Перспективы космоса: Анализ патентных данных в мировой аэрокосмической индустрии

Аэрокосмическая индустрия является одним из ключевых сегментов мирового технологического развития, представляя перспективные возможности для инноваций и новых технологий. Выявление будущих трендов в данной отрасли играет важную роль для компаний, стартапов, исследовательских учреждений и инвесторов.

С 2019 по 2022 год я занималась патентной аналитикой мирового аэрокосмического сектора. В данной статье раскрою некоторые результаты реализованной работы, покажу, как патентная аналитика способна выявить технологические тренды будущего на примере конкретной отрасли, и представлю один из ключевых надвигающихся трендов, рассвет которого нас ещё только ожидает.

О патентной аналитике и её возможностях

Немного определений

Патент – интеллектуальная собственность, эффективное использование которой позволяет патентообладателю повышать конкурентоспособность и увеличивать свои активы.

Активные патенты – действующие патенты и заявки на патенты, находящиеся в процессе рассмотрения.

Патентное семейство – связанные патенты или заявки на них, которые защищают одно и то же изобретение в разных странах или юрисдикциях. (Один и тот же изобретатель может подать заявки на патент в различных странах или регионах, и в зависимости от условий патентного законодательства, в каждой из этих стран или регионов, это может привести к выдаче связанных патентов)

Итак, патентные исследования — один из важнейших инструментов при создании наукоемкой продукции. Такие исследования выполняются при решении широкого круга задач, включающих, но не ограничивающихся:

·       Выявлением формирующихся технологических трендов;

·       Выявлением динамики в действующих секторах технологических рынков и формирующихся направлений;

·       Анализом научно-технической деятельности организаций на национальном и мировом уровне;

·       Изучением тенденций развития конкретного вида технологий;

·       Технико-экономическим анализом технических решений, отвечающих задачам разработки;

·       Прогнозированием развитие технологических рынков и лидерства на них;

·       Повышением конкурентоспособности предприятий.

Патентная аналитика эффективно используется в ведущих странах мира. 

Данные

Патентные данные можно брать у релевантных организаций. Хороший источник – патентная база PatentScope, принадлежащая WIPO (Всемирная организация интеллектуальной собственности). Далее Вы можете загружать данные из данной базы, используя их API (т.е. Ваша программа будет делать HTTP-запросы к API PatentScope).

Я для работы пользовалась базой данных, которая включает все патенты и находящиеся на рассмотрении патентные заявки WIPO, используя доступ через компанию Aistemos. Далее применяла инструмент Cipher, базирующийся на машинном обучении, для классификации и анализа патентных документов.

Итак,

Космическая индустрия через призму патентов

Зачем: скорость технологических изменений растет, и компаниям приходится принимать решения о том, на каких технологических областях следует сосредоточиться в своих исследованиях и разработках.

Цель: построить технологический ландшафт космического сектора и проанализировать состояние космической отрасли, выявив тренды и глобальный вектор развития отрасли.

Реализация:

1. Выбор технологических категорий для аккуратного охвата всей космической индустрии;

2. Применение машинного обучения для идентификации и классификации патентов, относящихся к космическому сектору. Результат: 10 классификаторов для 10 выбранных технологических категорий;

3. Построение технологического ландшафта. Выбран период с 2010 по январь 2022 года (исследование завершено в 2022 году);

4. Анализ представителей государственной и коммерческой промышленности, а также университетов и институтов, занимающихся патентованием в областях космической техники;

5. Анализ ключевых изобретателей в этой области и их распространение между университетами и другими организациями;

6. Исследование взаимодействий и конкуренции между ключевыми игроками, действующими в этой области;

7. Обзор географического распределения технологической деятельности в космическом секторе.

