는센서융합알고리즘이다. 얼굴인식 (Facial Recognition) + 출현인식 (Presence Recognition) + 모션인식 (Motion Recognition) + 근접인식 (Proximity Recognition) + 뉴럴네트워크 - Apple Apple은더나아가사람의얼굴인식 + 출현인식 + 모션인식에뉴럴네트워크알고리즘을융합해 Mac이절전모드 (Reduced power mode) 에있을때사용자가출현하면자동으로켜는기술을개발하고있다. 본기술도 2011년으로거슬러올라간다. 2011년 7월 1일에 출현센싱 (Presence Sensing) 이라는특허를가출원하고 (Provisional application, 61/504,026), 2011 년 5 월 12 일에다시가출원하고 (61/485,610), 2011년 8월 26일에이를개량출원하고 (13/219,573), 2017년 2월 28 일에이를개량출원해 (15/445,623), 마침내 2017 년 7월 6일에출원서가공개됐다 ( ) 5). 특히 Apple은카메라와근접센서등센서융합 (Sensor fusion) 알고리즘과감지 ( 검출 ) 로직 (detection logic) 은뉴럴네트워크를사용하는데, 벡터머신 (vector machines) 과알고리즘베이스의확률적기계학습을지원해사람이출현했는지를결정하는데, 컴퓨터와사람의출현거리인한계거리 (Threshold distance) 를정해이한계거리내에서센서들이인식이되면컴퓨터를자동적으로켤수있다고기술하고있다.

38 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 사물인터넷분야삼성전자특허출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 사물인터넷분야 Google 미래제품시나리오 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) 스마트홈서비스를위한기기제어특허 ( 삼성전자 ) 삼성전자가지난 2014년출원한 스마트홈서비스를위한기기들을제어하는방법및장치 한국특허 ( 공개번호 KR ) 는여러기기의양방향소통을구현하는기술

39 특허로본 4 차산업유망기술 사물인터넷 (IoT) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 사물인터넷분야삼성전자미래제품시나리오 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) 미래시나리오 # 혼자사는직장인신기술씨. 예전에는텅빈집만이지친몸을이끌고퇴근한그를맞이했지만 IoT 시대가찾아온후일상이달라졌다. 기술씨가집에가까워지면집안네트워크기기가스마트폰과거리측정을통해그의귀가시간을예상한다 (US 9,071,453). 기술씨가집에돌아올시간에맞춰스마트보일러는난방을, 밥솥은취사를시작한다. 따뜻한온기로집안을채우기위해서다. 현관에다다른기술씨는비밀번호를입력할필요없이홍채인식으로문을연다. 도어락이네트워크를통해오디오에기술씨의도착을알리자마자오디오는음악을재생한다. 통신신호를전달받은스마트디퓨저도따뜻한향을내뿜기시작한다. 기술씨가욕실로들어가자샤워기는밥솥에식사준비신호를보낸다. 샤워를마친신기술씨가식사를위해부엌으로이동하자밥솥은이번에는스마트디퓨저에발향종료신호를보낸다. 구수한밥냄새와인공향이섞이는일은없다. 이처럼디바이스간소통을통해기술씨의동선에맞는모든준비가완료된다 ( 공개번호 KR ). 식사를마친신기술씨가침실에다가가자위치정보를읽은침실조명은은은한빛을뿜어낸다 ( 공개번호 US ).

40 Appendix 기술체계및정의 (1/2) Appendix 기술체계및정의 (1/2) 미래유망아이템 중분류소분류기술정의 웨어러블디바이스 IoT 디바이스 자율제어 / 고신뢰디바이스 초경량 / 저전력디바이스 사물인터넷서비스를제공할수있도록하는카메라, 온도센서등의센서기술과제어모듈등디바이스를제조하기위한기술 초소형 / 초경량 / 저전력센서 IoT 프라이버시보호기술 IoT 보안 크로스레이어보안기술 사물인터넷을통해사물들끼리주고받는정보를안전하게보호할수있도록하는기술 하드웨어기반 IoT 보안기술 사물인터넷 분산구조기반의 IoT 플랫폼기술 IoT 플랫폼 실시간성보장형 IoT 플랫폼기술 사물인터넷디바이스들이서로연동하여서비스를제공할수있도록하는기반플랫폼기술 이종플랫폼의 Federation 기술 스마트융합가전및센서 스마트홈 스마트홈네트워크 스마트홈플랫폼 사물인터넷기술을이용하여가정내의다양한기기들이서로연동되고사용자가직관적인인터페이스를통해기기들을제어할수있도록하는응용기술 인터렉티브 UI/UX 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

41 Appendix 특허 / 기술트렌드 년도별특허출원동향 Appendix 특허 / 기술트렌드 년도별특허출원동향 기술 \ 년도 IoT 디바이스 IoT 보안 IoT 산업융합 IoT 플랫폼 스마트홈 기술 \ 년도 IoT 디바이스 IoT 보안 IoT 산업융합 IoT 플랫폼 스마트홈 A A A A B B B C C C C C C ,188 1,867 1,382 1,360 1,304 1,319 1,455 C C C C C C C D D D E E E E A-1 A-2 A-3 A-4 B-1 B-2 B-3 C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 C-8 C-9 C-10 C-11 C-12 C-13 D-1 D-2 D-3 E-1 E-2 E-3 E 합계 , , , , , , , , ,618 1,570 1,506 1,443 1,574 2,050 2,042 1, , , , , , ,559 1,837 2,028 1,935 1, , , , , , , , 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

42 특허로본 4차산업유망기술스마트카 Smart Car P1805DB003A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 자동차는더이상단순한이동수단이아니다. 현대인들은하루평균 1.5시간이상을자동차에서생활한다. 가정 ( 홈 ) 과사무실 ( 오피스 ) 에이어가장치열한경쟁이벌어질비즈니스공간이바로자동차다. 이에자동차와 IT기술을융합해언제나네트워크에연결된 스마트카 기술이주목받고있다. 차량내 외부와강화된연결성을통해이용자안전성과편의성에기여할것으로전망되기때문이다. 스마트카시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 주목받는스마트카기술 스마트카는주변상황감지용센서를이용한첨단안전기능과차량간 (V2V), 차량- 인프라간 (V2I) 정보를융합해통합안전서비스를제공 따라서 자율주행시스템 HMI (Human Machine Interface) 시스템 센싱 / 사고예방 / 회피시스템 운전보조 / 탑승자지원시스템등다양한요소기술이필요함 자율주행자동차의주요핵심기술은 1 주변환경을인식하는다양한종류의센서 (Sensor), 2 인식한정보를판단하고최적의조건으로제어하는전자제어장치 (ECU, Electronic Control Unit), 3 차량에내장된소프트웨어인임베디드소프트웨 (Embedded Software), 4 전자신호를기계적신호로변환하는액추에이터 (Actuator), 5 차량통신을위한 V2X(Vehicle to Everything) 등크게다섯가지로구분함 [ 표 ] 주목받는스마트카핵심기술 ( 출처 : IPnomics 보고서 )

43 특허로본 4 차산업유망기술스마트카글로벌시장동향 미국자동차기술학회 (SAE) 에따르면, 자율주행자동차는현재 2단계까지도달하였고, 완성차업체와전장부품업체들이차선이탈경보 (LDW), 어댑티브크루즈컨트롤 (ACC) 등은고급차위주로적용하고있으며, 차간거리및차선자동유지등의기술은개발완료단계에도달함 특히, 향후 3년이내에자율주행자동차의 2~3 단계가전세계적으로상용화될가능성이높은것으로전망되는데, 이는사고시책임소재가상대적으로명확하고, 센서, 소프트웨어등의관련기술들이이미상용화되었기때문 2025년경자율주행자동차가급속도로활성화되기시작하고, 2035년경에는완전자율주행의시대가열릴것으로전망하고있음 2018년자율주행차시장규모 2740억달러 ( 약 310조 ) 에달할전망이며특히미국은자율주행시스템연구에만향후 10년간 40억달러 ( 약 5조 ) 투자할계획임 완성차업체는 GM, 볼보, 아우디, 벤츠, 현대차등으로, 거의대부분완성차업체들이 3단계 ( 제한적자율주행 ) 이상개발에도달했으며, 애플, 구글, 바이두등 ICT업체들과보쉬등부품업체도스마트카시장핵심플레이어로꼽힘 [ 표 ] 완성차업체들의스마트카개발목표 벤츠는 1990년대초부터자율주행기술개발을시작한선두주자로 2015년 5월에는세계최초로자율주행상용차운행허가를받았으며, 벤츠기술개발은 상시연결 인텔리전트퓨전 토털센서데이터평가등영역집중적으로이뤄짐 아우디는미국네바다주자율주행차차면허를벤츠에이어세계에서두번째로획득한업체로 2014년이후매년새로운자율주행차모델을공개하고있으며, 기존아우디 A8(D5) 모델에자율주행기능을지원할예정 [ 표 ] 전세계스마트카시장전망 스마트카시장에뛰어든완성차업계 스마트카분야는크게 완성차업체 ICT 업 체 부품업체들이각축을벌임 [ 사진 ] 아우디가 2014 년공개한무인자동차 RS7

44 특허로본 4 차산업유망기술스마트카글로벌특허기술동향 [ 표 ] 스마트카분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 특허인용도분석 특허질을간접평가하는지표인 인용도 (CPP, Cites for Patent) 비교를통해특허우수성이나영향력을분석 특허등록시심사관이인용한심사관정보를분석한결과, 스마트카분야에서는일본피인용도가 4.55로가장높게나왔으며한국피인용도는 1.65로전체국가중에서 4위를기록함 세부기술별로보면, 한국국적의출원인은피해경감분야피인용도가 2.52로가장높았으며, 이분야의선도국대비피인용도는 46.6% 수준 일본국적의출원인이 5개의기술분야를선도하고, 사고예방 / 회피분야에서선도국피인용도가 6.28로가장높게나타남 [ 표 ] 스마트카분야기술별인용도 (CPP) 비교 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 스마트카분야출원인국적별인용도 (CCP) ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

45 특허로본 4 차산업유망기술 스마트카 글로벌특허기술동향 스마트카분야구간별 TOP 10 출원인분석 지난 1995년부터 2016년까지 20개주요업체의특허출원활동을 5년별로구분, 총 6개구간으로구분한결과, 주요자동차및부품제조사들대부분이전구간에걸쳐특허출원을꾸준히지속해옴 특히 TOYOTA, HONDA, HITACHI 의경우전구간에서활발했으며현대자동차와 DENSO 는5개구간에서 TOP10에진입 이밖에 NISSAN, ROBERT BOSCH, 현대모비스, 만도등도지속적인특허출원활동을벌임 KUBOTA, 대우자동차, 기아자동차, MAZDA, 동부대우전자, 삼성전자는 2구간 (1999년) 이후특허출원건수기준으로 TOP10에포함되지못함 이에반해 FORD, AUDI, LG전자등은 5구간 (2011년) 이후로활발한특허출원활동을통해 TOP10 출원인에포함됨 [ 표 ] 스마트카분야구간별 TOP 10 출원인분석 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

46 특허로본 4 차산업유망기술 스마트카 주요기업 IP Activity 구글스마트카특허활동및전략 자율차개발프로젝트를가장먼저시작한구글은지난 2009년부터 운전능력이없는장애인 노인에게도꿈과희망전파 하루교통소요시간감축 등자율차상용화를핵심목표로내세움 구글자율차특허는자동차외관디자인부터센서, 컴퓨팅, 인공지능 (AI), 지도, 사용자인증시스템, 편의서비스등다양함 구글이지난 2009년부터등록한자율주행차관련특허는약 250건으로그중 108건이핵심특허로파악됨 구글은지난 2014년등록한 `자율차용위치기반알림서비스애플리케이션특허 (US )`는 GPS 내비게이션에기반을둔정보서비스를사용자에게안내하는애플리케이션으로인접주유소나식당부터가까이에있는친구정보까지, 상황별로다양한알림을제공 예를들어주행초기온도와연료등에특이사항이없다면자율차는현재위치와시간등기본정보를알려주고패스트푸드점과충전소가가까이있다는위치정보도함께안내함 자율차근처에주요인물이있다면자동차는 친구다섯명이근처패스트푸드점에서식사하고있습니다. 갈까요? 라고물어오고탑승자는 승낙 (Yes) 거절 (No) 친구정보요청 (Who?) 메시지발송 (Messages) 알림거절 (Stop Hints) 중원하는단어로응답함 [ 도면 ] 구글의 ` 자율차용위치기반알림서비스애플리케이션특허 (US )` 구글이등록한 `보행자 2차충격을완화하기위한전방접착식차량 ( 특허번호US )` 특허는보행자가자동차에치였을때멀리튕겨져나가는 2차충격을방지하기위한기술임 자동차앞부분인후드, 범퍼등을접착막으로코팅한다. 이접착코팅은평소작동하지않다가사람과충돌하는 1차충격이발생했을때활성화되고이때사람은부딪친즉시접착코팅에달라붙어튕겨날아가지않음 날아다니는파리를잡는 `끈끈이`와비슷하며, 보행자는브레이크작동때까지차량앞부분에붙들려있기때문에튕겨져나가지않고완만하게떨어질수있음 [ 도면 ] 구글의 ` 보행자 2 차충격을완화하기위한전방접착식차량 ( 특허번호 US )`

47 Google 자율차특허 교통신호 소리센싱과안전거리확보 교통신호상태를기계학습으로추론 구글은 2014년 7월에, 보이지않는교통신호상태를기계학습으로추론 (Inferring state of traffic signal and other aspects of a vehicle's environment based on surrogate data, 8,793,046, 29 Jul 2014) 2) 이라는특허를등록했다. 교차로에서센싱시스템이감지하지못한교통신호를, 다른차량들의신호 ( 브레이크, 깜박이등 ) 나교차로통과상황을감지한센서데이터를이용하고추론시스템 (inference system) 의기계학습을통해교통신호를추론해자율주행방법을기술하고있다. Fig.3A~3B는시나리오 300의상황에서자율모드로주행하고있는자율차 (306) 가커다란트럭 (308) 뒤에서멈춘경우이다. 따라서 302의교통신호가트럭에의해가려보이지않고, 자율차의 310의센싱시스템도교통신호 (302) 를감지할수없는상황이다. 이런경우카메라센서, 레이더센서, 라이다센서가 율차의데이터스토리지에저장할수있고서버또는클라우드에저장된다. 추론시스템은특정시나리오와센서데이터를비교분석해가능한교통신호상태를예측할수있는데, 이경우교통신호가빨간 (red) 불이라고판단하는것이다. 추론시스템에는기계학습의베이지안망 (Bayesian network), 의사결정나무 (Decision Tree), 은닉마르코프모델 (Hidden Markov model, HMM) 등다양한알고리즘 (algorithms) 을사용할수있다. 따라서자율차는이러한추론을바탕으로트럭이다시움직일때까지트럭뒤에멈추고기다리는것이다. 만약트럭의브레이크 (306) 에불이들어오지않은경우, 그리고교통신호의시간간격이상으로멈춘경우, 추론시스템은트럭의브레이크가고장났다고추론해옆의 2차선으로움직이게된다. 트럭의브레이크신호 (308) 를감지하고수많은이미지데이터와데이터포인트를추론시스템에입력한다. 추론시스템은이미지와데이터포인트로부터트럭의브레이크신호등에불이들어왔다는것을판단한다. 그리고멈추었다는것을판단한다. 그리고추론시스템은이들센서데이터들을미리사전에입력된특정시나리오와비교한다. 이렇듯사전에도로에서주행테스트를하면서다양한교통상황에대비하는사전에기획된시나리오를개발해야한다. 이런시나리오가없으면자율주행은불가능한것이다. 왜구글이 2009년부터 2016년 1월 31일까지 385만km를주행테스트를했는지그이유를알수있는대목이다. 이런시나리오들은자 2) Inferring state of traffic signal and other aspects of a vehicle's environment based on surrogate data(8,793,046, 29 Jul 2014 <- 1 Jun 2012, with 25 Claims & 9 Drawing Sheets) =HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum. htm&r=1&f=g&l=50&s1=8,793,046.pn.&os=pn/8,793,046&rs= PN/8,793,046 Fig.3A~3B (8,793,046). Image:USPTO Fig.3C는시나리오 320의상황으로자율모드로주행하는자율차 (322) 앞에트럭 (324) 이주행하고있어북쪽방향으로진입하는교통신호 (326) 가보이지않는경우이다. 따라서자율차의센싱시스템도감지할수없다. 교통신호를추론하기위해서, 센싱시스템의카메라, 레이더, 라이다, 초음파는다른교통상황을스캔해추론시스템에입력한다. 예를들어 328 차량은오른쪽깜박이 (330) 를켜고남쪽방향으로우회전하고있고, 332 차량은서쪽방향으로직진해교차로

