최근 사회 전 분야에서 가장 주목하는 키워드는 단연코 메타버스다.
디지털 가상공간인 메타버스는 이미 차세대 컴퓨팅 플랫폼으로 관심을 끌며, 트렌드를 넘어 디지털 대전환에 선봉에 서 있다. 물리적 공간의 한계를 초월하고, 2D에서는 구현할 수 없었던 경험들을 가능하게 하는 ‘무한성’이 새로운 성장 동력으로 인식되기 때문이다.
이런 사회 분위기를 더욱 가열시키는 것은 메타버스를 구현하는 기술, XR(Extended Reality, 확장현실)의 급성장세다.
XR은 범용기술로써 교육, 제조, 의료 등의 주요 산업과 융합하여 새로운 산업 생태계를 구축하고, 산업고도화의 핵심 수단으로 여겨지고 있다. 또한 코로나19로 인해 비대면 기술에 대한 수요가 지속돼 국내외 XR 시장의 성장은 앞으로도 지속될 것으로 보인다.
XR, 사람의 감각 경험을 확장해야
XR은 인간의 오감을 제어해 가상세계 속에서 사용자의 경험을 확장하는 ‘다중감각 기술’이다.
메타버스처럼 현실과의 경계를 지우거나, 현실에 가상의 이미지를 덧입혀 현실을 증강시키기 위해서는 HW/SW 기술의 요소들이 함께 구성되어야 한다. 따라서 이를 구현하기 위해서는 시각·청각·촉각 등의 입출력 인터페이스에 해당하는 HW기술과 카메라를 통한 영상인식, 추적 및 정합기술, 센서기술, 3D 가속화 등의 SW 기술이 필요하다.
하지만 지금까지 XR이 구현하는 감각은 시각에 치중돼 있다고 해도 과언이 아니다. 주로 헤드 마운트 디스플레이(HMD)를 착용하여 사용자의 눈 앞에 가상의 세계를 ‘보는 경험’을 제공하기 때문이다.
하지만 XR이 단순한 가상체험을 넘어 산업 전반에서 활용되기 시작한 지금, XR 기술의 양적·질적 향상이 요구되는 분위기다. 특히 완벽한 몰입을 위한 감각형 기술에 대한 글로벌 기업들의 특허 음직임은 어떠한지 살펴볼 필요가 있다.
이에 남현숙 소프트웨어정책연구소 선임연구원이 최근 10년 간 글로벌 XR 기업에 대한 시각, 청각, 촉각 기술을 분류하여 특허를 조사·분석한 결과를 인용해 소개한다.
XR 시각기술 수준이 높은 기업 MS
먼저 XR 기반 시각 기술 특허에는 3D 센서, 3D 디스플레이, 마이크로 디스플레이 등 시각화를 위한 입·출력과 시각화를 위한 랜더링 등이 포함돼 있다. 특허 건 수는 총 19,579건이며, 기술과 시장 선진기업은 모두 미국 기업이 차지한 것으로 조사됐다. 기술영향력 평균은 4.05이며, 상위를 차지한 기업은 MS, Lincoln Global, Magic Leap, Qualcomm으로 집계됐다. 시장지배력의 평균은 16.83이고, 상위 순서는 Magic Leap, Lincoln Global, Sony, Qualcomm.
특히 MS사는 홀로렌즈 등 XR 디바이스 개발, 원격협업을 위한 플랫폼 구축에 이어 B2B 콘텐츠를 제공하는 등 사업 다각화를 통해 시장 점유율을 높이고 있다.
Lincoln Global사는 타 IT 기업에 비해 특허 건수는 적지만 2008년부터 가상(Virtual)용접 시스템 기술로 특허의 피인용수가 축적돼 기술 및 시장지배력이 높은 기업이다. 현재까지 보유하고 있는 공개특허는 83건으로 알려져 있다.
우리나라는 전체 특허 공개 건수 중 2,042건으로 전체의 10%를 차지했고, 삼성전자와 LG전자가 각각 3위와 6위에 위치했다. 남 선임연구원은 “국내기업 특허의 질적 수준을 높이기 위한 노력이 필요”하다는 의견을 내놓았다.
XR 청각 기술
XR기반 청각 기술은 공간음향을 표현하기 위한 3D 객체기반의 공간 오디오 등의 입출력 장치와 바이노럴 랜더링 등을 포함한다. 특허 건수는 총 3,969건으로 집계됐고, 특허 점유율 상위를 차지한 기업은 Nokia, Dolby, Fraunhoffer, MS 등으로 조사됐다.
독일의 정부출연연구소인 프라운호퍼(Fraunhoffer)는 2007년부터 다채널 오디오 신호의 바이노럴 랜더링, 공간오디오 재생 장치와 코딩 등에 대한 기술을 개발하여, 특허를 출원하고 있다.
기술영향력 평균은 6.88이며 상위를 차지한 기업은 MS, Amazon, Creative Tech, Philips가 차지했다. 시장지배력 평균은 11.12이며, 상위 순서대로 Magic Leap, Fraunhoffer, Dolby 등으로 조사됐다.
MS사는 공간오디오 컨퍼런싱 관련 특허를 시작으로 AR기반 3D 공간 오디오 기술을 개발했으며, 총 91건의 특허를 보유하고 있다. Dolby사 역시 음향업계의 대표 주자답게 멀티채널, 바이노럴, 랜더링 등의 특허를 다수 보유하고, 2013년 이후에는 XR 오디오 기술을 위한 바이노럴 랜더링 관련 특허를 포함해 196건의 특허를 보유하고 있는 것으로 알려진다.
국내 기업의 출원 건 수는 425건으로 전체 11%를 차지했다. 특허 점유율에 삼성전자와 한국전자통신연구원이 각각 5위와 7위로 비교적 상위에 랭크되었지만, 기술영향력과 시장지배력 지수는 낮아 기술개발을 위한 노력이 필요해 보인다.
XR 촉각기술, 아직까지 無主空山
XR 기반 촉각 기술과 관련한 전체 특허 건수는 총 1,784건이며, 이중 국내 기업의 출원 비율은 6%를 차지하는 것으로 조사됐다. 남 연구위원은 “XR 기반 촉각 기술의 대부분은 디지털 입출력 장치로 총 75%를 차지하고 있지만, 기술과 시장을 선도하는 기업이 없는 초기기술에 해당한다”고 평했다.
특허 점유율 상위 기업은 Immersion과 Google, MS, Intel로 조사됐다. Immersion사는 2012년 원격 햅틱제어기술 개발을 시작으로 2013년 AR용 햅틱 인터페이스 관련 기술, 이후 웨어러블 촉각 장착구 등을 개발해 낸 기업이다. 최근에는 햅틱 상호작용 관련 기술에 대한 특허출원을 최다 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.
기술영향력 평균은 7.03이며, 순서대로 Qualcomm, Apple, LG전자, Facebook 등이 차지하고 있다. 시장지배력 평균은 10.44로 Magic Leap, MS, Immersion, Google 순위로 조사됐다.