[글로벌 특허 브리핑⑯] ‘보스턴다이내믹스’ 특허 포트폴리오 전략

특허뉴스 이성용 기자 | 기사입력 2021/08/14 [15:32]

[글로벌 특허 브리핑⑯] ‘보스턴다이내믹스’ 특허 포트폴리오 전략

특허뉴스 이성용 기자 | 입력 : 2021/08/14 [15:32]

▲ 보스턴다이내믹스가 만든 2족 4족 보행 로봇/ 출처_현대차그룹  © 특허뉴스

 

202012월 현대차그룹이 소프트뱅크(SoftBank Group)’로부터 보스턴다이내믹스(Boston Dynamics, Inc.)’의 지배 지분을 인수했다는 뉴스가 언론의 주목을 받았다. IP타깃이 발간한 [대해부] ‘보스턴다이내믹스보고서(저자: 이진수)를 기반으로 세계적인 로봇 전문기업으로 성장한 보스턴다이내믹스의 핵심 개발 전략과 주요 특허기술을 분석해본다. <편집자>

 

MIT 대학 실험실 창업국방부 지원으로 상업화

 

▲The MIT Leg Laboratory연구원(출처:웹사이트)©특허뉴스

보스턴다이내믹스는 1992년 미 매사추세츠 공과대학교(MIT) 다리 실험실(Leg Laboratory)”에서 나온 연구개발 결과물을 기반으로 분리(spin-off)해 설립됐다.

 

대학 실험실에서 연구·개발한 기술을 기초로 연구원들이 창업한 스타트업의 전형적인 예이다. 또 국방부 지원금으로 공상과학에 가까운 기술을 현실의 기술로 완성하고 민간 시장에 상품으로 내어 놓은 전형적인 사례이기도 하다.

 

이처럼 미국은 스타트업 등이 혁신기술개발을 할 수 있도록 정부자금을 지원하고 있다. 우리나라도 중소기업을 돕기 위한 정부자금지원제도가 있으나, 특이하게도 미국은 지원 자금의 80%를 국방부(DoD)와 보건부(HHS/NIH) 두 기관이 집행하고 있다. 미국에서는 군사기술이 민간기술을 선도하고 있다는 진단이 틀린 말은 아닌 것이다.

 

실제로 미국은 국방부가 공상과학 같은 연구주제를 현실의 기술로 검증하는 자금을 직접 지원한다. 군사기술은 민간시장에서는 아직 상업적 기술로 성숙하지 않았거나 당장은 도입할 수 없는 초기단계의 실험적 기술을 필요로 한다. 이 점에서 군사기술로 실현 타당성을 검증하고 구체화하는 과정은 민간기업이 필요로 하는 상업목적의 기술로 성장하기 위한 다리(bridge)가 되어준다.

 

대학 실험실에서 기술 창업까지바이-돌법(Bayh-Dole Act)’

 

지난 1980년에 발효된 바이돌법(Bayh-Dole Act)은 연방정부지원 대학발명에 대해 해당 연구를 수행한 단체가 특허권을 보유하는 한편, 연구비를 지원한 연방정부는 해당 특허발명의 실시 활용에 개입할 수 있는 권한(march-in right)’만을 가지도록 규정하고 있다.

 

이에 따라 연방정부의 자금을 받아 개발된 발명이라도 원칙적으로 그 발명의 소유권은 그 발명을 한 연구단체나 중소기업이 보유하도록 하고, 연방정부는 오직 무상의 비배타적 실시권 (a royalty-free, perpetual, nonexclusive license)만 보유하도록 하고 있다.

 

현재 보스턴다이내믹스의 특허 중 미국특허상표청(USPTO)에 연방정부가 통상실시권을 가지고 있는 특허는 총 9건이 등록돼 있다. 미국은 연방 규정에 따라 양도서류는 물론 행정명령(Executive Order) 9424’에 의해 연방정부가 취득하는 권리(라이선스 포함)에 관한 내용을 등록해야 한다.

 

이처럼 연구 결과의 귀속과 관련해서는 바이-돌 법에 따라 보스톤다이내믹스가 권리를 소유하되 연방정부가 통상의 실시권을 갖게 된다. 이를 통해 대학내 다리실험실은 물론 보스톤다이내믹스의 핵심 연구자들이 보상을 받을 수 있는 것이다.