48 Google 자율차특허 교통신호 소리센싱과안전거리확보 교차로횡단보도소리신호감지로자율주행 구글은 2014년 4월에 교차로횡단보도의소리신호감지로자율차주행제어 (Control of vehicles based on auditory signals, 8,694,192, 8 Apr 2014) 7) 라는특허를등록했는데, 이는 2014년초와 2013 년에공개한특허출원서와특허 ( & 8,571,743) 8) 를개량하고업데이트시킨것이다. Fig.4A는교차로 (400) 의횡단보도의소리신호상황이다. 교차로신호등 (402A/B) 이있고, 자율차 (404) 가진입하고있으며, 소리횡단신호 (audible crosswalk signals, 406A~C) 가있고, 횡단보도 (410A~B) 가있으며, 보행자 (408) 가있다. (404) 가교차로에진입하고있는상황이다. 자율차의경로는우회전하는것이다. 그런데자율차의어떤센서시스템도보행자를감지할수없다. 왜냐하면거리뿐만아니라교통신호대 (402B) 가보행자를가려카메라의시야각에서보이지않기때문이다. 자율차는즉시오디오센서 (audio sensor) 를가동해 406B의소리신호를감지하고보행자가횡단보도를건널가능성 (likelihood) 을판단한다. 그러면주행전략이바뀌는데조심스럽게천천히주행하고보행자가횡단보도에서사라질때까지충분한시간을주는것이다. Fig.4A (8,694,192). Image:USPTO Fig.4B (8,694,192). Image:USPTO Fig.4B 는 408 의보행자가횡단보도 (410B) 를건너 고있고, 402B 의교통신호가그린색이라자율차 7) Control of vehicles based on auditory signals(8,694,192, 8 Apr 2014 <- 26 Sep 2013;PPD: , with 20 Claims & 7 Drawing Sheets) =HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum. htm&r=1&f=g&l=50&s1=8,694,192.pn.&os=pn/8,694,192&rs= PN/8,694,192 8) Control of Vehicles based on Auditory Signals( , 30 Jan 2014 <- 26 Sep 2013) HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r=1 &f=g&l=50&co1=and&d=pg01&s1= Control of vehicles based on auditory signals(8,571,743, 29 Oct 2013 <- 9 Apr 2012) =HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum. htm&r=1&f=g&l=50&s1=8,571,743.pn.&os=pn/8,571,743&rs= PN/8,571,743 Fig.4C (8,694,192). Image:USPTO Fig.4C는교차로를통과하려는자율차가교차로에진입했는데, 교통신호 (402B) 가나무 (412) 에가려져감지할수없는상황이다. 이런경우자율차는오디오센서를가동해 406C의소리신호를감지해, 소리신호가없으면그린색으로판단하고교차로를통과하는것이다. 소리신호가있으면천천히진입하고보행자가있는지를감지한다.

49 특허로본 4 차산업유망기술 스마트카 주요기업 IP Activity 구글은도로감지나차량제어, 날씨감지등자율주행기술뿐만아니라최근에는 `보행자보호특허`까지확보하며영역을확장 실제로구글이확보한 `목적지제한용차량시스템` 특허 (US ) 는주행자에따라경로변경을엄격히제한해때에따라특정운전자의수동주행을금지, 핸들을뺏어버림 애플도아이폰으로차량을제어하는무선통신특허 (US ) 를등록. 무선암호화데이터인증을이용해휴대폰으로 운전시간및속도제한 엔진작동 자동주차등이가능함 [ 도면 ] 구글의 ` 목적지제한용차량시스템 ` 특허 (US ) 구글 `햇빛감지시스템` 특허 (US ) 는태양의이글거림으로인한반사신호를분석해날씨에맞게주행모드를변경함 [ 도면 ] 구글의 `햇빛감지시스템` 특허 (US ) [ 도면 ] 애플의차량을제어하는무선통신특허 (US ) 자율주행카트에서비행기까지 월마트가출원한자율주행쇼핑카트특허 ( 공개번호 US ) 는가게안어느곳이든원하는곳으로고객을데려다주는데버튼을눌러택시를부르고원하는장소까지타고가는것과비슷함. 중앙컴퓨터가통제하는모터달린이동기구를카트밑에달면일반카트도자율주행쇼핑카트로쓸수있음 이기구는자유롭게움직이고, 카트와분리해이동할수도있으며, 고객이원하는위치로카트를이동시키고나면일반카트처럼사용할수있도록떨어져나옴. 자율주행카트가필요한고객은스마트폰이나상점이제공하는모바일

50 특허로본 4 차산업유망기술 스마트카 주요기업 IP Activity 장치를누르기만하면중앙컴퓨터가무선신호를통해고객위치를파악하고카트를고객쪽으로이동시킴 카트를도킹스테이션에모으기위해굳이동전을사용할필요도없으며, 사용자가아무데나두고가버린빈쇼핑카트를모으는일도이동기구가처리하기때문 애플도아이폰으로차량을제어하는무선통신특허 (US ) 를등록 무선암호화데이터인증을이용해휴대폰으로 운전시간및속도제한 엔진작동 자동주차등이가능함 [ 도면 ] 보잉이출원한태양광무인비행기특허 [ 도면 ] 월마트가출원한자율주행쇼핑카트특허 ( 공개번호 US ) 전통적인항공기제조사인보잉은최근태양광 무인비행기관련특허를대거출원했으며에어 버스역시 2016 년독일베를린에서열린국제 항공우주박람회인 `ILA 베를린에어쇼 ` 에서미 니무인비행기를공개함 태양전원비행기 (Solar Powered Airplane) 로 명명된보잉특허는몸체가태양전기패널로덮 여있고, 양끝에작은날개가달린형태 보잉의무인비행기에대한관심은전사적차원 으로실제제임스맥너니보잉 CEO 는 " 하늘에 는신호나표지판이없는만큼, 자동차보다비행 기를무인화하는것이훨씬쉽다 " 며 " 가까운미 래에파일럿이없는여객기를볼수있을것 " 이 라고강조 에어버스는 ILA 베를린에어쇼에서길이약 4m, 무게 20kg의 `토르`(Thor) 란이름의무인항공기를선보였는데 2개의전기모터와송수신장치 (radio control system) 를제외하고는모두 3D프린터로제작돼관심을받음 에어버스는무인비행기제퍼 (Zephyr) 시험비행에성공하는등무인비행기상용화에속도를내고있음 [ 사진 ] 에어버스가선보인무인비행기 ` 토르

51 특허로본 4 차산업유망기술 스마트카 주요기업 IP Activity 여기에페이스북과구글등글로벌 IT기업은장시간비행이가능한무인항공기개발을수년째진행함 페이스북은무인항공기로인터넷서비스를하는 `아퀼라`(Aquila) 계획을발표 구글도태양광드론으로인터넷보급망을넓히는프로젝트 `타이탄`(Titan) 을공개한데이어소형개인용비행체개발을위해스타트업 `지에어로`(Zee.Aero) 와 `키 티호크 (Kitty Hawk)`에적극적인투자를진행함 스마트카에는약 100가지정도의기술이적용되는데운전자에게수많은정보들을주행중안전하게제공하기위해선HUD (Head- Up Display) 기술의필요성과중요성은높아짐 HUD 분야에서주요특허출원인으로 DENSO, HONDA, 현대자동차, TOYOTA MOTOR, GM 순 [ 표 ] HUD 분야 DENSO 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 )

52 Appendix 기술체계및정의 ( 스마트카 ) Appendix 기술체계및정의 ( 스마트카 ) 자율주행 운전자가핸들과가속페달, 브레이크등을조작하지않아도스스로목적지까지찾아가는자동차기술 전기전자아키텍처 센서와엑츄에이터등을포함하는전장아키텍처및자동차내부네트워크 (IVN) 기술 운전보조 운전자에게안전운전에도움이되는정보를제공하거나운전자가자동차를직접제어하는데도움을주는기술 탑승자지원 외부통신망과의연계를통해차량내운전자및동승자의만족감을극대화하기위하여다양한서비스를제공하는기술 피해경감 자동차의사고발생이후탑승자와보행자의피해를경감시키는시스템및에어백전개자동감지후사고위치를자동으로응급센터에알려신속하게구조하는시스템 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

53 Appendix 기술체계및정의 ( 스마트카 ) Appendix 기술체계및정의 ( 스마트카 ) 분류 특허건수 한국미국일본유럽합계 HMI 593 1, ,380 무선통신 ,285 사고예방 / 회피 772 1,606 1, ,096 센싱 591 2,497 2, ,948 액츄에이터 723 1,742 1, ,276 스마트카 운전보조 , ,151 자율주행 ,382 전기전자아키텍처 탑승자지원 ,849 피해경감 , ,059 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

54 미국자율주행차, 어디까지왔나? Testing of Autonomous Vehicles P1806GU04A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 똑똑한자동차가스스로주행하는자율주행차는오는 2030년이면상용화될것으로예측된다. 실제로구글, 애플, 우버등주요기업들이미국캘리포니아에서허가를받고자율차도로주행테스트를실시하고있다. 특히구글은지난2009년부터 운전능력이없는장애인 노인에게도꿈과희망전파 등자율차상용화를핵심목표로내세웠다.2014년부터타이탄 (Titan) 프로젝트등으로두꺼운비밀의베일에쌓여있던애플도최근도로주행테스트에나섰다. 차세대자율자동차시장을놓고벌이는주요미국기업들의기술경쟁상황을분석해본다. 저자 : 차원용아스팩미래기술경영연구소장 미국자율모드해제보고서 캘리포니아자동차국에제출한자율모 드해제보고서 2017년 5월, 미국캘리포니아주의자동자국 (DMV) 에서자율주행테스트를허가받은기업들은구글-웨이모 (Waymo), 테슬라 (Tesla), 포드 (Ford), BMW 등총 30개기업들인데, 애플 (Apple) 은같은해 4월에허가를받아 30번째명단에올라와있다 ) 1). 이들허가받은기업들은매년 12월 1일에서그다음해 11월 30일까지테스트한결과를그다음해 1월 1일까지자동차국에보고해야하는마감시간에 1) DMV.CA.GOV - Testing of Autonomous Vehicles( 허가받은기업들 ) 2) autonomous/testing

55 미국자율주행차, 어디까지왔나 맞추어왔다. 2016년에는 Google 등총 11개기업들이제출한 ' 자율주행운행중자율모드해제보고서 (Self-Driving Car Testing Report on Disengagements of Autonomous Mode)' 를자동차국이받아이를 2017년 2월 1 일에공개했다 2). 이중혼다 (Honda) 는일반공공도로가아닌폐쇄회로 (Closed circuit) 에서도로주행테스트를해서데이터가아예없고, 폭스바겐 (VW) 은 2015년도에는도로주행테스트를했으나 2016년에는아예수행하지않아데이터가없으며, 구글-웨이모는 2015년도의 32페이지보고서에이어 2016년도에도 34페이지의상세수정보고서를제출해, 보고서를제출한 9 개기업들중웨이모의보고서와데이터가최고수준이다. 이들이제출한보고서를분석해보고, 아울러캘리포니아에서도로주행테스트허가를받지는않았지만, 우버 (Uber) 가다른주에서그간도로주행테스트한 2016년 ~2017년의주행데이터를비교분석해본다구글-웨이모보고서요약 (2015~2016년) 웨이모는자율주행모드해제보고서에서 2015 년자율모드주행이 424,331마일 (68만km, 80%) 에서 2016년에는 635,868마일 (103만 km, 83%) 로신뢰도를높였고, 자율주행모드해제건수도 2015년의 341건에서 2016년에는 124건으로 64% 로낮추었다. 2015년도에는 341건의해제건수중, 운전자가오감으로사전에판단해무단횡단하는자나깜박이도켜지않고차선변경을하는인간운전자차를발견할때, 운전자가스스로운전대를잡아매뉴얼모드로주행하는 운전자가해제 건수가 69건, 자율차가스스로판단해운전자에게운전대를잡으라 고하는 자율차가해제 건수가 272건으로자세히분리해보고했으나, 2016년에는총해제건수 (124건) 로만보고했다. 하지만 운전자가해제 와 자율차가해제 한건수를 1000마일당해제건수로도표로제시했으며, 전체해제건수도 1000마일당해제건수로보고했는데, 2015년도의 0.8건에서 2016년에는 0.2건으로낮추어 75% 를줄였다. 보고연도 2015 주행거리 (M) 자율모드해제건수 1000 마일당해제건수 총 주행거리 매뉴얼모드주행거리 자율모드주행거리 524,003 99, ,331 총 100% 20% 80% 해제건수 운전자가해제 자율차가해제 보고연도 2016 주행거리 (M) 자율모드해제건수 1000 마일당해제건수 총 주행거리 매뉴얼모드주행거리 자율모드주행거리 769, , , % 17% 83% 124 (64% Down) 0.2 (75% Down) [ 표 ] 웨이모의 2015 년도와 2016 년자율주행주요지표 2) DMV.CA.GOV - Autonomous Vehicle Disengagement Reports ) autonomous/disengagement_report_2016

