특허로 바라본 4차 산업 기술 미래는?

특허청, 4차 산업 관련 기술 특허 통계집 발간

4차 산업혁명이 다보스 포럼(WEF, World Economic Forum, 2016)을 통해 전 세계의 화두로 등장한 이후 주요 테마와 관련 기술은 하루가 다르게 발전하고 있다. 특히 코로나19로 인해 전 세계적으로 비대면·디지털 경제사회가 급격히 현실이 되면서 관련 기술들의 비약적인 발전이 예상되고 있다.

이러한 국제적 위기 상황 속에서 최첨단 기술에 대한 특허 등 지적 재산권 확보를 위해 주요국들의 경쟁 또한 날로 치열해지고 있다. 우리나라 역시 글로벌 경쟁력 우위를 유지하기 위해 각고의 노력을 기울이고 있다.

지난 9월, 특허청은 4차 산업의 주요 기술 8개와 융·복합 기술 8개 분야의 기술 특허 정보를 총망라한 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’을 발간했다. 지난해 11월에 신설된 융복합기술심사국 소관 4차 산업혁명 관련 기술을 통계 산출했으며, 특허 데이터베이스는 특허청의 검색시스템(KOMPASS: KOrean Multifunctional PAtent Search System)를 활용했다.

AI·빅데이터·IoT의 지속적 증가, 디지털 헬스케어의 비약적 성장

2019년 집계된 4차 산업혁명 관련 기술 단일 기술에 대한 특허 출원은 총 1만 7446건이며 개별 기술별로는 인공지능 4011건, 빅데이터 870건, IoT 1378건, 바이오마커 540건, 디지털 헬스케어 4109건, 지능형 로봇 1980건, 자율 주행 3986건, 3D 프린팅 572건으로 조사됐다. 단일 기술들의 특허 출원은 2010년 이후 지속적으로 증가하는 추세이며, 특히 디지털 헬스케어와 인공지능의 증가폭이 두드러진다.

4차 산업혁명 관련 기술 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

AI와 빅데이터, IoT 관련 기술은 지속적으로 출원수가 증가하는 추세를 보이고 있다. 2010년대 딥러닝 등 AI 기술이 발전하고, 2016년 알파고로 대표되는 AI 및 AI 응용기술 개발에 대한 투자 증가가 특허 출원 증가로 연결된 것으로 보인다.

AI 분야 특허출원량은 2016년 최초로 1000 건을 돌파하고, 전년대비 약 90%가량의 증가율을 기록하고 있다. 주요 기술은 학습 및 추론, 언어 지능, 청각 지능, 시각 지능, 복합 지능, AI 서비스 등이며, 시각 지능 관련 기술의 특허량이 월등히 높은 것으로 집계됐다.

인공지능 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

빅데이터 분야의 특허출원량은 지난 10년간 연평균 14.4% 증가율을 보이고 있다.

기업의 비즈니스 의사결정 시스템 향상 및 AI, 자율주행 등 4차 산업 혁명의 첨단 기술 개발을 위해 대용량 데이터를 수집, 저장, 분석하고 활용하여 새로운 가치를 만들어 내는 빅데이터 기술에 대한 관심이 고조되는 경향이다. 특히 스마트기기의 확산, SNS 등 소셜 미디어 급성장 및 IoT의 활성화 등에 따라 엄청난 양의 데이터가 생성되고 있으며, 이에 따라 ‘데이터 수집 또는 탐색’ 관련 기술의 출원이 전체 52% 비중으로 가장 많은 부분을 차지하고 있다.

주요 기술은 데이터 수집 또는 탐색, 데이터 저장 또는 처리, 데이터 분석, 데이터 시각화, 데이터 보안, 데이터 플랫폼, 시스템의 유지·관리 등이며, 데이터 수집과 분석 관련 특허량이 가장 높게 집계됐다.

빅데이터 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

IoT 분야의 전체 출원량은 지난 10년간 연평균 7.4%로 나타났으며, 인간을 주체로 하는 네트워크 환경과 사물을 주체로 하는 네트워크 환경으로 기술이 발전하는 경향이다.

