Apple과 Google이 준비하는 사물인터넷(IoT) 특허 전략은?

4차 산업혁명의 핵심기반 기술로 부상한 사물인터넷(IoT)은 제조, 의료, 유통 등 전산업 확산으로 우리 삶의 일대 변혁을 가져올 것으로 기대된다. 특허분석 리포트 전문기관 IP타깃(www.iptargets.com)이 발간한 보고서를 기반으로 애플과 구글이 추진하는 사물인터넷 분야 특허활동을 분석해 본다. <편집자>

Apple 특허활동 분석

Apple은 자사 IoT 서비스인 ‘HomeKit’ 보급을 위해 가전 제조사 또는 반도체 업체와 파트너십을 체결해 생태계 확장을 꾀하고 있다. 전구, 스위치, 온도계 등 다양한 제품군에 걸쳐 제품 호환을 확대한다. 사용자가 촬영 범위를 설정해야 하는 기존 촬영 장치와 다르게 이 특허는 촬영장치와 피사체 사이 거리를 자동 계산한다. 두 카메라가 촬영한 영상을 바탕으로 피사체의 위치를 판단해 위치와 거리, 이에 따른 화각을 도출하고, 화각에 따라 두 대의 카메라를 회전하며 영상을 촬영하는 방법이다.

Apple은 2006년을 기점으로 꾸준히 IoT산업융합 관련 특허 출원에 주력해 최근에는 IoT디바이스 분야로도 눈을 돌려 특허 확보를 늘려가고 있다. 2010년대 초반 들어 출원이 주춤했던 IoT보안 분야도 최근 3년간 출원 활동을 재개했다.


                      미래예상 제품 및 서비스 로드맵 (한국특허전략개발원)

기존 Apple 보유 특허 중 무선 네트워크를 이용해 가정 및 사무실 기기를 중앙 시스템에서 제어하는 ‘무선제어’ 관련 특허(US 7,917,661)가 대표적인 초기 IoT 특허로 꼽힌다. Apple은 다양한 디바이스를 상호 연결할 수 있는 플랫폼 ‘Home kit'을 선보인 후 본격적인 특허 정교화에 나섰다. 이동통신 단말기가 집에서 어느 정도 떨어졌는지 거리를 측정하고 이에 따라 자동화 모드를 제어하는 위치기반 특허(US 9,071,453)가 대표적이다.

Apple은 더 나아가 사람의 얼굴인식+출현인식+모션인식에 뉴럴 네트워크 알고리즘을 융합해 Mac이 절전모드(Reduced power mode)에 있을 때 사용자가 출현하면 자동으로 켜는 기술을 개발하고 있다. 본 기술도 2011년으로 거슬러 올라간다. 2011년 7월 1일에 ‘출현 센싱(Presence Sensing)’이라는 특허를 가출원하고(Provisional application, 61/504,026), 2011년 5월 12일에 다시 가출원하고(61/485,610), 2011년 8월 26일에 이를 개량 출원하고(13/219,573), 2017년 2월 28일에 이를 개량 출원해(15/445,623), 마침내 2017년 7월 6일에 출원서가 공개됐다(20170193282).


                     Apple의 특허 도면

특히 카메라와 근접 센서 등 센서 융합(Sensor fusion) 알고리즘과 감지(검출) 로직(detection logic)은 뉴럴 네트워크를 사용하는데, 벡터 머신(vector machines)과 알고리즘 베이스의 확률적 기계 학습을 지원해 사람이 출현했는지를 결정한다. 컴퓨터와 사람의 출현 거리인 한계거리(Threshold distance)를 정해 이 한계 거리 내에서 센서들이 인식이 되면 컴퓨터를 자동적으로 켤 수 있다고 기술하고 있다.

Google 특허 활동 분석

Google은 ‘Google Home’ 확대 전략으로 IoT 요소기술을 보유 기업 인수합병을 선택했다. 2014년, 32억달러에 인수한 자동 온도조절기와 화재경보기 개발 업체 ‘Nest Labs’가 대표적인 사례이다. Google은 Apple, 삼성전자 등 경쟁업체에 비해 더딘 속도로 IoT 분야 특허를 출원했다. 그 중 IoT산업융합 분야 출원이 가장 활발한 가운데 최근 들어 IoT디바이스와 스마트홈 영역에도 집중한다, 지난 2012년 이후로 IoT보안 분야에 꾸준히 특허를 출원하는 반면 IoT플랫폼 분야는 특허활동이 뜸하다.

Nest Labs로부터 인수한 ‘스마트 온도계’ 관련 특허(US 8,489,243)는 Google이 그리는 스마트홈 생태계 핵심 기술로 지난 2014년 Google M&A 사상 최고가인 32억달러에 스마트홈 스타트업 Nest Labs를 인수한 후 스마트 온도조절기를 필두로 실내 캠코더 등 다양한 기기로 확장하고 있다. Google 스마트홈의 기술 뼈대인 ‘Nest Labs’의 스마트 온도계 특허(US 8,489,243)가 대표적이다.


                            사물인터넷 분야 Google 특허 출원 흐름도

사용자는 스마트온도계를 회전하며 온도를 조절할 수 있다. 또 스마트기기와 연동해 외부에서도 자유롭게 실내 환경을 제어한다. 최근 스마트홈 영역에서 ‘조명’도 주요 기술로 떠오른 가운데 Google이 지난 2014년 출원한 자동화 조명 특허(공개번호 US20160189491)는 사용자 위치를 기반으로 자동으로 조도를 조정한다. 가정 내 설치된 다양한 센서가 사용자 위치를 읽어내고 사용자 위치에 따라 조도가 결정된다. 시스템은 사용자가 센서를 기준으로 근접한 위치에 있을 경우 이에 해당하는 정도로 밝기를 조정하고 사용자가 위치를 이동해 해당 영역을 벗어날 경우 조명도 자동으로 밝기를 낮춘다.