56 미국자율주행차, 어디까지왔나 Volvo XC90 차량은옆차량과부닥친후도로위에서옆으로넘어졌다 9). 우버는아리조나의사고로피츠버그와아리조나에서실시하던자율주행서비스를전면중단한다고밝혔다 10). 피닉스에서도로주행을어떻게해왔는지는그간비밀에쌓여경쟁사들의지대한관심을끌어왔다. 우버의기술수준이어느정도인가가관건이었다. 리코드 (Recode) 는우버의셀프-드라이빙그룹내부에서회람되던내부문건을입수해 2017년 3월공개했는데 13), 이는처음 < 그림 > 충돌사고로넘어진우버의 Volvo XC90. Credit: Fresco News/ Mark Beach via Business Insider(25 Mar 2017). 그리고 2017 년 3 월 27 일부터우버는아리조 나에서의차량충돌사고로서비스를일시중단 했던자율주행을재개했다. 경찰은이날조사 결과발표를통해 " 이사고는옆차량이우버자 율차에차선을양보하지않은상황에서발생한 것으로우버차량은책임이없다 " 면서 " 부상자 도없었다 " 고말했다. 경찰발표직후우버는시 범서비스를재개했다. 사고를유발한옆차량 은교통법규위반으로기소됐다 11). 우버의자율모드해제, 웨이모의 1/5,000 기술수준 알파벳의웨이모 (Waymo) 가우버를상대로기 술사용금지소송을제기한가운데 12), 우버의 중요한도로주행테스트데이터들이공개됐다. 캘리포니아에서일부러면허를취득하지않은우버가그간의피츠버그-샌프란시스코-템피 / 9) Business Insider - A self-driving Uber got into an accident in Arizona and flipped onto its side(25 Mar 2017). 10) 10) NYT - Uber Suspends Tests of Self-Driving Vehicles After Arizona Crash(25 Mar 2017) 11) /uber-suspends-tests-of-self-driving-vehiclesafter-arizona-crash.html 11) Business Insider - Uber is officially resuming all of its self-driving car tests after a big accident over the weekend(27 Mar 2017) 12) self-driving-car-tests-pittsburgh-arizona-crash ) The Gurdian - Uber accused of 'calculated theft' of Google's self-driving car technology(24 Feb 2017) 13) feb/23/alphabet-sues-uber-self-driving-carstechnology-waymo-otto 14) The Gurdian - Google's self-driving car group tries to block Uber from using allegedly stolen tech(10 Mar 2017) 15) mar/10/uber-google-self-driving-cartechnology-waymo-lawsuit 13) Recode - Uber s autonomous cars drove 20,354 miles and had to be taken over at every mile, according to documents(16 Mar 2017) 14) uber-travis-kalanick-self-driving-internalmetrics-slow-progress

57 미국자율주행차, 어디까지왔나 < 표 > 우버와웨이모등자율주행수준의비교 (I) < 표 > 우버와웨이모등자율주행수준의비교 (II) 우버의 운전자가해제건수당자율모드주행거리 ( 마일 ) 우버의 간섭당마일 ( 자율모드해제건수당마일 ) 에는캘리포니아의규정대로, 웨이모가보고한바와같이운전자가오감으로사전에판단해무단횡단하는자나깜박이도켜지않고차선변경을하는인간운전자차를발견할때운전자가스스로운전대를잡아매뉴얼모드로주 행하는 운전자가해제 하는데이터가포함되지않았다는것이다. 따라서이데이터가포함되면우버의 간섭당마일 ( 자율모드해제건수당마일 ) 은더형편없을것이라는점이다. 아무튼 운전자가해제 는사망이나충돌을예방할수있는중요한점으로, 아무리인공지능시스템이발전한다해도인간의불규칙한행동을예측할수없기때문에필요하다. 웨이모의

58 미국자율주행차, 어디까지왔나 2015 년자율모드해제보고서에는 11 건의사 고가났는데전부인간차가잘못한경우였다. 우버는이것을별도지표로관리하고있는데, 이를 중요한간섭 (Critical interventions) 이 라규정하고있다. 우버는만약운전자가미리 운전대를잡지않아보행자를쳤다든지 5000 달러이상의대물사고가나는경우를 중요한 간섭 으로규정하고, 운전자가시스템의경고 와는무관하게운전대를잡도록하고있다. 다행히우버의데이터를보면 중요한간섭 은최근에많이향상됐다. 2017년 3월데이터를보면평균대략 200마일 (322km) 당운전자가사전에개입한것으로나타났다. 2017년 1월초에는 125마일이었고, 2월초에는 50마일로떨어졌었고, 3월초에도 120마일아래로떨어졌었다. 아마도아리조나주와같은새로운장소에서주행하려면도로이정표나사물들을사전에매핑하고그다음실시간센서들이감지한데이터와일치해야자율모드로주행하기때문에, 시간이걸리고시스템들은아직도학습하는중이라고판단된다. 인간들도새로운장소에가면마찬가지이다. < 표 > 우버의운전자가해제건수당자율모드주행거리 ( 마일 )= 중요한간섭당마일 Credit: Recode(16 Mar 2017) 우버의승차감을반영한 나쁜경험 (Bad Experiences) 당자율모드주행거리 ( 마일 ) 우버는급감속 (hard decelerations or hard braking) 이나갑작스런차량흔들림 (abrupt car jerks or jerky motions) 등손상 (damage) 보다는승객에게불쾌감 (discomfort) 을주는 나쁜경험당자율모드주행거리 ( 마일 ) 지표를개발해사용하고있다. < 표 > 우버의나쁜경험당자율모드주행거리 ( 마일 ) Credit: Recode(16 Mar 2017) 이는좋은지표로보이지만, 관련 < 표 > 를보면 2017년 1월 18일부터 3월 8일까지, 4.5마일 (7.2km) 에서 2마일 (3.2km) 로떨어져승객들은 2마일마다불쾌감을나타낸것으로들어났다. 다시말하면 2마일까지는조용히갔지만 2 마일을넘으면문제를일으켰다는뜻이다. 이것은자율차의안전문제는아니지만승객들이느끼는지표로아주중요한것인데, 아직은개선해야할사항이다. 우버택시는승객을얼마나실어날랐을까? 대충입수한데이터를보면, 2016년 3월 8일주에피츠버그에서 930명, 아리조나피닉스 (Phoenix) 에서 150명을실어날랐다. 피츠버그에서는 2월중순부터주당 800명정도를그리고 UberX 여행은그이상을실어날랐다.

59 미국자율주행차, 어디까지왔나 < 그림 > 캘리포니아주자동차국에제출한파일에등장하는허가를받은 3 대의 2015 년형렉서스 RX450h. Credit: Apple via California DMV. (Situational) 가있다. 기본운행에는 30mph 의저속주행 (Low Speed Driving) 과 65mph 의고속주행 (High Speed Driving) 이있다. 매뉴얼모드의간섭에는타이트 U-턴 (Tight U- Turn), 급핸들링 (Sudden Steering Input), 급가속 (Sudden Acceleration), 급감속 (Sudden Braking) 이있다. 조건부에는턴신호와실제의모순 (Conflicting Turn Signal and Action) 이일어날경우매뉴얼모드로전환해차선을변경한다. 다음은애플의폐쇄회로트랙에서 30mph의저속주행훈련으로, 매뉴얼입력행동요령에는 (1) 안전운전자는자율모드주행모드인 DBW(Drive-by-Wire) 없이가속할수있어야한다, (2) 브레이크를밟거나혹은운전대를잡으면 DBW가해제되고, 안전운전자는개발플랫폼의매뉴얼모드로전코스를완수한다. 교육목표로는안전운전자는 30mph를유지하면서코스내에개발플랫폼이유지되는지확인한다. 조건으로는트랙길이는 0.25마일 (400 미터 ) 이고, 개발플랫폼상태는 DBW 콘트롤러를이용한주행이다. < 그림 > 캘리포니아주자동차국에제출한파일에등장하는자율시스템교육과정과자율차내부. 로지텍 (Logitech) 스티어링휠과와이어로연결된페달. Credit: Apple via California DMV. 다음은 7가지테스트로, 유형에는기본운행 (Basic Maneuver) 과간섭하고운전대를잡는매뉴얼모드 (Intervention), 조건부

60 Appendix 애플 3D UI/UX 의 AR/VR for Car/EV/AV 자동차환경에따라스스로구성하는자율최적화 (AUTOMATIC CONFIGURATION OF SELF- CONFIGURABLE ENVIRONMENTS) - 순수 Apple의기술로 Apple은운전자에게본인자동차나렌터카의좌석, 거울, 기후관리, 라디오를환경에따라운전자에게최적화해구성해주는시스템기술에도전하고있는데, 2012년 1월 30일에출원하고 (13/361,277), 2013 년 8월 1일에출원서가공개됐다 Fig.1은승객이나운전자가응시와제스처로자율차의경로를변경하는 (trajectory changes) 운행상의시스템환경 100을설명하는그림이다. ( ) 16) Fig.2와 Fig.3는사용자의키, 다리의길이, 눈의위치에따라좌석이앞뒤로움직이고거울의각도가자동으로조절되는것을설명하는그림 이다. < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.1( , 22 Mar 2018). Image: USPTO < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.2 & 3( , 1 Aug 2013). Image: USPTO 자율차를응시와제스처로제어하기 (GESTURE BASED CONTROL OF AUTONOMOUS VEHICLES) 순수 Apple 의기술로 2016 년 9 월 21 일에가 출원하고 (62/397,805), 2017 년 9 월 19 일 에정식으로출원하고 (15/709,389), 2018 년 3 월 22 일에출원서가공개됐다 ( ) 17) 16) Apple - AUTOMATIC CONFIGURATION OF SELF- CONFIGURABLE ENVIRONMENTS( , 1 Aug 2013 <- 30 Jan 2012 with 14 Claims & 7 Drawing Sheets) 17) Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p =1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html &r=1&f=g&l=50&s1=% %22.p GNR.&OS=DN/ &RS=DN/ ) Apple - GESTURE BASED CONTROL OF AUTONOMOUS VEHICLES( , 22 Mar 2018 <- 19 Sep 2017 with 20 Claims & 11 Drawing Sheets) 18) Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p =1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html &r=1&f=g&l=50&s1=% %22.p GNR.&OS=DN/ &RS=DN/

61 Appendix Fig.3A는사전에생성된클라우드의 3D mesh map을자율차의센서들이리얼타임으로센싱한데이터에겹쳐 ( 합쳐, 증강시켜 ) 버추얼콘텐츠를생성하는그림이다. 32는라이다 (LiDar) 가실시간으로센싱한 2D~3D 데이터 ( 하얀포인트클라우드, white point cloud) 이고, 34는클라우드의 3D 데이터인 3D tiles인데빌딩, 사물등이오버래핑되어있다. 32의라이더센서데이터는자율차의전방. 측방, 후방사물들의 깊이, 방향, 고도, 조명등이포함되어지는데, 그림에서는전방의사물들이다. 보통라이다는전방 200~300미터의사물들을 2D~3D로스캔할수있지만, 자율차의속도방향및날씨조건에따라 36A와 36B처럼음영지역, 즉스캔이안된 ( 폐쇄된, 막힌, occlusion) 곳도있어제한적이다. 따라서음영지역을 3D 데이터 (mesh map) 를겹쳐서투영함으로써운전자가볼수있도록한다. < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.3A( , 29 Mar 2018). Image: USPTO < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.3B( , 29 Mar 2018). Image: USPTO

62 Appendix Fig.3B는콘트롤러에서 3D mesh map 데이터를로컬데이터인센서데이터에증강시키는작업을하는그림이다. 보이는경로 (Visible route) 는라이다센서데이터이고, 안보이는경로와먼거리경로는 3D mesh map 데이터이다. Fig.3C는이런과정을거처생성된버추얼콘텐츠 ( 가상이미지 ) 로, 보이는경로는 Route 12 라는버추얼콘텐츠, 안보이는경로의산은 Mount Jones 라는가상이미지, 먼거리경로는 Mount Smith 라는가상이미지를유리창에보여주고, 동시에각각의경로에다다르는 시간, 경로를지나가는 시간, 경로의 방향, 경로의 속도 등의가상이미지나텍스트를투영해 AR 환경을만들어운전자에게보여준다. < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.3A( , 29 Mar 2018). Image: USPTO < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.3B( , 29 Mar 2018). Image: USPTO

63 특허로본 4 차산업유망기술 푸드테크 스마트팜 Food Tech P1805DB008A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 푸드테크는농산물생산, 식품공급, 제조및관리, 식품및식당관련검색, 주문및배달, 소비, 소프트웨어및하드웨어등농업및식품산업과관련된모든분야를포괄한다. 특히과학적요리법의재조명, 식품의안전도검사를위한기기개발, 식생활의효율및편의성향상을위한주방기기의스마트화와로봇쉐프까지등장하면서식생활에변화를주도하고있다. 인구증가및식량문제해결과함께향후유망산업으로인식되고있는푸드테크분야특허를분석해본다. < 편집자 > 주목받는푸드테크기술 푸드테크 (Food Tech ) 는식품 (Food) 산업과기술 (Technology) 이접목된새로운산업으로식품의생산, 보관, 유통, 판매등관련분야의기술적발전을의미 농산물생산, 식품공급, 제조및관리, 식품 / 식당검색, 주문및배달, 소비, 소프트웨어 / 하드웨어등농업및식품산업과관련된모든분야를포괄 음식의주문 / 배달 / 검색 / 추천등과관련된서비스의기술적발전외에바이오에너지 (bioenergy), 생체재료 (biomaterial), 기능성식품 (alicament), 대체식품개발등도포함 식생활과관련하여농업과정보통신기술을접목한지능화된농장을의미하는스마트팜 (Smart Farm), IOT와주방이접목된스마트키친 (Smart Kitchen) 등이포함됨 [ 표 ] 푸드테크카테고리 ( 출처 : KB 지식비타민, 푸드테크진화와발전 )

64 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 글로벌시장동향 [ 표 ] 푸드테크세부분야 ( 출처 : KB지식비타민, 푸드테크진화와발전 ) 벤처캐피탈에의한전세계스타트업투자규모는전년대비 2014년 78%, 2015년44% 증가했으며, 그중푸드테크스타트 업에대한투자는각각 166%, 92% 로더욱크게증가 특히안전한식재료를통한건강유지, 가축배설물등환경오염과양육에따른비용증가, 식량부족등의문제를해결하기위해대체식품에대한관심과개발증가 식용곤충 (edible insects) 은 1,900여종으로추정되며곤충의영양적가치와함께양식비용과탄소배출감소등의이유로대안식량으로대두 최근 3~4년사이미국에서는 25개이상의식용곤충관련스타트업이생겨났으며 Exo, Chapul, Six Foods 등의 cricket powder ( 귀뚜라미파우더 ) 판매량은 2014년 1만파운드에서 2015년 2.5 만파운드로증가 [ 표 ] 나라별식용곤충분포 ( 출처 : FAO, 유엔식량농업기구 )