특히 IoT는 4차 산업혁명의 핵심기술로서 5G·6G 네트워크의 구축을 통해 응용 서비스 환경을 조성 중이기 때문에 향후 응용 서비스 분야의 발전이 가속화될 것으로 예상된다.

사물인터넷 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

바이오마커 분야는 최근 10년간 7.9%의 성장률로 꾸준히 특허 출원이 증가하고 있으며, 암 바이오마커 기술은 진단 보다 치료제 발굴을 위한 기술에 집중되는 추세다. 향후 코로나19 팬데믹으로 바이러스 검출 관련 기술 출원이 증가할 것으로 예상된다.

바이오마커 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

디지털 헬스케어 분야는 AI·ICT를 이용한 진단기술의 발전으로 최근 10년 동안 2배 이상 출원량이 증가하였으며, 세부 기술로는 생체측정 의료기기 분야의 출원이 가장 많이 증가했다. 세부적으로는 생체측정 의료기기(1만 1894건), 의료·건강 정보처리기기(6814건), 생체진단용 신호처리 기술(6646건) 분야 순으로 출원이 지속적으로 증가하며, 11.7%의 연평균 중가율을 나타냈다. 특히 생체신호 측정 장치의 소형화와 배터리 기술의 발전에 따라 웨어러블 측정기술 및 인공지능 진단기술 등이 포함된 생체측정 의료기기 분야의 출원량이 급증한 것으로 보인다.

디지털 헬스케어 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

지능형 로봇 분야는 로봇 부품 기술 분야의 출원이 가장 많으나, 로봇지능기술 분야의 출원도 동반 증가 추세를 보이고 있다. 최근 코로나19로 인해 비대면 서비스 위주의 로봇 시장이 확대될 것으로 전망됨에 따라 서비스 로봇 관련 출원이 증가할 것으로 예상된다. 이 분야 역시 향후 로봇에 AI, IoT를 접목한 서비스 분야의 출원이 증가할 것으로 예상된다.

지능형 로봇 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

자율주행을 위한 하드웨어 기술과 교통 제어 등 서비스 분야 기술 개발의 적극적 투자가 특허 출원으로 연결되어 출원 증가 추세를 유지하고 있다. 전통적인 교통수단에 IT를 결합하여 효율성과 편의성을 높인 모빌리티 산업이 활성화되었고, 특히 스마트폰 하나도 포괄적인 이동 서비스를 제공하는 MaaS(Mobility as a Service) 기술로 기술 흐름이 이동 중인 것으로 보인다.

특히 최근에는 환경 인식 관련 기술이 가장 많은 출원을 했으며, 차량용 영상인식기술 특허출원은 2010년에서 2013년 3배 이상 증가율을 보였다.

자율주행 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

융복합 기술 분야는 단일 기술들이 겹쳐있는 영역 중 의미 있는 부분을 선정한 분야로 AI 기술 분야의 출원 증가에 따라 AI와의 융·복합 기술이 전체적으로 증가 추세를 유지하고 있다. 특히 AI+IoT 융합 기술의 출원이 가장 많은 것으로 집계됐으며, 코로나 이후 비대면·스마트화·자동화 및 이로 인한 데이터 축적 속도 향상으로 AI 도입이 가속화되고, 특허 출원 또한 더욱 빠르게 증가할 것으로 예상된다.

디지털 헬스케어 분야와의 융합 기술 또한 지속적인 성장 추세를 보이며, 다양한 질환(뇌, 안과, 심장, 위장, 암/종양, 유방병변, 보행분석, 치매 진단)의 진단 및 질병예측에 AI를 적용하는 기술들이 다수 출원되고 있다.

빅데이터 기반 미래 예측, 소비 트렌드 분석, 신약개발, 질병 진단 등 빅데이터를 처리하고 분석하는 방법에 AI를 이용하는 기술이 다수 출원되었다.

4차 산업혁명 관련 융복합기술 출원 통계 Ⓒ통계청 ‘4차 산업 관련 기술 특허 통계집’

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