[특허로 본 유망기술] 사물인터넷(IoT)
4차 산업혁명의 핵심기반 기술로 부상한 사물인터넷(IoT)은 스마트홈을 넘어 에너지, 도시·안전, 헬스·의료, 자동차·교통, 제조, 축산 등 다양한 산업 분야의 미래를 바꿀 것으로 전망된다. 또한 스마트화?플랫폼화?서비스화를 통해 제조, 의료, 유통 등 전산업 확산으로 우리 삶의 일대 변혁을 가져올 것으로 기대된다. 특허분석 리포트 전문기관 IP타깃(www.iptargets.com)이 발간한 보고서를 기반으로사물인터넷 시장을 둘러싼 글로벌 특허 동향을 분석해 본다. <편집자>
4차 산업혁명 기반기술 ‘사물인터넷(IoT)’
사물인터넷(Internet of Things)은 모든 사물이 인터넷에 연결되어 정보를 공유하는 기술 및 서비스로 인간과 사물, 서비스 등 3가지 분산된 환경 요소에 대해 인간의 명시적 개입 없이 상호 협력적으로 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망을 의미한다. 사물은 인간, 차량, 교량, 각종 전자장비, 문화재, 자연 환경을 구성하는 물리적 사물 등을 포함하는 개념이다. 이동통신망을 이용해 사람-사물, 사물-사물을 잇는 M2M(Machine to Machine) 개념은 인터넷을 통해 사물은 물론 현실과 가상세계의 모든 정보와 상호작용하는 IoT 개념으로 진화하고 있다.
4차 산업혁명은 ‘초연결·초지능·초실감’ 정보통신기술과 다양한 과학기술 융합에 기반한 차세대 산업혁명으로 핵심은 O2O(Online 2 Offline) 융합이며, 이러한 O2O 융합의 최종 결정판이 사물인터넷(IoT)이다. 이에 따라 Apple과 Google, Intel 등 글로벌 IT기업 대부분이 자사 제품·서비스 중심 IoT 생태계 형성에 주력하고 있다.
포브스에 따르면 전세계 IoT 시장에 가장 영향력 있는 기업은 Apple로 나타났으며 그 뒤를 이어 Google 자회사인 Nest와 Google이 2·3위를 차지함으로써 Apple과 Google 두 업체가 향후 IoT 시장을 주도할 것으로 예상된다. 마키나리서치는 세계 IoT 시장이 연평균 약 26%씩 성장해, 오는 2020년에는 1조 달러를 상회할 전망. 한국 시장은 같은 해 13.7조원까지 성장될 것으로 예측했다.
RFID/USN에서 IoE 모델로 진화
2004년 모든 개체에 태그 및 센서를 부착하고 네트워크를 통해 지식서비스를 제공하는 RFID/USN에서 2009년 사람이 개입하지 않은 상태에서의 기계와 기계의 자발적인 소통(기계 간 1대 1 통신)하는 M2M 기술로 발전하고 있다. 2012년은 다(多) 대 다(多) 통신을 기본으로 기계에 한정되었던 개념을 모든 사물(Thing)로 확장되는 IoT 기술이 주목받고, 미래에는 IoT에 공간 개념을 도입한 IoE 모델로 진화하고 있다.
사물인터넷(IoT) 기술의 진화 (한국특허전략개발원)
일본 니혼게이자이BP가 발행한 'IoT의 미래 2017-2026 특허분석편’에 따르면 향후 10년간 떠오를 스마트공장 IoT 기술 특허에서 지멘스가 강세이다. 생산현장을 관리하는 공장자동화(FA) 제품에 강점을 지닌 지멘스는 독자적 빅데이터 분석시스템 ＇시날리틱스＇로 세계 풍력 터빈과 건물, 열차 등 30만대 이상의 장비나 디바이스를 네트워크로 연결해 가스 터빈과 철도시스템 유지·보수에 활용한다. 실제로 클라우드 시스템 '마인드스피어'를 제조업용으로 투입하고, FA 기기를 접목한 공작기계로 가동상황 데이터를 수집해 시날리틱스로 분석하는 등 FA 영역부터 설계서비스까지 제조업 전체를 아우르는 기반시스템 '디지털 엔터프라이즈'도 제공한다. 또 스마트공장 시스템 개발, 기술 지원용으로 소프트웨어(SW) 업체 20여 곳을 인수하고 가상 환경에서 제품 디자인, 생산라인 설계, FA시스템 개발, 시운전도 완료함으로써 FA 기기를 CAD 기반 제품 주기 관리도구 및 제조 실행시스템과 통합하는 구상을 진행하고 있다.