65 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 핵심기술트렌드 국내에서도주목받는빌딩양식기술 최근각광받고있는빌딩양식기술은육상에서친환경방식으로수산물을대량생산할수있음 기존수산양식방법의단점을보완하는동시에단위면적당생산성까지높아미래수산먹거리로주목받음 기존양식방법은초기비용이작은점에서유리하지만, 해양오염사고및적조등의영향을받는점, 항생제사용이불가피한점, 사료와배설물로인한해양수질오염등의단점이있지만, 빌딩양식은이러한단점을극복하면서단위면적당생산성까지향상시킨차세대양식방법 한국특허청에따르면, 빌딩양식특허출원은 2009 년11건에서2013년54건으로약 5배늘어남 순환여과식및저수유수식시스템을동시에채용한특허기술로는 다단식수로형순환여과식사육장치 가있으며, 이기술은사육수를중단없이공급, 재순환시켜항생제를사용하지않고도넙치를대량으로생산할수있음 최근에는순환여과식기술의대안으로별도의여과조가필요없는바이오플락 (Biofloc) 기술이주목받고있음. 사료찌꺼기와물고기배설물이분해될때생성되는암모니아는물고기폐사의원인으로바이오플락기술에서는유용미생물이암모니아를섭취해단백질을생성하고, 이렇게증식된미생물덩어리 ( 바이오플락 ) 를수산물의먹이로재활용할수있어바이오플락특허출원은 2012년 1건에서 2013년 13건으로급증 [ 표 ] 국내빌딩양식특허출원현황 ( 자료 : 특허청 ) 최근 5년간빌딩양식에대한출원을기술분야별로구분해보면수질관리관련출원이 50% 로가장많은데, 이는사육수교환주기를연장하고어류의면역력을강화하는등기존양식방법의단점을극복하는데있어수질관리기술이가장중요하기때문 그외에사료공급및관리등자동화시스템관련출원이 26%, 수조등구조물관련출원이 24% 로뒤를이음 빌딩양식수질관리대표기술로는사육수를여과해재사용하는순환여과식시스템 (Recirculating Aquaculture System: RAS), 다층수조에서사육수를낮은수심으로끊임없이공급하는저수유수식시스템 (Shallow Raceway System: SRS) 이있음 [ 사진 ] 국립수산과학원에서개발한빌딩양식장 ( 자료 : 특허청 )

66 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 글로벌특허기술동향 글로벌푸드테크특허동향 기능성식품은식품의 3가지기능인영양기능, 감각기능, 생체조정기능을강화한식품을의미 기능성식품관련특허는비만, 미용, 동물 ( 애완 ) 분야가거의대부분으로. 출원상황은 2005년부터지속적인감소경향을보이고있고, 2014년까지약 80% 로대폭줄어듬 일부식품의원산지표시가있으면특허를취득하지않아도기업의책임하에서제조판매할수있게된것이출원감소의요인으로분석됨 앞으로도특허출원이대폭증가하지는않고, 일정수의출원이지속될것으로전망 식물공장에관한특허는앞으로도많은다른업종이나개인으로부터의출원이계속될것으로예측되는가운데기존기술개량에관한특허가많아질전망 완전인공광형식물공장에대해서는많은과제를해결하기위한기술이필요하고, 관련특허도증가할전망 특히식물성장, 미각, 영양성분, 당도등을개량하기위한광, 배양지, 영양액등제어관련배양기술이열쇠가될것이며, 10년후에는이에관련된특허출원이늘어날전망 [ 표 ] 푸드테크연도별특허출원현황 ( 출처 : 이모티, 특허미래 )

67 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 글로벌특허기술동향 유전자가위특허동향 유전자가위는유전물질인 DNA에서표적유전자를찾아자르는인공 DNA 절단기술로문제있는표적 DNA를잘라내면세포내의자연수선과정을통해절단된유전자의기능이복구되므로, 인간을비롯한동식물의유전자교정에사용됨 인간세포와동식물세포의유전자를마음대로교정또는편집하는데 (Editing) 사용될수있어암과 AIDS 등뿐만아니라더나아가희귀난치병치료나작물 가축개량 미래식량 (Clean meat) 분야에서유전자가위혁명이빠르게확산됨 기존유전자변형작물 (GMO) 은다른생물의유전자가농작물의 DNA에끼어들어가생태계혼란에대한우려가컸지만, 크리스퍼유전자가위는다른생물에서유래한유전자의흔적을남기지않고제작할수있어 GMO 규제로부터자유로운품종개발이가능함 유전자가위기술을이용해유전자교정에성공한농작물로는스트레스에강한벼, 불포화지방산함량이높은대두등이있음 근육강화돼지, 광우병내성소등축산물의형질개량으로부가가치를높일수있고, 사람- 동물간장기이식의장애물로작용하던돼지장기의해로운 DNA 를제거함으로써인간화장기생산에적합한돼지를제작할수있음 세계 1위종자회사인몬산토 (2016년글로벌매출 150억달러기업 ) 가브로드연구소와한국의툴젠사로부터유전자가위기술을이전받아신품종을개발하고있음 크리스퍼유전자가위는활용분야가다양한만큼이를둘러싼특허분쟁도전세계적으로치열함 미국의브로드연구소, 버클리대, 오스트리아빈대학, 한국의바이오기업툴젠등이크리스퍼- Cas9 관련특허를놓고분쟁중임 크리스퍼-Cas9의원천기술은버클리대다우드나그룹이개발했으나, 크리스퍼-Cas9이세균을넘어동식물세포에서작동하는것을밝힌발명에대한특허권의향방이불분명함 [ 도면 ] 서울대김진수교수팀의유전자가위관련특허 ( 출원번호 : , )

68 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 주요기업 IP Activity 푸드테크분야글로벌특허출원동향 유산균음료 미네럴워터등을제조 판매하는칼피스는바칠루스 헬베티가스를포함하는균체를이용해안전성에우수하고, 연발성근육병의발생을완화, 예방하는근육병억제용기능성식품특허 ( 출원번호 : 특원 ) 를출원 [ 도면 ] 가네카의피로개선제특허 ( 출원번호 : 특원 ) [ 도면 ] 칼피스의근육병억제용기능성식품특허 ( 출원번호 : 특원 ) 가네카가출원한피로개선제특허 ( 출원번호 : 특 원 ) 는중고생의체력및건강유 지를목적으로장기적인복용에도견딜수있는 높은안전성을갖고, 피로방지및회복을빠르 게하는효과가높은피로회복제기술임 유전자가위관련특허는미국제니퍼다우드나교수와엠마뉴엘카펜디어교수가 5명의동료발명가들과함께, 논문에서 (Jinek et al., Science, Printed: 17 Aug 2012) 획득한기술을바탕으로 RNA-가이드를이용한표적 DNA 변형과전사의변조를위한방법과구성 이라는특허 ( 출원번호 : Provisional Application Number, ) 를최초출원함

69 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 미래시장로드맵 미래예상제품 서비스로드맵 푸드테크는인구증가에따른식량문제를해결함과동시에향후유망한사업으로인식되면서그가치가더욱증가하고있으며푸드테크전분야에걸쳐투자가다양화되고있는추세 구글벤처스는농업스타트업 Farmers Business Network 에 1.5 천만달러투자했으며, Farmers Business Network는농산물수확, 재배방법, 날씨변화등의관련데이터를다른농장의데이터와비교, 평가하고분석해제공 농산물및음식의생산, 유통등뿐만아니라음식물쓰레기에대한관심도증가해남은음식을유 무료로나눠소비하는 pareup, Zero Percent, 음식물쓰레기를연료로바꾸는 WiSErg, 음식물쓰레기를종류별로분석해제공하는휴지통을개발한 Winnow 등의스타트업에대한투자증가 국내대형마트를중심으로유통비용감소및신선도유지를위해유통 판매단계에서 ICT융합기술이도입되고있으며, 학교급식을위한식자재안전관리를위해스마트푸드시스템이확대도입되고있음 [ 사진 ] u-food 시스템의핵심기반기술 ( 출처 : 한국식품연구원, u-food 시스템기술개발보고서 )

70 특허로본 4 차산업유망기술 푸드테크 스마트팜 Smart Farm 농업 +ICT 융합기술은타산업보다아직초보적인단계에머물러있지만, 최근가장활발한연구개발이추진되 는분야가스마트팜이다. 그러나우리나라의스마트팜은선진국에비하면걸음마단계에불과하다. 유럽을비 롯한일본이자체개발시스템을적용해재배작물품목을확대하고생산성향상및경비절감에초점을맞추고 있다. 글로벌스마트팜관련특허동향을분석해본다. < 편집자 > P1805DB008A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 주목받는스마트팜기술 스마트팜은온실의환경과작물의생육상태에대한실시간센싱정보를기반으로최적의환경조건유지및양액제어를통해작물의생산성및품질을향상하고자하는농업 ICT융합기술 더넓은의미의스마트팜은노지농업, 시설원예, 축산등농업분야에서농산물생산 유통 소비의전주기적과정을농업ICT융합기술적용을통한농촌의삶의질향상을도모하는농업형태까지포함 < 그림 > 스마트팜시스템기본구성도 ( 출처 : ETRI 스마트팜기술동향및전망 )

71 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 글로벌시장동향 스마트팜은고품질이면서안전한작물의안정적인수확, 수확량의향상, 비용절감, 작업효율의향상, 일자리창출, 경험이적은젊은농가의후원등을목적으로함 현재세계인구는 73억명, 2060년이면 99억명으로 35% 나급증할것으로전망되면서지금의농업생산방식으로는필수적인식량조차충당하지못하는것은자명해짐 따라서현재세계각국은첨단기술을활용한농업경쟁력향상노력을기울이고있음 네덜란드는우리나라면적의 1/2 에불과하지만, ICT를활용해한계를극복한대 표적인농업수출국으로농산물수입액의 1.5배를수출 ( 세계 2위의농산품수출국, 2013년기준 1,115억불 ) 하고축산물과화훼가농업총생산의 74% 를차지함 네덜란드 Priva사는세계최고수준의온실환경제어시스템을생산하고, Leiy사는세계착유로봇시장 65% 이상점유 일본의스마트농업시장규모는 2013년 66억 1400만엔에서 2020년 308억4900만엔으로 2013년대비 3.6배정도확대될전망 일본에서는 2009년농지법이개정돼다른업종의농업진출이가능해지면서일반기업의진출이증가하는추세 < 표 > 스마트팜관련기술및서비스영역 ( 출처 : 이모티, IoT 미래 )

72 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 핵심기술트렌드 유럽과일본스마트팜기술활용사례 네덜란드 Priva는온실에서작물이필요로하는온도, 습도, 조명, 영양요소를자동으로관리할수있는온실환경제어시스템및양액자동제어시스템을개발 / 보급하는회사로브랜드인지도및제품완성도가우수한것으로알려짐 온실의환경제어기술을기반으로빌딩의내부환경과에너지소비량을관리할수있는시스템을개발해현재네덜란드공공건물의약 30% 에적용하고있음 할수있는로봇을개발해온실환경에서잘익은오이를 95% 정확도로판별하고 75% 를수확한것으로알려짐 일본에서는후지쯔, NEC, IBM, NTT 등유수의기업들이농업분야에 ICT기술을접목하여다양한서비스를제공함 일본IBM의농산물이력추적서비스, NEC의 M2M 기반생육환경감시및물류서비스 (Connexive), 후지쯔의농업관리클라우드서비스 ( 아키사이 ) 등이대표적인사례 후지쯔의아키사이는 IoT 센서를이용해재배환경의데이터를실시간으로계측, 수집하는동시에클라우드서비스를이용해데이터를축적 / 분석하여토마토등작물재배에활용 재배시설에서기온, 지온, 수분, 일사량, 토양의비료농도등을측정, 수분간격으로클라우드서버에전송되어수집 / 분석 / 예측등을수행한후각농가에최적의물과비료의양을제시 아키사이시스템을통해농가는수확량이 20~30% 증가하였고, 농가별생산계획과수확량예상등을확인하고일괄관리할수있어농산물조달계획수립을위한기반데이터로도활용 [ 그림 ] Priva 의온실환경제어시스템 ( 출처 : 홈페이지 ) 네덜란드와헤닝헌대학연구센터 (Wageningen UR) 는오이를자동수확 [ 그림 ] 후지쯔의농업관리클라우드서비스 ( 출처 : 홈페이지 )

73 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 글로벌특허기술동향 식물공장에의한일과성증가일가능성은있지만, 농업현장에의 IoT 활용촉진으로출원이급증할전망 현재는얀마, 이세키농기. 구보타등농기계업체들의특허출원이많으며, 2014~ 2015년특허출원미공개분을고려하면, 출원인, 발명자모두증가추세에있음 스마트농업기술동향을예측함에있어서 IoT의도입용도로는 토양개량 관리 수경및수위수질 해충 피해동물감시 제거 기후 재해대책 수확향상 육성관리등 5가지로규정할수있음 용도별로살펴보면, 수경및수위수질분야에서특허출원이많고식물공장이지속적인 IoT화를진행하고있으며기업별로는앞서가는구보타를얀마가추격하는구도임 요소기술별특허출원건수는센서중에서도환경센서관련특허출원이많고, 전체적으로데이터송수신에비중을둔출원이많아지고있음 [ 표 ] 스마트팜과제별특허출원현황과 10 년후예측 ( 출처 : 이모티, IoT 미래 ) [ 표 ] 스마트팜기술별특허출원현황과 10 년후예측 ( 출처 : 이모티, IoT 미래 )

74 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 주요기업 IP Activity 스마트팜분야주요글로벌출원동향 일본후지쯔는생산자와농업관련기업들과공동개발을진행하면서독자적으로도스마트농업실증실험을실시하고, 이분야의정보분석기술을축적하고있는점이특징 후지쯔가출원한인증방법, 인증시스템및그태그장치, 정보참조클라이언트, 인증서버, 정보서버및태그관리서버관련특허 ( 출원번호 : 특원 ) 은트레이서빌리티시스템에있어서의보안관련출원으로농작물생산시의위장행위를방지하는방법임 반도체제조에서축적된로트관리, 품질관리, 원가관리방법을농업에적용해고품질, 고수익생산기술의확립을목표로함 [ 사진 ] 후지쯔의 Akisai 야채공장 ( 출처 : 홈페이지 ) [ 도면 ] 후지쯔의스마트팜관련특허 ( 출원번호 : 특원 ) 후지쯔는누마즈 ( 沼津 ) 공장부지내에설치한노지재배와하우스재배로구성된 Akisai 농장 에서양배추와무를재배하고, 하우스재배로는토양에서만재배하던케일의연중재배가가능한수경재배에도전함 후지쯔와카마츠 ( 若松 ) 공장의반도체생산용클린룸을전용한 Akisai 야채공장 은아키타 ( 秋田 ) 현립대학의특허와이즈후지 ( 会津富士 ) 가공기술을바탕으로저칼륨야채를생산 베지테리아는스마트농업에필수적인센서와그곳에서얻은데이터분석기술등을제공하는농업정보분석서비스사업자로품종개량, 농약, 화학비료에의존하지않고, 농작물이가진본연의영양가, 맛, 안전성을유지하면서안정적인생산이가능한재배법을목표로함 구체적으로는식물생육, 병해충발생의매커니즘, 식물에필요한영양소를만들어내는토양미생물의다양한균형등과학적연구성과와 IoT에서얻은일사량, 온도, 습도, 토양수분, 양분등의환경정보, 수액류등의생체정보, 시비관리와작업기록등재배정보를 AI로분석해최적의재배법을찾음 [ 사진 ] 베지테리아의농업용 IoT 단말 필드서버 ( 출처 : 홈페이지 )

