인공지능에 대한 글로벌 특허 경쟁

인공지능, AI기술의 현재

최근 인공지능(artificial intelligence, AI) 기술의 급격한 발전과 더불어 다양한 산업에서의 전략적 활용 방안에 대한 관심이 높아지고 있다. 2022년 특허청이 제57회 발명의 날을 맞아 국민투표를 통해 뽑은 대한민국 내일을 바꿀 발명 기술 1위로 인공지능 기술이 선정될 정도로 관련 기술에 대한 국민적 관심과 기대도 매우 큰 상황이다.

 

그러나, IBM의 22년 분석에 따르면 최근까지도 국내 기업의 인공지능 기술 도입률은 세계 평균에 미치지 못하는 수준으로 우리 사회의 인공지능 기술에 대한 이해나 적극적 활용은 여전히 미흡한 실정이다. 이에 따라 인공지능 기술의 상업적 활용에 대한 관심이 높아지면서 세계 각국의 인공지능 특허를 둘러싼 경쟁이 더욱 치열해 지고 있는 가운데 인공지능 특허 분석은 최근 인공지능 기술 동향 파악뿐만 아니라 주요국의 인공지능 기술경쟁력을 가늠하는데 유용하다.

특허 데이터는 최신의 연구개발 동향 및 성과를 측정하기 위한 지표로 이용되나 정량적, 정성적 지표 산출을 통해 특정 기술 분야에서의 연구개발 수준이나 기술 경쟁력을 가늠하는 지표로 활용되기도 한다. 일례로, 미국 스탠포드대의 “AI 인덱스”는 연구개발, 기술성능, 경제, 교육 등 다양한 분야에서 인공지능 수준을 비교하고 있는데 이중 연구개발 항목에서 인공지능 관련 특허 수, 인구당 인공지능 특허 수, 전체 특허 중 AI 관련 특허 비율 등을 분석에 활용하고 있다(김규리, 2021).

먼저 국내 및 해외의 인공지능 특허동향을 살펴보기 위해 한국 특허청 및 미국 특허청에 접수된 출원특허를 중심으로 인공지능 주요 기술그룹별, 시기별 추이와 주요 출원인 동향을 살펴볼 필요가 있다. 특허권 보호의 속지주의 원칙으로 발명가가 여러 국가에서 특허권을 보호받기 위해서는 개별 국가별로 특허를 출원해야 한다. 그중에서도 미국시장은 글로벌 특허경쟁력을 가늠해 볼 수 있는 바로미터라고 할 수 있으며 이에 미국 특허청에 접수된 특허출원 데이터를 중심으로 해외 인공지능 특허동향을 살펴보아야 한다.

나아가 한국 인공지능 특허의 글로벌 경쟁력을 분석하기 위해 미국 특허청에 등록된 특허를 대상으로 정량적, 정성적 특허지표를 산출하여 한국 및 주요국의 특허경쟁력을 비교한다. 일반적인 특허분석에서는 특정기술 분야나 출원인별 특허 규모나 점유율을 분석하는 정량적 특허지표뿐만 아니라 후속 기술에 대한 파급력, 특허권 보호지역 확보를 통한 시장성 등을 분석할 수 있는 정성적 특허지표도 다수 활용된다. 

 

앞서 인공지능 특허 의 국내외 동향 및 특허지표를 활용한 글로벌 경쟁력 비교 분석의 경우, 통계청이 기 분류한 인공 지능 특허 분류 기준을 적용하여 세부 기술그룹별로 비교 분석하였으나 현재 진행형인 인공지능 기술의 발전을 감안하면 세부 기술 토픽의 추이를 파악하기 어려운 측면도 있다. 