사물인터넷 기술 분야별 주요 기업 출원동향 (특허청)
IBM은 의사결정에 IoT를 적극 이용하는데 이 회사 의사결정 관리도구 'ODM(Operational Decision Manager)'은 미리 설정한 규칙에 따라 업무를 자동화해 사람이 결정할 사항을 줄이고, 프로세스 효율과 품질을 높이는 솔루션이다. 센서 장착 수화물이나 스마트폰을 가진 고객이 특정 영역에 들어오면 자동으로 이메일로 알림 메시지를 보내는 등 스마트폰이나 센서로 감지한 위치정보에 따라 자동화가 이뤄지는 ‘분산 컴퓨팅 관리 비용 절감 특허(JP5081827B)’를 일본 특허청에 등록했다.
글로벌 IoT특허 동향
사물인터넷 분야의 특허출원은 2000년대 높은 증가률을 보였으며, 이후 최근까지 지속적으로 증가했다. 미국 특허청이 전반적인 기간동안 선도하고 있으며, 미국 특허청 > 한국 특허청 > 일본 특허청 > 유럽 특허청 순으로 특허 출원이 많다. 한국 특허청은 2000년 특허 출원 급증 이후 2002년까지 감소, 2003년 이후 최근까지 지속적으로 증가했다. 한국은 출원 1구간 점유율 16.4% → 5구간 점유율 22.6%로 늘었으며 미국은 1구간에서 5구간까지 지속적으로 증가하는 추세이다.
세계 전체적으로는 IoT 산업융합 > IoT 디바이스 > 스마트홈 > IoT 플랫폼 > IoT 보안 등 순으로 기술 분야별 특허 출원이 많다. 한국은 IoT 산업융합 > IoT 디바이스 > 스마트홈 > IoT 플랫폼 > IoT 보안 등 순으로 기술 분야별 특허 출원이 많다. 특히 IoT 산업융합 분야는 과거로부터 최근까지 지속적으로 많은 출원이 이루어지고 있다. IoT 디바이스 분야 중 웨어러블 디바이스 기술은 2000년대 초반부터 지속적인 출원이 나타난다. 스마트홈 분야 중 스마트홈 네트워크 기술은 2000년대 중반 이후 특허 출원이 증가했다. IoT 보안 분야 중 하드웨어기반 IoT 보안 기술 및 IoT 플랫폼 분야 중 이종 플랫폼의 Federation 기술은 2010년대 이후 특허 출원이 늘었다.
사물인터넷 분야 NPE 소송 특허건수(특허청)
사물인터넷 시장이 성장하며 특허관리전문업체(NPE) 활동도 증가했다. 특히 IoT 산업융합 기술은 소송 특허 중 현재권리자가 NPE인 특허가 가장 많다. 2013년 가장 많은 특허 소송이 발생했으며, 최근에는 소송이 감소하는 추세임. 소송 건수 관점에서는 IoT 산업융합 기술이 평균 소송 건수 이상으로 소송활동이 가장 활발하다. IoT 산업융합 기술은 평균 소송 건수 이상으로 소송활동이 활발한 가운데 NPE 특허거래도 가장 많다. 2000년대 중반에 출원된 특허에 대한 거래가 가장 많았으며, 이후 최근까지 감소하는 추세이다. HITACHI, 삼성전자, IBM등이 지속적으로 상위권 유지하는 가운데 최근에는 한국전자통신연구원, QUALCOMM, Google, GE, INTERL 등이 많은 출원을 하고 있다.