75 특허로본 4 차산업유망기술푸드테크 미래시장로드맵 미래예상제품 서비스로드맵 현재우리농가에적용되고있는스마트팜시스템은주로환경정보 ( 온 습도, CO2, 조도등 ) 기반으로스마트미디어를통해재배시설의개폐및제어 ( 보온덮개, 천창, 커튼, 환풍기, 스프링클러, 양액, 열풍기등 ) 하는수준에머물러있음 향후재배생육정보기반의생육단계별정밀한작물관리를위한생육최적환경설정모델개발및작물생리장해및병충해진단전문가모델을개발이요구됨. 특히하우스내의환경정보, 생육정보이외에기상정보, 외부환경정보, 농산물유 통정보, 농산물생산량정보, 농산물가격정보등을빅데이터 / 클라우드기반의정보처리를통해고부가가치의다양한지식서비스를제공할수있는기술을개발하는것이매우중요함 스마트팜시스템이단순히생산시설영역에서벗어나농업가치사슬전반 ( 생산, 유통, 서비스 ) 의효율성강화및새로운부가가치를창출할수있도록확대돼야함 스마트팜시설농업과가공 유통 외식 관광 레저등 2/3 차산업과의융합, 특히기후환경, 물환경등타산업과의융합을통한새로운상품및시장을만들어야함 [ 그림 ] 차세대스마트팜시스템기본구성도 ( 출처 : ETRI 스마트팜기술동향및전망 )

76 특허로본 4차산업유망기술스마트헬스케어 Smart Healthcare 세계경제포럼 (2016) 은 4차산업혁명에서 ICT, 인공지능기술과함께바이오기술이중요한역할을할것이며보건의료분야에서막대한경제적효과를창출할것으로전망했다. 특히바이오기술과디지털기술 (ICT) 을융합적으로활용하는 스마트헬스케어 서비스는인구고령화추세에따른의료비절감효과와경제성장효과를함께도모할수있다. 스마트헬스케어시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 바이오기술과 ICT의만남, 스마트헬스케어 스마트헬스케어 (Smart Healthcare) 는 바이오와 ICT 등다양한기술을활용해시간과장소의한계를극복하고개인의건강상태를측정 관리하거나, 이를기반으로개인맞춤형건강관리서비스와의료서비스등을제공하는산업을의미함 스마트헬스케어산업생태계에는웨어러블 하드웨어기기를생산하는제조업, 헬스케어앱 정보플랫폼등분석비즈니스모델에초점을맞춘소프트웨어기업, 통신사 병원등을중심으로건강관리 의료서비스를제공하는서비스기업등다양한기업및기관이참여함 의료와 ICT의융합은 e-헬스, u-헬스케어등서비스로병원과진료환경을 ICT 기술로개선해언제어디서나의료서비스를제공받을수있는형태로진화해왔는데, 스마트헬스케어는이에더해의료와복지, 안전등이복합화되고지능화된단계를의미 스마트기기보급확산으로개인이스스로자신의운동량이나식사한칼로리, 스포츠활동기록등을관리가능한환경이되면서서비스와제공자, 이용자범위도확대되고있음 급성장하는스마트헬스케어시장 스마트헬스케어분야는건강관리부터원격진료에이르기까지잠재적인성장가능성이매우높은분야로센서기술, 웨어러블디바이스및모바일단말등을기반으로함 Frost & Sullivan(2016) 에의하면 2016년글로벌헬스케어시장 ( 의료서비스제외 ) 은 1조 6,844 억달러규모로, 2014년이후연평균6.82% 로확대되고있음 < 표 > 스마트헬스케어산업생태계및주요제품 서비스 ( 출처 : 산업연구원 )

77 특허로본 4 차산업유망기술스마트헬스케어글로벌시장동향 헬스케어산업중제약 바이오를제외한분야를광의의스마트헬스케어산업 ( 의료서비스제외 ) 으로정의하면 2016년시장규모가4,944억달러규모로추정됨 세부분야에서는체외진단분야와디지털헬스 (HCIT) 시장성장률이 8% 를상회하면서산업성장률을견인하고있음 최근미국정부는원격의료관련광대역서비스보조금등예산으로 72억달러투자를발표하고디지털의료서비스에대한의료수가체계를마련하고있으며퀄컴, 구글애플, MS 등주요 ICT 기업들이스마트헬스케어분야에적극투자 < 표 > 스마트헬스케어시장전망 ( 출처 : 럭스리서치 )

78 특허로본 4 차산업유망기술스마트헬스케어핵심기술트렌드 소니가출원한 `콘택트렌즈및저장매체 (CONTACT LENS AND STORAGE MEDIUM, 공개번호 US )` 특허는콘택트렌즈에내장된눈꺼풀압력감지센서가일상적인눈깜빡임과셔터로작동할때의깜빡임을구별함으로써눈깜빡임만으로사진을찍거나녹화할수있음 스마트렌즈는빛을조절하는조리개와확대 축소하는줌, 이미지떨림보정기능등을갖췄으며디스플레이장치도있어촬영한영상을직접재생가능함 사물인터넷 (IoT) 및인공지능 (AI) 기반의헬스케어서비스 스마트헬스케어를위해임상의사결정지원시스템 (CDSS) 을지원하는인공지능시장도급성장하는추세 IBM 왓슨, 구글닥터등임상의사결정지원시스템 (CDSS) 은인공지능이활용되는가장중요한분야의하나로, 스마트헬스케어산업에서인공지능기술의활용이확대되는추세 인공지능이의사결정지원도구로사용되어진단및치료비용을크게감소시키는핵심동인으로작용할전망 현재의단순한운동량, 심박수등의측정에서벗어나, 다양한기기를통해보다정확한건강상태측정이가능하도록사물인터넷 (IoT) 기술을접목해복합적인정밀건강분석을통해향후질병발생확률및이로인해발생될수있는의료비용에대한정보를제공하는방향으로진화하고있음 < 도면 >` 증강현실을위한스마트콘택트렌즈와그제조및동작방법 ` 특허 < 표 > 헬스케어 IoT 분야특허분석 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 )

79 특허로본 4 차산업유망기술스마트헬스케어글로벌특허기술동향 글로벌스마트헬스케어특허동향 스마트헬스케어특허의연도별출원동향을살펴 보면, 1996 년부터최근까지유럽을제외한모든 국가에서특허출원건수가증가하고있음 기술분야전체특허건수중 47,097 건 69% 가미 국특허청에출원되었으며다음으로일본 11.7%, 유럽 9%, 한국 9% 순임 한국은 2008 년까지미국, 일본, 유럽에비해매년 출원건수가많지않았으나, 2009 년을기점으로최 [ 표 ] 스마트헬스케어분야특허청별출원점유율 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 근까지는일본과유사하게출원이되고있음 스마트헬스케어분야의각국특허청의구간 별점유율현황을살펴보면, 미국특허청점유 율이 62.9% 로가장높게나타났으며, 다음으 로일본특허청 11.7%, 유럽특허청 8.6% 의 점유율을차지함 미국특허청이 4 구간에서점유율이 64.3% 로가 장높게나타났으며일본특허청은 1 구간에서점 유율이 12.7% 로가장높게나타남 한국특허청에출원된건수를기준으로보면 1 진 단 / 예방, 2 치료 / 재활, 3 관리 / 연구순으로많은 특허가출원되고있음 [ 표 ] 스마트헬스케어분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 스마트헬스케어분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 스마트헬스케어분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 스마트헬스케어분야의하위분류별연도별동향을보면, 모니터링및보안분야는 2000년대부터최근까지출원이활발히진행되고있음. 2014년 816건출원

80 특허로본 4 차산업유망기술 스마트헬스케어 주요기업 IP Activity Philips의무선의료모니터링장치에관한특허 ( 특원 ) 는환자의생리정보를검지하는적어도하나의센서를갖추고신체네트워크, 생리정보를원격지로전달하는코그니티브 (cognitive, 인지 ) 장치를포함. 코그니티브장치는미사용대역폭이존재하는지검출된주파수공간을확인하여임상에관련된정보를신체네트워크에서원격지로전송하고그때일련의규칙을적어도일부에기초한정보에우선순위를부여 [ 표 ] 스마트헬스케어분야 Philips 기술별연도별특허출원동향 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) Amazon.com 과공동으로 IoT 의료보건사 업을시작했으며이를통해체중계와혈압을측정하는손목밴드, MRI( 자기공명영상 ) 장비등수백만대의기기를인터넷네트워크로연결하여수집한데이터에회사가보유한병리학적지식과과거데이터그리고 AI도활용해의사에의한진단결정에대한지원및이용자의생활습관의개선을지원하는서비스를제공. < 도면 > 무선의료모니터링장치에관한특허 Philips는빅데이터활용고위험질병군식별및예측을통한건강및재활관리시스템과스마트장비연동웨어러블진단치료장치, 그리고대규모로축적된의료데이터활용인공지능치료보조시스템등영역에대한특허확보에집중하고있음. < 그림 > Philips 가 Amazon.com 과공동으로 IoT 헬스케어사업을개시 ( 출처 : Philips 홈페이지 )

81 특허로본 4 차산업유망기술스마트헬스케어주요기업 IP Activity [ 표 ] 스마트헬스케어분야 Philips 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) 오므론헬스케어는병원에가서했던검사를가정에서할수있도록하는기술분야의선두주자로특히생활습관병의예방에기여하는장비의개발 판매에서풍부한경험을가지고있음 오므론은가정에서의혈압측정데이터를효율적으로수집 분석하는 메디컬링크 라고부르는서비스를제공 의사는병원방문시혈압과메디컬링크에등록된가정에서측정된혈압을참조해적절 한진료를실시할수있으며병원에서의측정결과보다가정에서의측정결과들을중시하여진단을내림 현재이회사는뇌 심혈관질환의발병을제로로하기위한기술개발에본격적으로돌입했으며, 그첫걸음으로일상생활속에서압력센서가요골동맥에평평하게압력을가해, 손목에기기를붙이는것만으로심장 1박당혈압을연속적으로측정하는기술을개발 < 그림 > 오므론이개발한연속적으로혈압을계측하는기술 ( 출처 : 홈페이지 )

82 특허로본 4 차산업유망기술스마트헬스케어주요기업 IP Activity 첨단의료기기분야특허활동분석 의료인이나간호사의고령화와일손부족으로그역할상당부분이재택에서진행되고, 네트워크접속센서를활용한관찰시스템과연계한의료기기도등장할전망 개별화의료로서는인공관절의주문제작, 그전에는환자의세포를사용한하이브리드인공장기와능동적인체내삽입기기로진화할것으로예측 재택의료는고령화로인해자동화기기에의한환자와의료인간의사소통이중요해앞으로는커뮤니케이션이어려운뇌기능장애환자나인지증환자와의커뮤니케이션을돕는기기도등장할전망 미국 Google이개발하는콘텍트렌즈형혈당치센서는 ICT관련기업에의한의료분야진출사례로이미 100건이상의특허를출원 혈당치계측은혈액을채집하고, 그혈당치를직접계측하는방법이실용화되고있으나연속계측이아니라는제약이있음. 때문에분광계측, 전극을이용하는계측등이검토되어있으나계측치의안정성, 전극을삽입하는점이나전극의내구성등의문제가있음 Google의방식은눈물속에포함되어있는포도당농도를측정하기때문에이러한과제를피해갈가능성이있으며특허의관점에서는각막상에위치하는극소크기의웨어러블디바이스로 US 8,989,834 B2 가주목됨 < 표 > 첨단의료기기특허출원현황 ( 출처 : 일경 BP 특허미래 ) 대표적인의료기기로화상기기 ( 내시경, 단층화상 ), 방사선치료, 삽입기기 ( 인공장기, 인공골치, 스텐트 ), 뇌파계측에대한특허출원을선별해분류하면, 특허출원건수는 3,984 건에달함 분야별로보면, 내시경관련출원건수가많은가운데좁은뇌파계측관련특허도비교적많으며뇌파계측은의료기기에한정되지않고, 의사검출이나의지에의한기기조작등새로운용도가기대됨 < 도면 > ' 콘텍트렌즈형혈당치센서 ' 특허

83 Appendix 기술체계및정의 ( 스마트헬스케어 ) Appendix 기술체계및정의 ( 스마트헬스케어 ) 미래유망아이템 중분류소분류기술의정의 진단마커 핵산, 단백질등을이용한질병의종합적진단을위한제반기술 진단 / 예방 백신 영상기기 세균또는바이러스를이용한질병예방용백신관련기술 영상촬영을통한병소위치추적및정밀진단을위한제반기술 ICT 진단 IT 기술활용장비를활용한질병진단기술 IT 융합기기 개인별건강유지를위한스마트장비활용원격진단, 치료및건강관리시스템기술 스마트헬스케어 치료 / 재활 유전자치료 줄기세포치료 치료타겟에대한전달효율이뛰어난유전자의발굴및생산, 치료관련기술 재생의약방법으로다양한종류의줄기세포를이용한난치병치료관련기술 바이오인공장기 생체이식을위한인공장기및지지체개발기술 재활보조기기 치료이후원활한회복및일상복귀를위한관련기술 유전체연구 인간유전체로부터질병관련인자발굴및데이터수집기술 관리 / 연구 뇌과학연구 뇌신경망분석및뇌영상정보를활용한상호연관성분석기술 모니터링및보안 개인별건강상태확인및감시, 개인의료정보보호관련기술 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

84 Appendix 국가별기술별특허건수 ( 스마트헬스케어 ) Appendix 국가별기술별특허건수 ( 스마트헬스케어 ) 미래유망아이템 중분류 소분류 특허건수 한국미국일본유럽 PCT 합계 진단마커 669 6, ,349 2,407 11,29 5 백신 77 2, ,159 진단 / 예방 영상기기 930 4,999 1, ,303 9,993 ICT 진단 2,022 15,22 2 3,510 1, ,66 9 IT 융합기기 471 4,835 1, ,988 유전자치료 35 2, ,448 스마트헬스케어 치료 / 재활 줄기세포치료 126 1, ,264 바이오인공장기 482 5, ,207 8,374 재활보조기기 870 2, ,622 유전체연구 11 3, ,968 관리 / 연구 뇌과학연구 69 1, ,032 모니터링및보안 547 3, ,333 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

85 특허로본 4 차산업유망기술 인공지능 (AI) Artificial Intelligence P1805DB006A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 4차산업혁명의핵심기반기술로부상한인공지능 (AI) 은일반생활서비스를넘어에너지, 도시 안전, 헬스 의료, 자동차 교통, 제조, 축산등다양한산업분야의미래를바꿀것으로전망된다. 또한스마트화 플랫폼화 서비스화를통해제조, 의료, 유통등전체산업확산으로우리삶의일대변혁을가져올것으로기대된다. 인공지능시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석한다. < 편집자 > 인간지능과학습을구현하는 인공지능 (AI) 인공지능 (AI: Artificial Intelligence) 기술은인간의인지능력 ( 언어, 음성, 시각, 감성등 ) 과학습, 추론등지능을구현하는기술로정의되며, 인공지능 SW/HW, 기초기술 ( 뇌과학, 산업수학등 ) 을포괄함 단기적으로는, 인간친화적인공지능체계, 사용자정보서술체계, 실세계이해 자연어질의응답, 대화형음성인터페이스, 자동통역, 제스처및동작인식, 웨어러블제스처인지, 비주얼검색, 지능형영상정보인식, 머신러닝데이터및모델표준, 클라우드기반지능형인프라관리표준, 빅데이터연동지능형서비스분야표준화추진 중 장기적으로는, 타산업과연계된고도의융복합지능형서비스를실현하기위한지식추론, 학습적응, 행위생성및지식아키텍처및플랫폼기술, 상황이해, 음성및언어이해, 시각및영상이해및인지컴퓨팅기술을포함 특히디지털어시스턴트 (Digital Assistant) 는개인의일상생활에필요한다양한업무를대신해줄수있는소프트웨어로머신러닝, 음성인식, 문장분석, 상황인지등인공지능기술과첨단기술의결합으로사용자의언어를이해하고사용자가원하는지시사항을수행 금융서비스, 교육, 정부, 헬스케어, 쇼핑, 여행, 유틸리티, 통신등서비스를제공하고스마트폰, 태블릿, 스마트워치, PC, 스마트홈, 자동차등다양한기기에적용됨 [ 표 ] 인공지능기술개요도 ( 자료 : 한국정보통신기술협회 ICT 표준화전략맵 )