국내외 AI 특허 동향

 

인공지능 기술분류

특허 데이터 분석을 위한 인공지능 기술 분류 관련, 국내외 주요 기관들은 다양한 분류 기준을 활용하고 있다. 일례로, 과기부와 정보통신기술진흥센터(IITP)는 인공지능 핵심기술을 학습 및 추론, 상황이해, 언어이해, 시각이해, 인지인식 및 인지 등으로 분류한 바 있으며 특허청은 학습 및 추론, 언어지능, 청각지능, 시각지능, 복합지능, AI 서비스 등으로 분류하기도 한다.

인공지능 세부 기술에 대한 대략적인 설명은 다음과 같으며 특허 데이터 검색에 활용된 기준은 아래와 같다.

• 학습: 데이터와 알고리즘을 이용해 인공지능을 만드는 기술 추론: 만들어진 인공지능을 예측·판단에 활용하는 기술
• 언어지능: 인공지능으로 단어, 문장, 문서로 이루어진 텍스트 형태의 데이터를 처리하는 기술
• 청각지능: 인공지능으로 음성으로부터 화자·내용을 인식하는 등 청각 데이터를 처리하는 기술
• 시각지능: 인공지능으로 이미지·영상에서 대상을 인식하는 등 시각데이터를 처리하는 기술
• 복합지능: 인공지능으로 오감 이외의 상황을 종합적으로 판단하도록 복합적인 데이터를 처리하는 기술

데이터

국내외 인공지능 기술 특허 출원 추이를 살펴보면, 관련 특허는 1970년대부터 출원이 이루어 졌으나 2000년대 들어서면서 본격적인 성장세를 나타내고 있는 것으로 분석된다. 이에 따라, 인공지능 특허 분석에서 2000년 또는 2010년을 기점으로 관련 특허 데이터에 대한 분석을 시도하는 경우가 많다.

2000년 1월 1일부터 최근까지 한국 특허청과 미국 특허청에 출원된 인공지능 기술 특허 데이터 수집은 한국 특허청과 미국 특허청에 접수되어 공개/등록된 특허를 대상으로 인공지능 중분류 기준 세부 기술별 선진특허분류(CPC) 코드와 검색 키워드를 검색식에 활용하여 특허출원 정보를 추출이 가능하다. 

다만, 인공지능 특허 관련 기술분류 및 활용 데이터베이스에 따라 특허 데이터에 대한 검색결과가 상이할 수 있어 수행한 검색결과와 기존 인공지능 특허 관련 선행연구 간 직접적인 비교는 어려울 수 있다. 인공지능 특허를 기본적으로 학습 및 추론, 언어지능, 청각지능, 시각지능, 복합지능, AI서비스 등 6개 그룹으로 구분한다. 

복수의 기술 그룹에서 검색되는 특허의 경우 “AI융복합”라는 별도의 그룹을 생성하여 구분한다. 이하에서는 인공지능 특허를 학습 및 추론, 언어지능, 청각지능, 시각지능, 복합지능, AI서비스, AI융복합 등 총 7개 그룹으로 구분하고 있다. 한편, 한국 특허청 데이터 관련 세부 항목 중 키프리스에서 직접 다운로드가 불가능한 데이터는 “키프리스 플러스(KIPRIS Plus)”의 Open API 서비스를 병행 활용하여 수집, 정리하였다.

검색 데이터베이스

인공지능 세부기술별 특허출원 추이

미국 특허청에 출원된 인공지능 특허의 세부 기술별 출원 추이는 꾸준한 증가세를 보이는 것으로 나타난 가운데 세부 기술별로는 학습 및 추론, 시각지능, AI융복합 등의 분야에서 특허출원이 많다. 추세적으로는 2017년까지 시각지능 특허출원이 가장 많았으나 최근 들어서는 학습 및 추론, AI융복합 등의 분야에서 더 많은 특허들이 출원되고 있는 것으로 집계된다.

2013년을 전후로 세부 기술별 평균적인 인공지능 특허출원수를 비교해 보면 학습 및 추론, 시각지능, AI융복합 등의 분야에서 크게 증가한 가운데 상대적으로 청각지능, 복합지능 등의 분야에서 특허출원 증가세는 다소 낮은 것으로 나타난다.