 

▲ 국방부 자금을 지원 받아 개발된 로봇들 [출처: 보-스턴다이내믹스 웹사이트]  © 특허뉴스


결론적으로, 매사추세츠 공과대학교(MIT) 다리실험실에서 연방정부 자금을 받아 개발한 기술들에 대한 권리가 그 연구원들이 분리 설립한 스타트업 보스톤다이내믹스의 자본이 될 수 있었다. 그리고 스타트업 보스톤다이내믹스는 다리 로봇의 상용화를 위한 개발자금을 연방정부, 그것도 국방부로부터 지원받고 그 개발결과물을 개발기업인 보스톤다이내믹스이 보유할 수 있도록 보장되었다는 점은 우리에게 시사하는 점이 크다.

 

역동역학(passive dynamics)다리로봇알고리즘특허 포트폴리오

 

보스턴다이내믹스는 동물의 골격과 근육의 움직임을 공학적으로 연구하고 역동역학(passive dynamics)적으로 에너지 공급이 없는 상태에서 기구적인 액츄에이터(actuator), 골격 로봇, 각종 기관의 동작을 개발했다.

 

때문에 보스턴다이내믹스가 201312월 구글 X에 인수되기 전까지 출원된 발명들(11)은 대부분 다리 골격 또는 근육에 상응하는 실린더 액츄에이터 시스템에 관한 것들이다.

 

▲ USPTO에 미연방정부의 통상실시권이 등록돼 있는 리스트 (출처 : USPTO)  © 특허뉴스


본격적으로 다리 로봇의 경로 이동 지면 상태 추정 불규칙한 지면의 보행 미끄럼 방지 이동 경로설정 걸음걸이나 행동의 결정 등에 관한 제어 알고리즘은 보스턴다이내믹스가 구글 X에 인수된 이후에 구글 연구원의 개발 결과물로 출원되었고 소프트뱅크에 인수되는 시점에 보-스턴다이내믹스로 양도됐다.

 

▲ 로봇 균형 제어 방법 출처: “자연 피치와 롤(Natural pitch and roll)” 특허  © 특허뉴스

이 가운데 200810월 출원된 액츄에이터 시스템 (Actuator system)’ 특허(번호 제8,126,592)는 피스톤 실린더 액츄에이터를 소형 실린더와 대형 실린더로 분리해 2개로 구성하고 전기 신호로 유압 서보밸브를 제어한다. 다리를 빠르게 이동할 때는 소형 실린더를 선택적으로 작동시키고, 발이 지면을 지지하는 자세 동작 때는 대면적의 대형 실린더를 선택적으로 작동시킬 수 있는 유압 액츄에이터 시스템으로 구성했다.

 

그러나 현재 상용화된 4족 로봇 스폿(Spot)”도 한번 전기 완충 후 약 1시간 정도밖에 사용할 수 없는 한계를 가지고 있다.

 

이런 점만 보더라도, 수소전지이든 2차전지이든 전지기술이 급속히 발전하지 않는 한, 기구적으로 또는 알고리즘적으로 소비전력을 줄이는 방법을 찾는 것이 다리로 보행하는 로봇이 극복해야 할 가장 큰 당면 과제임을 직감하게 한다. 이 점은 전기자동차 분야에서 시급히 해결할 과제와 다르지 않다.

 

▲ 로봇 다리 액츄에이터 시스템 (출처: 미국특허청 US 8,126,592 공보)  © 특허뉴스

보스턴다이내믹스가 보유한 제어 알고리즘에 관한 방법 발명은 모두 구글에 인수된 이후에 출원되었다.

이 가운데 자연 피치와 롤(Natural pitch and roll)” 특허는 로봇이 불안정한 자세에 있을 것이라고 예측되면, 로봇이 안정적인 다른 자세를 취하도록, 로봇이 로봇의 다수의 관절 다리 중 적어도 하나 이상의 관절 다리를 이동시키는 제어를 특징으로 한다.

 

로봇의 자세를 추정하는 방법으로 복수의 센서로 각 관절의 관절각를 측정하고 자이로스코프나 가속도계 등에 의해 로봇 본체의 자세를 측정한다.

 

그리고 로봇 장치 본체의 가속도, 또는 로봇 본체의 피치, 롤 및 요 등의 회전 각도를 측정한다. 이러한 측정값들의 관계를 수학적 알고리즘을 이용해 로봇의 자세와 상태를 판정하는 방법이다.

 

이 같은 기술 발전 추세라면, 영화 터미네이터나 AI에 나오는 휴먼로이드가 인간과 함께 살아가는 날도 머지않은 일이 될 것이다

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