86 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 글로벌시장동향 급성장하는세계AI 시장 전세계인공시장시장은 2016년 6.4억달러에서 2025년 368억달러로급속도로성장하는가운데이미지인식및테깅분야는약 81 억달러, 딥러닝부문인트레이딩알고리즘은 75.4억달러에달하는등시장규모가크게증가할전망 머신러닝시장은 2014년 25억달러로시작해연평균성장률38% 로지속되어 2019년에는 123억달러로성장할것으로전망 클라우드기반및빅데이터연동플랫폼시장은구글, MS, IBM, 바이두등글로벌기업의주도권경쟁이지속되면서 22년에 179억달러의규모로추정 ( 출처 : BCC Research 2016) 미국시장조사기관인 IDC는인공지능활용가능빅데이터분석관련시장은매년20% 이상의속도로성장하고있으며, 2019년관련분야시장규모는약 486억달러 ( 약57조 ) 에이를것으로전망 시장조사기관 IHS( 구 IMS 리서치 ) 에따르면, 2011년기준세계지능형영상감시시장규모는 2억 5,450만달러였으며, 2015년에는 5억 9,000만달러로확대되어 4년만에시장규모가 2배가량성장 부문별로는 AI 적용에따라비즈니스인텔리전스 (44.3%), 보안 안전 (26.9%), 교통관제 (16.5%) 의순으로성장속도가빠를것으로전망함. 시장조사기관 BIS World는 2016년미국의감시보안시장이 317억달러규모로지난 5년간 3.1% 의연평균성장률을보이고있다고발표 미국은향후 10년간 AI 연구개발에연간 30억달러를, 유럽연합 (EU) 도 2023년까지 10억유로를, 일본은 2026년까지 1000억엔을 AI 연구개발에지원예정 [ 표 ] 전세계 AI 시장전망 ( 자료 : 현대경제연구원재인용 ) 최근인공지능분야에집중적인투자와연구가이루어지게되면서, 이와관련된디지털어시스턴트시장도급속도로증가할것으로전망 BBC Research의분석에따르면, 인공지능시장은 2014년약 63억달러에서, 2024년에는약 412억달러로약 555% 증가할것으로전망되어향후급격한성장세가예상 특히, 인공지능시장내에서도디지털어시스턴트시장은같은기간약 6억달러에서약 81억달러로약 1280% 증가할것으로전망되어, 빠르게증가하는인공지능시장내에서도디지털어시스턴트시장이특히급격한증가세를나타낼것으로전망 인공지능분야별시장전망을살펴보아도, 디지털어시스턴트분야는자동로봇분야와함께가장빠른증가추세를나타낼것으로예상

87 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 글로벌특허기술동향 글로벌 AI특허동향 인공지능분야에서 2017년 8월현재까지한국, 미국, 일본, 유럽, 국제공개 ( 등록 ) 된총 5,817건의특허를분석한결과, 미국특허가 2,513건으로가장많고, 2000년대초반이후꾸준히출원량이증가하는추세 한국은 1990년대후반이후현재까지출원량이증가한추이를나타내총 1,246건으로미국다음으로많은특허가출원된것으로나타남 일본, 유럽, 국제특허의경우에는꾸준히소량출원되고있는데, 특허점유율도미국, 한국에비해상대적으로적은비중을차지함 2017년을기준으로 21년간의각표준화항목기술의연도별특허출원동향을보면, 실세계인식기술, 비주얼검색기술, 사용자정보서술체계기술의경우에는 1999년이후부터꾸준히소량출원되고있음 [ 표 ] 출원연도별인공지능특허동향 ( 자료 : 한국정보통신기술협회 ICT 표준화전략맵 ) [ 표 ] 표준기술별인공지능특허동향 ( 자료 : 한국정보통신기술협회 ICT 표준화전략맵 )

88 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 글로벌특허기술동향 한국은출원 1 구간부터 5 구간까지점유율이점 차증가 ( 평균 18.4% 유지 ), 미국도증가하는추 세이나일본은점차줄어듬 디지털어시스턴트분야특허인용도 특허질을간접평가하는지표인 인용도 (CPP, Cites for Patent) 비교를통해특허우수성이나영향력을분석할수있음 특허등록시심사관이인용한심사관정보를분석한결과, 미국특허가가장높은인용도를기록 디지털어시스턴트전체특허인용도측면에서는데이터처리기술이한국의피인용도가높고, 지능화기술분야는한국의피인용도가가장낮은것으로나타남 [ 표 ] 디지털어시스턴트기술분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 지능형인터페이스분야중시각기술과지능화분야중패턴인식기술이과거로부터지속적으로많은출원이진행됨 IoT 융합분야중 IoT 네트워킹기술, 지능화분야중지식추론기술의경우 2000년대중반부터지속적인출원이나타남 [ 표 ] 디지털어시스턴트분야출원인국적별인용도 (CCP) ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 디지털어시스턴트분야기술별인용도 (CPP) 비교 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 디지털어시스턴트분야 NPE 활동및특허 거래 소송건수관점에서지능형인터페이스기술은평 균소송건수이상으로소송활동이활발함 2000년대초반출원된특허에서많은소송이발생하는가운데IoT융합기술은소송특허중50% 가현재권리자가NPE인특허임 [ 표 ] 디지털어시스턴트기술분야별주요기업출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

89 특허로본 4 차산업유망기술 인공지능 (AI) 주요기업 IP Activity Apple 특허활동 딥러닝기능이적용된음성인식비서서비스 Siri 를제공하는 Apple은아이폰을출시한 2007년이후꾸준히지능형인터페이스관련특허출원에주력 지난 2011까지는사용자의자연어명령을인식해이를단말기에적용하는 음성인식 기반디지털비서특허 (US9,318,108) 가Apple 핵심특허로꼽힘 Apple 은딥러닝기능이적용된음성인식비서서비스 Siri 를선보인후본격적인특허정교화에나섬 [ 표 ] 디지털어시스턴트분야 Apple 특허출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) < 사진 > 음성인식비서서비스 Siri [ 표 ] 디지털어시스턴트분야 Apple 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 )

90 특허로본 4 차산업유망기술 인공지능 (AI) 주요기업 IP Activity [ 도면 ] IoT 센서를기반으로사용자의위치 상태를확인하고이를기반으로식사, 복약등생활안내를서비스하는특허 IoT 센서를기반으로사용자의위치 상태를확인하고이를기반으로식사, 복약등생활안내를서비스하는특허 ( 공개번호 US ) 웨어러블기기에서특정동작을통해디지털비서를활성화시키는특허 ( 공개번호 US ) 사용자의음성을인식해디바이스를제어하는특허 ( 공개번호 US ) 는인공지능과 IoT, 디지털비서기술의총체로웨어러블기기가사용자의음성을인식해명령어로전환, 복수의 IoT 기기에데이터를전송. 사용자와직접소통하는웨어러블기기와디지털비서서버, IoT 기기들은네트워크를중심으로긴밀히연결됨

91 Apple 특허분석 3D 아바타와 UI/UX 애플 3D UI/UX 의 AR/VR for Mac/TV Apple과프라임센스의 3D AR/VR 관련특허를분석한결과앞으로 3년이내에 Apple은뉴럴엔진 AI칩베이스의트루뎁스카메라기술과도트프로젝트기술을활용해다양한콘텐츠 ( 게임, 영화, 교육, IoT, IIoT, IoB 등 ) 와서비스 (Mac, TV, 전기차 (EV)/ 자율차 (AV) 등 ) 중심의 3D UI/UX의 AR/VR로확대출시될것으로예측된다. 3 차원 UI(Three-dimensional user interface) 프라임센스의기술로기술개발은 2008년으로거슬러올라가, 2008년 1월 14일에가출원하고 (61/020,754, 61/020,756), 2008년 2 월 28일에개량가출원하고 (61/032,158), 2009 년 1 월 13 일에정식출원해 (12/352,622), 2009년 7월 16일에공개되고 ( ), 2012년 4월 24일에특허를획득했다 (8,166,421) 9) Fig.1은 22의사용자가 3D UI(20) 로 26의컴퓨터를제어하는그림으로이것을가능하게하는핵심기술은 24의 3D 센싱디바이스혹은별도의카메라로, 사용자의손의움직임을포함한장면을센싱한다. 따라서수집한이미지는사진일수도있고비디오일수도있다. 컴퓨터 (26) 가 3D 센싱디바이스 (24) 로수집한정보들을프로세싱해 28의디스플레이에나타난객체들을매치시켜 3차원인터페이스로제어하는것이다. 사용자 (22) 는손을 X-Y-Z 방향으로움직이면 3D 센싱디바이스 (24) 가이를잡아내고컴퓨터 (26) 가프로세싱해디스플레이 (28) 위에나타난객체들 ( 게임, 음악, 영화, 사진, 슬라이드, 워드, 한글등 ) 을선택하고줌인 ( 확대 )-줌아웃 ( 축소 ) 제스처로제어하는것이다. 3D 센싱디바이스 (24) 에는트루뎁스적외선카메라가있어스폿 (spot) 혹은도트 (dots) 패턴을읽어낼수있다. 그러면컴퓨터 (26) 가삼각측정법으로사용자몸표면의포인트들의 3D 좌표를프로세싱해 3D map으로생성하고이를제스처 3D UI로사용하는것이다. < 그림 > Apple 특허의 Fig.1(8,166,421, 24 Apr 2012). Image: USPTO 9) Apple - Three-dimensional user interface(8,166,421, 24 Apr 2012 <- 13 Jan 2009 with 19 Claims & 4 Drawing Sheets) 10) Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p =1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm& r=1&f=g&l=50&s1= pn.&os=pn/ &RS=PN/

92 Apple 특허분석 3D 아바타와 UI/UX DISPLAY INTERACTION으로정식출원하고 (13/960823), 2013년 12월 6일에출원서가공개되고 ( ), 2016년 5월 17일에특허를획득했다 (9,342,146) 15). 이두특허의청구항은 10개와 23개로다르지만, 그림은 10개로같은기술을다루고있어, 응시베이스의디스플레이제어 라는특허의내용을소개한다. Fig.1은앞서보았던그림과같으나이번에는손의움직임을감지하는것이아니라어디를응시하고 (Gaze) 있는지를감지하기위해, 34의눈의위치와응시방향을감지하기위해 38의동공 (pupil), 39의홍채 (iris), 41의각막 (cornea) 까지 24의센싱디바이스가감지해최종적으로눈의응시방향을감지해 3차원맵으로생성하고이를 3차원 UI로사용해 36의객체들을눈으로제어한다. Fig.4는눈으로디스플레이에나타난숫자키판 (36A) 을이용해패스워드를입력하는그림으로 92는시선 (line of sight) 이고 94는시야각이며 36B는시작버튼이다. 시선을숫자키판에집중해패스워드를입력한후그다음시작버튼을응시해컴퓨터를시작한다. 만약정해진시간에눈의움직임이없으면절전모드로전환한다. < 그림 > Apple 특허의 Fig.1& 4(9,454,225, 27 Sep 2016). Image: USPTO < 그림 > Apple 특허의 Fig.6A & 6B(9,454,225, 27 Sep 2016). Image: USPTO

93 Apple 특허분석 3D 아바타와 UI/UX 애플 3D UI/UX 의 AR/VR for Car/EV/AV 자동차환경에따라스스로구성하는자율최적화 (AUTOMATIC CONFIGURATION OF SELF- CONFIGURABLE ENVIRONMENTS) - 순수 Apple의기술로 Apple은운전자에게본인자동차나렌터카의좌석, 거울, 기후관리, 라디오를환경에따라운전자에게최적화해구성해주는시스템기술에도전하고있는데, 2012년 1월 30일에출원하고 (13/361,277), 2013 년 8월 1일에출원서가공개됐다 ( ) 16) Fig.2와 Fig.3는사용자의키, 다리의길이, 눈의위치에따라좌석이앞뒤로움직이고거울의각도가자동으로조절되는것을설명하는그림이다. Fig.1은승객이나운전자가응시와제스처로자율차의경로를변경하는 (trajectory changes) 운행상의시스템환경 100을설명하는그림이다. 110 사람의의지에따라 143의손이움직이고, 141은이러한움직임 ( 제스쳐 ) 을사전에정의한 3차원상호작용존혹은제스쳐감지존이며, 151은움직임이나행동등의제스쳐를감지하는감지기이고 153은응시나음성등을감지하는감지기이다. 185는이러한상호작용을최종적으로인지하는상호작용관리디바이스이다. 120은디스플레이로 AR/VR 헤드셋이될수도있고글라스가될수도있으며 3D 유리창이나스크린이될수도있으며스마트폰이나랩탑이될수도있다. 110의사람이 120의디스플레이를응시하고 125의오퍼레이션옵션을응시하면 153의감지기 ( 트루뎁스카메라 ) 가 < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.2 & 3( , 1 Aug 2013). Image: USPTO 자율차를응시와제스처로제어하기 (GESTURE BASED CONTROL OF AUTONOMOUS VEHICLES) 순수 Apple 의기술로 2016 년 9 월 21 일에가 출원하고 (62/397,805), 2017 년 9 월 19 일 에정식으로출원하고 (15/709,389), 2018 년 3 월 22 일에출원서가공개됐다 ( ) 17) 16) Apple - AUTOMATIC CONFIGURATION OF SELF- CONFIGURABLE ENVIRONMENTS( , 1 Aug 2013 <- 30 Jan 2012 with 14 Claims & 7 Drawing Sheets) 17) Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p =1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html &r=1&f=g&l=50&s1=% %22.p GNR.&OS=DN/ &RS=DN/ ) Apple - GESTURE BASED CONTROL OF AUTONOMOUS VEHICLES( , 22 Mar 2018 <- 19 Sep 2017 with 20 Claims & 11 Drawing Sheets) 18) Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p =1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html &r=1&f=g&l=50&s1=% %22.p GNR.&OS=DN/ &RS=DN/

94 Apple 특허분석 3D 아바타와 UI/UX 눈동자의움직임을감지해 121 혹은 122 혹은 123을응시하는지감지해좋아하는이미지혹은아이콘하나를선택하는것이다. 이때 122를응시하면 127의옵션선택표시인별표가 122 에나타나 122가선택됐다는것을알리는것이다. 그리고 143의손을좌우로움직이면 127의옵션이좌우로움직이면서경로를좌측혹은우측차선으로변경하는것이다. < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.2 & 3A( , 22 Mar 2018). Image: USPTO < 그림 > Apple 의공개된출원서의 Fig.1( , 22 Mar 2018). Image: USPTO Fig.2 는이를가능하게하는자율차환경을구 성하는요소들을설명하는그림인데특히뒷좌 석에사람이타고있어 L0~L5 중 L4 나 L5 수준 의자율차이다. 221 은날씨, 도로상태등의외 부환경데이터를수집하는외부를바라보는카 메라이고 222 는내부의사람을바라보는트루 뎁스카메라혹은음성을감지하는마이크로폰이다. Fig.3A와 3B는자율차가고속도로를달리고있는데갑자기다른차량이중앙선으로끼어들어와저속을하고있는시나리오이다. 따라서중앙차선을달리던자율차는 3가지옵션중하나를선택해야한다. 손을왼쪽으로움직이면 327의표시가왼쪽으로움직여좌측차선으로이동하고, 오른쪽으로움직이면오른쪽차선으로이동하는것을설명하는그림이다. 단지 3B의 327 의표시가오른쪽에표시되어야하는데왼쪽에잘못표시되어있다. 좌측-중앙-우측차선의화살표의길이는자율차의속도를나타내는데, 중앙차선을그대로유지할경우저속을해야하고, 좌-우측차선으로변경할경우가속을해서끼어든차량을추월하는경우이다.