상위 특허출원 국가

2000년~2019년을 기준으로 미국 특허청에 출원된 특허 84,927건의 출원인 국적을 집계해 보면 인공지능 특허 상위 출원 국가로는 미국이 54,181건(비중 63.8%)으로 상당수를 차지한 가운데 뒤를 이어 일본 8,261건(9.7%), 한국 3,473건(4.1%), 중국 3,061건 (3.6%), 독일 2,571건(3.0%) 등의 순으로 나타난다.

상위 특허출원 국가(2000년~2019년)

연도별 특허출원 추이를 살펴보면 인공지능 특허출원 상위 국가 중 미국의 특허출원이 꾸준한 증가세를 나타내고 있는 가운데 최근 상대적으로 한국의 증가세가 두드러지고 있으며 기타 일본, 중국, 독일 등 주요국들의 인공지능 특허출원도 증가세를 보이고 있다.

2000년~2019년 동안 세부 기술그룹별 상위 특허출원 국가 동향을 살펴보면 미국과 일본 국적 출원인은 시각지능, 언어지능, 학습 및 추론 등에서 특허출원이 많은 반면 한국, 중국, 독일 등은 시각지능, 학습 및 추론 등의 분야에서 특허출원이 많은 것으로 집계된다.

세부 기술별 상위 특허출원 국가(2000년~2019년)

한국 특허청 데이터로 본 인공지능 특허 동향

인공지능 세부기술별 특허출원 추이

최근 세계지식재산권기구(WIPO)의 보고서에 따르면 인공지능 특허는 2013년을 기점으로 크게 증가하는 것으로 조사된 바 있는데 한국 특허청에 접수된 인공지능 특허출원도 유사한 추세를 보이고 있다. 2000년~2021년 동안 전체 인공지능 특허 대비 세부 기술그룹별 비중은 AI융복합(25.5%), 학습 및 추론(20.4%), AI서비스(20.2%), 언어지능(14.6%), 시각지능 (10.3%) 등의 순으로 높게 나타난다. 

한편, 기술그룹별 추세를 살펴보면 최근 들어 학습 및 추론, AI 서비스, AI융복합 등의 분야에서 특허출원이 증가하고 있는 것으로 분석된다 2013년 전후를 기준으로 연평균 인공지능 특허출원수를 비교하기 위해 2001년~2012 년과 2013년~2019년을 나누어 살펴보면 인공지능 세부기술별로 2013년 이전에는 언어지능, AI서비스, AI융복합 등의 순으로 특허출원이 많았으나 2013년 이후에는 학습 및 추론, AI융복합, AI서비스, 시각지능 등의 분야에서 활성화된 것으로 집계된다.

기간별 연평균 특허출원수 추이

상위 특허출원 국가

한국 특허청에 접수된 특허의 출원인 국적별 통계를 보면 2000년~2019년 기간 동안 출원된 인공지능 특허의 상위 특허출원 국가는 한국 10,768건(비중 88.3%), 미국 826건 (6.8%), 중국 197건(1.6%), 일본 182건(1.5%) 등의 순으로 나타나며 출원특허의 10건 중 9 건 정도가 한국 국적 출원인에 의한 것으로 집계되고 있다. 한국을 포함하여 미국, 중국, 일본 등의 주요국을 포함할 경우 전체 특허의 98.1%로 대부분을 차지한다.

상위 특허출원 국가(2000년~2019년)

위 국적별 특허출원 통계를 확장하여 2000년~2019년 동안 세부 기술그룹별 상위 특허출원 국가 동향을 살펴보면 한국 국적 출원인은 AI융복합, AI서비스, 학습 및 추론 등에서 특허출원이 많은 반면 미국과 일본 출원인은 언어지능, 중국은 학습 및 추론 분야의 특허출원이 많은 것으로 집계되어 국가별로 다소 상이한 분포를 나타내고 있다.