95 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 디지털어시스턴트분야 Google 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) 주요특허 (Google) 웨어러블기기로상대방얼굴을인식하고시선에따라적절한위치 ( 허공 ) 에관련정보를띄우는특허 (US 9,190,074 ) 센서를기반으로집안사람 사물을인식하고 이에부합하는콘텐츠를제공하는특허 ( 공개 번호 US ).

96 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 디지털어시스턴트분야 Google 미래제품시나리오 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) Microsoft 특허활동분석 음성으로개인맞춤형윈도우기능을사용할수있는 Cotana 을선보인 Microsoft는지난 1995년부터전분야에걸쳐고르게특허출원을지속해온가운데특히지능형인터페이스분야와데이터처리관련특허는타기업에비해큰규모를나타냄 지능화분야에서도경쟁업체보다앞선 2000 년대중반부터특허를출원해오며고유영역을구축 [ 표 ] 디지털어시스턴트분야 Microsoft 특허출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 빠르게디지털비서기술개발에주력해온 Microsoft는지난 2011년클라우드환경에서디지털비서서비스를제공하는미국특허 (US 9,195,968) 를등록 이후인공지능비서서비스 Cotana 를선보이며다양한기기로외연확장을꾀함 < 그림 > Microsoft Cotana

97 특허로본 4 차산업유망기술인공지능 (AI) 주요기업 IP Activity [ 표 ] 디지털어시스턴트분야삼성전자특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) 음성인식으로사용자명령을인식해메시지전송등동작을처리하는 S보이스 서비스관련한국특허 (KR ) 를보유한삼성전자는최근인공지능스타트업비브랩스 (Viv Labs) 인수와더불어기술고도화에주력하고있음 주요특허 ( 삼성전자 ) 웨어러블기기를활용해 IoT 장치를제어하는지능형인터페이스특허 (KR )

98 Appendix 기술체계및정의 ( 디지털어시스턴트 ) Appendix 기술체계및정의 ( 디지털어시스턴트 ) 미래유망아이템 중분류소분류기술정의 IoT 융합 (A) IoT 네트워크 IoT 디바이스 IoT 네트워크및 IoT 디바이스기술을이용하여디지털어시스턴트서비스가다양한사물을통해제공될수있도록하는기술 빅데이터처리 (B) 빅데이터분석 / 예측기술 빅데이터수집기술 빅데이터저장, 처리, 관리기술 네트워크상에존재하는다양한빅데이터를수집하여이를저장, 처리, 관리하고, 이를분석하여디지털어시스턴트에서필요한정보를찾거나, 디지털어시스턴트의인공지능모듈이학습할수있는데이터를제공하는기술 두뇌인터페이스 상황인지 디지털어시스턴트 지능형인터페이스 (C) 시각 언어 기존의인터페이스를벗어나사용자가보다편리하게디지털어시스턴트를이용할수있도록직관적인인터페이스를제공할수있도록하는기술 오감융합 촉각 딥러닝 지능화 (D) 지능형데이터마이닝 지식추론 디지털어시스턴트의두뇌에해당하는기술로구축된빅데이터를기반으로학습하고추론하여사용자의명령을정확하기인식하고필요한서비스를사용자에게제공할수있도록하는기술 패턴인식 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

99 Appendix 연도별특허건수 ( 디지털어시스턴트 ) Appendix 연도별특허건수 ( 디지털어시스턴트 ) 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

100 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 Intelligent Robot P1805DB005A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 4차산업혁명의핵심기반기술로부상한지능형로봇은일반생활서비스를넘어에너지, 도시 안전, 헬스 의료, 자동차 교통, 제조, 축산등다양한산업분야의미래를바꿀것으로전망된다. 또한스마트화 플랫폼화 서비스화를통해제조, 의료, 유통등전체산업확산으로우리삶의일대변혁을가져올것으로기대된다. 로봇시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석한다. < 편집자 > 인간과기계의만남, 로봇 로봇 (Robot) 은인간이하는작업을자동으로하거나어떤작업이나조작을자동으로행하는기계장치를말하며로봇산업은로봇완성품및로봇관련부품 소재 SW를제조 판매하는산업을의미 로봇기술은인간을모방하는공통기술에서각산업분야에직간접적으로적용됨. 로봇공통기술은여러로봇제품에직간접적으로활용될수있는기반기술로로봇지능, 부품, 플랫폼등이해당되며, 로봇화기술은무인차, CCTV 등과같은타제품에적용되는로봇화 (Robotization) 기술을포함 과거의로봇이극한지역이나산업용도구의성격을지닌일종의무선조정자동기계의성격이짙었다면, 지능형로봇은인간과유사한기계인간 ( 휴머노이드 ) 을의미 지능형로봇은 1 외부환경을인식하고, 2 스스로상황을판단해, 3 자율적으로동작하는기계장치의총칭 제조업용로봇은구조화된환경, 예측된상황변화에맞춰로봇이해야할일을미리프로그래밍할수있음. 이에반해지능형로봇은변동성이큰환경하에서사람들에게불편을주지않으면서도필요한서비스를제공한다는로봇의기본임무를달성해야함

101 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 글로벌시장동향 < 그림 > 로봇기술적용범의및산업생태계 급성장하는세계로봇시장 인구고령화, 복지수요확대, 안전 편리욕구증대등으로개인서비스에대한수요가확대되고있고, 재난대응, 헬스케어를중심으로제조, 교육, 의료, 국방분야등에서지능형로봇서비스활용확대 제조용로봇시장을주도해온가공용로봇제품은앞으로완만한성장세가예상되며, 인간친화형협업매니퓰레이터로봇이수요증가에힘입어제조용로봇시장성장을이끌것으로전망 개인서비스용로봇시장은 1인가구증가, 맞벌이일반화, 고령화현상등으로인한청소등가사노동서비스, 육아및경기서비스, 간호 / 간병서비스등사회적요구사항을해소할수있는미래산업 2016년기준산업용로봇은 183만대에서 2020년까지 300만대까지보급, 18년부터 20 년까지연평균 14% 성장할것으로전망 세계최대로봇시장중국은 2020년로봇사용대수가 95만대에이를것으로예측되는가운데중국, 한국, 일본, 미국및독일 5개국가가세계로봇시장의 74% 를차지하는주요로봇시장임 오는 2020년까지서비스용지능형로봇의상용화가가속되는가운데서비스용로봇중에서개인서비스용로봇의연평균성장률이 24.3% 로가장높게전망됨

102 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 글로벌특허기술동향 글로벌로봇특허동향 로봇산업의연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로꾸준히특허출원이되고있는산업분야이며, 특히 2010년이후부터최근까지특허출원건수가급격하게증가 이는미국의금융위기에따라경제상황이악화되는시기인 2010년무렵에오히려특허출원건수가증가하는양상을보임으로써로봇산업분야에있어서시장성이높다고판단해연구개발에지속적으로집중하고있는것으로분석됨 전체적으로한국과미국의비중이높은편이며, 미국은 2006년부터최근까지전체적으로출원건수가높고 2010년부터최근까지꾸준히증가하고있는반면, 한국은 2011년부터최근까지특허출원이증가하고있음 로봇산업의구간별한국국적출원인의점유율동향을살펴보면, 전체적으로한국국적출원인의출원건수가증감을반복하면서일정수준을유지하고있어관련산업에대한한국의특허경쟁력이높은수준을유지하고있는것으로분석됨 [ 표 ] 연도구간별국가점유율동향 ( 자료 : 한국정보통신기술협회 ICT 표준화전략맵 ) 지능형로봇분야특허동향 특허출원건수를기반으로하는점유율에서미국이 10,360건으로 49% 를차지하는것으로나타나, 지능형로봇분야는미국이주도하고있는것으로확인됨 연도별출원동향을보면, 전세계적으로특허출원이증가하는추세를나타내고있고, 특히한국은 2009년부터미국에이어두번째로많은특허출원을하고있음 ( 삼성전자, LG전자의로봇청소기관련특허증가 ) [ 표 ] 주요출원국연도별출원동향 ( 자료 : 한국산업기술진흥원, 로봇산업동향및기술전략 ) 로봇산업의구간별상위출원인점유율동향을살펴보면, 전체적으로상위출원인 20인의출원비중이약 26% 정도로높지않은수준으로나타나관련산업분야의주요출원인기술점유도는높지않은편인것으로분석됨 유럽 2,040 일본 5,009 23% 한국 3,857 18% 미국 10,360 49% [ 표 ] 지능형로봇분야특허청별출원점유율 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

103 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 글로벌특허기술동향 [ 표 ] 사물인터넷기술분야별주요기업출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 지능형로봇분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 지능형로봇분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) 지능형로봇분야의각국특허청의구간별점유율현황을살펴보면, 전체적 ( 전체구간평균 ) 으로미국특허청이차지하는점유율이 46.0% 로가장높게나타났으며, 구간별로는일본특허청의출원이감소하는반면한국특허청의출원이증가하는것이특징임 모든기술분야에서미국특허청에가장많은특허가출원되고있으며, 한국특허청은 1 개인로봇, 2전문로봇, 3스마트생산시스템순으로많은특허가출원되고있는것으로나타남

104 특허로본 4 차산업유망기술지능형로봇주요기업 IP Activity Amazon 특허활동분석 아마존은 2015년에 이동주행장치 (Mobile Drive Unit, MDU) 가달린지상무인기에게작업지시와위치와경로를결정하는방법과시스템 (System and method for positioning a mobile drive unit, 9,087,314, 21 Jul 2015) 이라는특허를등록 3대의지상무인기들혹은로봇들은관리모듈의명령에따라재고용기혹은박스들을작업장에서각각지정한포인트들 (Points) 사이로실어나르고각각의재고용기안에는다양한종류의아이템들이들어있음 모든명령들은작업장내에위치한무선 AP(Access Points) 를통해이루어지는데관리모듈에서작업지시가떨어지면가장가까운지상무인기를선정해작업장으로보내작업을수행 < 도면 > 지상무인기경로계획모듈 아마존은 2016년에 지상무인기를이용한재 고관리시스템내의무선통신트래픽을비주얼 인터페이스로 제공해 네트워크 효율화 (Wireless visualization interface for autonomous ground vehicle signal coverage(9,260,244, 16 Feb 2016) 라는특 허도등록 < 도면 > 지상무인기경로시스템특허 재고관리시스템은이러한과정을거쳐입고, 입력, 프로세싱, 출하등의작업을수행 관리모듈은작업장의일부분을지상무인기들을위한파킹장소로할당하고지상무인기들은작업장내의트랙 (tracks), 전원을공급하는레일 (rails) 케이블 (cables) 크레인 (cranes) 을따라움직임 < 도면 > 재고관리시스템의네트워크트래픽흐름도

105 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 주요기업 IP Activity [ 표 ] 지능형로봇분야 Amazon 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 ) 아마존은배터리가떨어지면달려오는 ' 충전로봇 ' 특허 ( 등록번호 : US ) 도등록 공항과쇼핑몰등공공장소에배치된로봇은자동으로배터리부족을감지해전력과충전케이블을제공하고껌도판매함 공공장소에설치한충전관리시스템이사용자모바일기기배터리잔량을점검하는것부터출발해배터리가일정수준이하로떨어진모바일기기가감지되면해당시스템은충전로봇을지정해사용자위치정보를발송함 정보를수신한로봇이목적지에도착하면이미지인식, 음성인식, 무선인식 (RFID) 등을통해사용자정보를수집하고관리시스템에보내인증절차를거친후사용자는기기를충전할수있음 < 도면 > 아마존 ' 충전로봇 ' 특허

106 특허로본 4 차산업유망기술 지능형로봇 주요기업 IP Activity [ 표 ] 지능형로봇분야 Amazon 미래제품시나리오 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) 인튜이티브서지컬 (Intuitive Surgical) 특허활동분석 인튜이티브서지컬 (Intuitive Surgical) 은 `다빈치 (da Vinci)` 라불리는로봇수술기를만들어세계에공급하는 `로봇수술` 개척자로 `다빈치시스템`은미육군과계약을맺은스탠퍼드연구소 (SRI) 가고안함 원래는전쟁터에서원격으로수술을진행하기위해개발됐으나, 이를인튜이티브설립자들이지식재산 (IP) 권을사들여민간차원에서상용화한것임 인튜이티브핵심제품인 `다빈치로봇수술기`는복잡한수술을최소절개로진행할수있게정교히설계한수술플랫폼으로 3D 고화질영상시스템과로봇팔에부착하는초소형장비엔도리스트 (EndoWrist), 4개양방향로봇팔을장착한환자키트, 인체공학서전콘솔등으로구성됨 < 도면 > 다빈치로봇수술기 [ 표 ] 수술용로봇분야주요특허출원현황 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 성공하는 IP-R&D 전략 )

107 특허로본 4 차산업유망기술지능형로봇주요기업 IP Activity [ 표 ] 지능형로봇분야인튜이티브서지컬미래제품시나리오 ( 출처 : 한국특허전략개발원. 미래유망제품서비스보고서 ) Google 특허활동분석 구글은휴먼로봇부문에대한투자를대폭줄이는대신에창고자동화로봇분야에주목하고있으며실제로보스턴다이나믹스 (Boston Dynamics), 샤프트 (Schaft) 등휴먼로봇전문기업매각을추진하면서로봇사업철수론까지나옴. 막대한투자비가필요한휴먼로봇대신비교적가까운시기에상용화가가능한창고자동화로봇으로투자방향을선회한것으로분석됨. [ 표 ] 로봇분야 Google 특허출원흐름도 ( 출처 : 한국특허전략개발원, 미래유망제품서비스보고서 )

108 Appendix 기술체계및정의 ( 지능형로봇 ) Appendix 기술체계및정의 ( 지능형로봇 ) 미래유망아이템 중분류소분류기술정의 가사지원로봇 개인로봇 개인엔터테인먼트로봇 개인로봇은개인의삶의질향상을목적으로개인일상활동공간또는주거공간에서건강, 가사, 교육, 엔터테인먼트, 안전 보안, 정보제공등개인의삶을지원하기위한서비스및컨텐츠를제공해주는로봇 교육용로봇 그범위는건강관리, 가사지원, 교육지원, 엔터테인먼트등의분야에적용되는로봇및그와관련된부품과소프트웨어를포함 케어로봇 지능형로봇 전문로봇 검사및유지보수로봇 구조및보안로봇 물류로봇 전문로봇은비제조용로봇으로의료, 국방등사람의복지또는특정한시설이나특수목적에유용한서비스에전문화된서비스를제공하는로봇을의미함 그범위는의료, 군사등의특수한목적을가지고설계되는로봇으로미세한수술에사용되는로봇이나군사작전을위해설계되는전투용로봇등이이러한부류의대표적인형태이며검사및유지보수로봇, 스포츠기술지원로봇, 구조및보안로봇, 물류로봇, 전문청소로봇, 필드로봇, 건설및철거로봇, 의료로봇, 국방로봇등의전문서비스로봇및그와관련된부품등을포함 스포츠기술지원로봇 스마트생산시스템 ICT 융합스마트가공시스템 유연자동화가공시스템 자동창고, 산업용로봇, 수치제어공작기계, 컨베이어, 무인운송차, 품질검사장치등과같이생산과정을감시하고제어하는시스템으로구성되며, 제품의수주, 설계, 품질검사, 자재관리, 창고관리등의무인공장을포괄하는개념임 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

109 Appendix 국가별기술별특허건수 ( 지능형로봇 ) Appendix 국가별기술별특허건수 ( 지능형로봇 ) 미래유망아이템 중분류 소분류 특허건수 한국미국일본유럽합계 가사지원로봇 1,397 3, ,628 개인엔터테인먼트로봇 174 1,314 1, ,867 개인로봇 교육용로봇 239 1, ,580 케어로봇 384 1, ,863 검사및유지보수로봇 ,468 지능형로봇 구조및보안로봇 ,036 전문로봇 물류로봇 724 1,089 1, ,447 스포츠기술지원로봇 스마트생산시스템 ICT 융합스마트가공시스템 유연자동화가공시스템 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업

110 특허로본 4차산업유망기술 3D프린터 3D Printer P1805DB004A 손에잡히는특허 Report IP Reportswithin Your Grasp 3D프린터는기존산업의패러다임을변화시켜제조업혁신및신시장을창출할핵심기술로주목된다. 특히 3D프린터산업은핵심특허만료로제품상용화와시장활성화가예상된다. 이는저가 3D프린터시장확산을통한새로운패러다임전환에계기가될전망이다. 3D프린터시장을둘러싼글로벌기업들의특허활동을분석해본다. < 편집자 > 떠오르는 3D프린터 3D프린터는 3차원으로디자인된디지털도면정보를기기에입력해입체적인형태로출력하는기술로플라스틱, 금속, 석재, 종이등다양한소재및색상의구현이가능 글로벌 3D프린터시장은크게산업용과개인용제품으로구분되는데, 산업용 3D프린터시장은오는 2021년까지연평균 19.3% 증가해 108억달러에달할전망 산업용 3D프린터기술의주요활용분야는산업용기계 (19.9%), 항공우주 (16.6%), 소비재 / 전자제품 (13.1%), 자동차 (13.8%), 의료산업 (12.2%) 등으로조사됨 특히산업용기계분야는 3D프린팅기술의주요용용분야로 2014 년 ~ 2015년에기술점유율이 2.4% 증가했으며항공우주분야점유율은 2014 년에비해 1.8% 늘어남 반면개인용 3D프린터는산업용시장의 10% 에도못미치는수준으로향후지속적인성장세를기록해 2018년까지 5억달러이상의시장이예상됨 [ 표 ] 3D 프린터기술활용분야 ( 자료 : Wohlers Report)

111 특허로본 4 차산업유망기술 3D 프린터 글로벌특허기술동향 글로벌 3D프린터특허동향 미국특허청에출원된특허가총 5,497건으로전체특허의 64% 를차지하는가운데일본특허청에출원된특허가전체의 15%, 유럽특허청에출원된특허가전체의 12% 를점유 연도별출원동향을보면, 전세계적으로지속적인출원증가추세를나타내고있는것으로보이며, 특히미국을중심으로연구개발이활발하게진행중 [ 표 ] 3D 프린터분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 3D 프린터분야특허청별출원점유율 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 ) [ 표 ] 3D 프린터분야연도별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

112 특허로본 4 차산업유망기술 3D 프린터 글로벌특허기술동향 연도별동향을보면, 바이오 3D 프린팅기술의경우 2000년대초반부터급격하게출원이증가하여, 최근까지도다수의특허가출원되고있음 또한, 3D 프린팅기술분야는 2010년이후구간에특허출원이집중되어있으며, 3D 프린팅용소재기술은 2000년대중반이후최근까지특허활동이활발하게지속되고있음 미국특허청에가장많이특허가출원되고있는기술은바이오 3D 프린팅기술분야임 한국특허청에출원된건수를기준으로보면 1 3D 프린팅용소재기술, 2바이오 3D 프린팅기술, 33D 프린팅기술순으로많은특허가출원되고있는것으로나타남 [ 표 ] 3D 프린터기술분야별출원동향 ( 출처 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

113 특허로본 4 차산업유망기술 3D 프린터 주요기업 IP Activity 3D 프린터분야특허활동분석 3D SYSTEMS 는성형품의강도, 정밀도향상을목적으로하며, 복수의레이어적층 ( 출력 ) 및이종소재 ( 금속, 고무, 세라믹등 ) 의직접출력이가능한 3D프린터특허를출원 개인용 3D프린터는대부분단일소재만출력가능한한계를뛰어넘어다양한소재와색상의조립품제작이가능해질전망 [ 도면 ] HP 의잉크젯방식으로 3D 물체를제조하는방식특허 (US ) 현재 3D 프린팅은단층의레이어를출력하고경화시켜입체물을제작함에따라, 출력속도가느리고생산성이낮음 이에 CARBON3D는중합성액체의표면에서출력물을경화시키는역방향인쇄방식을개발함 강원대는노즐헤드를 X, Y, Z의 3개의축을중심으로선형 / 회전운동하도록구성 (6자유도 ) 해원하는입체형상을정확하고빠른속도로출력 [ 도면 ] 3D SYSTEMS 의이종소재 3D 프린팅특허 (US ) 14년전에이미 6건의 3D프린터관련특허를출원한 HP는독자적인 3D프린터를출시한적은없지만관련연구 개발은꾸준히진행함 HP는 2010년 Stratasys가만든 3D프린터를자사브랜드로출시한바있다. 특히 2014년 3D프린터시장진출계획을발표하면서다른 3D프린터업체를인수하지않고기존프린터기술을접목한독자적인제품개발에주력하겠다고선언 [ 도면 ] 강원대의선형 / 회전방식 3D 프린팅특허 (KR )

114 특허로본 4 차산업유망기술 3D 프린터 주요기업 IP Activity Xerox는 2008년이후에만 8개의 3D프린터특허를출원했으며, 독자개발외에도 3D Systems 등전문기업들과의협력도추진 실제 Xerox는일부연구개발조직을 3D Systems로인수 합병하는등 3D프린터협력관계를구축함 [ 도면 ] Boeing 의 SLS 기술에서파우더전달방식특허 (US ) 3D 프린팅으로생산된제품은그자체가최종결과물이아니며, 표면가공성, 정밀도및완성도향상등을위한후처리가필요함 이에 3D SYSTEMS 는성형품의품질향상을목적으로하는레이저소결방식의 3D 프린터특허를출원 미소결된분말의제거가용이하고가열된롤러로출력물의표면을가공할수있는히터를포함하는슈트 (Chute) 부를구비함 [ 도면 ] Xerox 의 3D 물체를제조하는방식특허 (US ) 미국항공기제조사 Boeing은 2003년이전부터 3D프린터관련연구를진행해지난 10년간총 40개특허를출원 Boeing은주로 SLS 방식의효율을높이는기술과이를이용한 3D 제품제조관련특허를보유 지난 1997년부터첨삭가공관련 R&D를진행해온 Boeing은현재 300여개의항공부품을 3D프린터로생산함 특히 SLS 기술에서파우더가낭비되는것을막기위해소결되는부분에집중적으로파우더를전달하는특허를보유함 [ 도면 ] 3D SYSTEMS 의출력물가공기능 3D 프린팅특허 (US )

115 Appendix 기술체계및정의 (3D 프린터 ) Appendix 기술체계및정의 (3D 프린터 ) 미래유망아이템중분류소분류기술정의 고에너지직접조사형기술 광중합형기술 3D 프린팅기술 분말적층용융형기술 재료분사형기술 플라스틱소재의광중합반응, 고온가열재료의압출, 접착제토출을통한모재를결합, 자외선또는고에너지빔 ( 레이저나전자빔등 ) 주사방식등을포함하는 3D 프린터기술 재료압출형기술 접착제분사형기술 3D 프린팅최적화기술 3D 프린팅후처리기술 3D 프린팅최적화기술 3D 프린팅후처리기술 출력품질최적화를위한소재의물성, 장비특성, 형상에따른변형예측기술 3D 구조체후처리제어공정기술, 투명성, 심미성, 고정밀성형을위한후처리공정기술 3D 프린터 고내구성유기소재 고내열성유기소재 3D 프린팅용소재기술 광경화성유기소재 금속소재 생체적합성유기소재 금속, 고분자, 세라믹, 바이오소재등소재의물성, 종류, 형태등에따라출력효율을향상시키고, 3D 프린터의적용범위확대를위한소재기술 세라믹소재 열가소성유기소재 바이오 3D 프린팅기술 대사계생체재생기술 조직결합성생체재생기술 혈액접촉성생체재생기술 생체친화성또는생분해성고분자를활용하여보철 / 임플란트, 생체조직, 인공장기, 관절등을제조하는 3D 프린팅기술 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

116 Appendix 국가별기술별특허건수 (3D 프린터 ) Appendix 국가별기술별특허건수 (3D 프린터 ) 미래유망아이템중분류소분류 특허건수 한국미국일본유럽합계 고에너지직접조사형기술 광중합형기술 D 프린팅기술 분말적층용융형기술 재료분사형기술 재료압출형기술 접착제분사형기술 D 프린팅최적화기술 3D 프린팅최적화기술 D 프린팅후처리기술 3D 프린팅후처리기술 D 프린터 고내구성유기소재 고내열성유기소재 광경화성유기소재 D 프린팅용소재기술 금속소재 생체적합성유기소재 세라믹소재 열가소성유기소재 대사계생체재생기술 바이오 3D 프린팅기술 조직결합성생체재생기술 140 1, ,012 혈액접촉성생체재생기술 47 1, ,685 ( 자료 : 특허청, 국가특허전략청사진구축사업 )

117 Appendix keywert 특허트렌드분석 특허트렌드분석 특허빅데이터분석과트렌드예측다양한미래유망기술예측방법론들가운데최근 20여년간꾸준히발전해온서지학적빅데이터인 특허정보 가미래세상을예측하는새로운도구로주목받고있다. 실제로특허는전세계적으로심사를통해공개되고관리되는신뢰성이매우높은과학기술데이터로사업적측면에서효용가치가높은상업적응용연구에적합하다. 모든기술지식과이이디어의 80% 이상을포함하는특허는공짜는물론유료데이터베이스 (DB) 를통해누구나쉽게접근이가능하다. 따라서특허데이터는기술기반의시장트렌드나신사업과관련해가장활용도가높은미래예측도구로인정받고있다. [ 그림 ] 특허빅데이터분석시스템예시 ( 출처 : 한국특허전략개발원 ) keywert 주요출원인특허빅데이터키워드분석주요출원인에대한연대별특허빅데이터키워드분석은특허청구항내용빈도수가높은순으로추출되었으며, 추출된키워드와 IPC를바탕으로연대별기술분야가분석됨각출원인별로키워드와기술분야를분석함으로써, 출원인의기술 Trend를파악할수있다. 각출원인을기준으로특허빅데이터분석은 1990년대 ( ~ ) 2000년대 ( ~ ) 2010년이후 ( ~ ) 등 3개구간으로나누어각연대별키워드를분석했다. 키워트 (keywert) 는? 워트인텔리전스 ( 대표윤정호 ) 가개발한인공지능 (AI) 기반의글로벌특허검색 ( 서비스다. 사용자가입력한정보를바탕으로유사특허를자동으로분류해준다. 선행조사보고서까지자동으로생성됨에따라기존서비스의한계를뛰어넘어선행조사조사과정을크게간소화할수있다. 또엑셀, 워드, PPT 형태의다양한특허데이터출력기능을제공해업무편의성을높였다. 손쉽게특허를분류할수있는슬라이딩뷰기능과그래프를생성해주는그래프엔진기능도제공한다. AI 특허비서서비스를통해지식재산분야인공지능기술을선도하고있으며향후지속적으로 AI 성능을고도화해사용자편의성을높여나갈계획이다.

118 Appendix keywert 특허트렌드분석 IBM 특허빅데이터키워드분석 1990 년대 2000 년대 disk stress circuit memory network Computer architectu re circuit ( 전기회로 ) interfac e network cache 전기로의디지털데이터처리정보저장반도체장치 Dram 전기로의디지털데이터처리반도체장치디지털정보전송 2010 년이후 datadriven memory epitaxy Dope ( 잘알려지지않은정보 ) sige [ 그림 ] IBM 연대별특허빅데이터키워드분석 BIM 전기로의디지털데이터처리디지털정보전송정적 (Static) 기억장치 1990년대 : Computer, network, circuit, interface, cache, disk, 2000년대 : circuit, architecture, memory, network, Dram, stress, 2010년이후 : Dope( 잘알려지지않은정보 ), epitaxy, memory, sige( 통신장비 ), BIM, data-driven 등이키워드순으로많이노출되었으며, 기술분야는 1990년대에전기로의디지털데이터처리, 정보저장, 반도체장치에관심을보이다가 2000년대에는디지털정보전송기술에관심을가지기시작했고, 2010년이후로는정적기억장치기술에관심을갖기시작함

119 About Us IPTargets 콘텐츠이용에대해 IPTargets 콘텐츠는저작권보호를받으며무단전재및재배포를원칙적으로금지합니다. 단, 불특정다수를대상으로하지않는기획서나제안서등내부용자료에인용이나부분전제는 출처 를명기하는조건으로일부허용하고있습니다. 이경우또한인터넷등네트워크를통한게시나배포는불가능합니다. 앞서설명한범위를넘는이용에대해서는사전승인이필요합니다. IP타깃 으로문의해주시기바랍니다. IPTargets는 손에잡히는특허 Report 를지향하는글로벌리서치 & 마케팅기관이다. 특허데이터를기반으로첨단이슈와트렌드를발굴, 분석해기술중심의미래시장을전망한다. IPTargets 보고서는데이터분석정확도나완결성, 혹은정보의누락과오류, 결과적무결성은물론금융투자와관련된어떠한법적책임도보장하지않는다. Copyright c 아이피타깃 (IPTargets) 사업자등록번호 주소서울특별시강남구테헤란로 146 현익빌딩 12 층홈페이지