Итак, выбранные мной технологические области с описанием включённых подобластей (использованы технологические области, предложенные в дорожных картах НАСА и в книге Ley, W., Wittmann, K. & Hallmann, W. (2009) Handbook of Space Technology. American Institute of Aeronautics and Astronautics. ISBN: 978-1-60086-701-9 doi.org/10.1002/9780470742433.ch9):

Далее представлены:

1)    Общий анализ в соответствии с выбранными подобластями;

2)    Будущее аэрокосмической индустрии

Общий анализ

Динамика отрасли

Количество релевантных патентных семейств за рассматриваемый период увеличилось практически в 3 раза, что обусловлено активным подключением Китая. КНР владеет 47,6% всех патентных семейств, где есть хотя бы один выданный патент (по состоянию на январь 2022 г.). США занимает долю в 8,65%, РФ — 6,8%.

После проведения анализа китайских патентов и реализуемой в этой стране стратегии патентования, было принято решение не рассматривать их патентные документы в данной работе. Причина: низкое качество патентуемых изобретений ввиду реализуемой в стране политики (важен количественный аспект, что привело к всплеску пустой активности).

Области, представляющие основной интерес в течение рассматриваемого периода:

·       Системы позиционирования, навигации и коммуникационные системы;

·       Системы терморегулирования;

·       Научные инструменты, обсерватории, сенсорные системы.

 Ниже лидирующие организации с релевантными патентами по количественному аспекту (срез: январь 2022 г., Китай не рассматривается):

Есть инструмент, позволяющий в какой-то степени попытаться оценить ценность патента – показатель ценности PVIX. Вот методика оценки:

Пояснение: важную роль при оценке того, будет ли в дальнейшем конкретное изобретение из бумаги переходить в форму продукта, играет анализ охвата заявки на патент, а именно, в каких странах запрашивается защита прав. Запатентовать изобретение не только в собственной стране очень затратно, плюс своё интеллектуальное право необходимо поддерживать в силе, осуществляя регулярные платежи (плюс значительная бумажная волокита). Если крупная коммерческая организация идёт на это, это свидетельствует о том, что данную наработку планируется претворять в жизнь.

В соответствии с данной методикой картина лидеров-инноваторов мировой аэрокосмической индустрии несколько видоизменяется:

Диаграмма демонстрирует, что наиболее ценные патенты (в соответствии с усреднённой оценкой ценности патентных семейств) принадлежат коммерческому сектору, представленному Boeing, Qualcomm, Thales and Northrop Grumman, и военному — US Armed Forces.

Нас интересуют именно коммерческие организации, которые можно охарактеризовать в качестве истинно мотивированных на дальнейшую реализацию своих изобретений игроков сектора. Ниже представлены топ-5 организаций, демонстрирующих наиболее активную стратегическую позицию в отношении защиты собственных инновационных разработок. Aistemos также предоставляет доступ к данным, позволяющим оценить затраты, которые организации несут на патентование и поддержание в силе своих интеллектуальных прав.

Итак, лидеры в коммерческом аэрокосмическом секторе определены. Теперь заглянем в «портфели» представленных организаций (обратите внимание, теперь мы будем оценивать исключительно патентные семейства – группы патентов, относящихся к единственному изобретению).

У PVIX есть свои ограничения, поэтому заглянуть интересно в патенты организаций, занимающих наиболее активную позицию в вопросах стратегии патентования. Ниже представлены четыре кита мирового аэрокосмоса, а также продемонстрирована их инновационная активность по укрупнённым областям за рассмотренный период.

Подведём небольшой итог: наиболее эффективные коммерческие организации демонстрируют меньшую патентную активность наряду с большей сфокусированностью на конкретной области. Также они демонстрируют разный уровень коллаборации наряду со значительным географическим охватом. Выявлены ключевые направления их инновационной деятельности за рассмотренный период. При этом можно углубиться и получить всю информацию о конкретных заявках выбранных организаций.

Будущее аэрокосмической индустрии

По состоянию на январь 2022 года по миру выявлено 111 организаций (исключая китайские компании), имеющих патенты, относящиеся к области системного выстраивания космической логистики — рост в 5 раз в сравнении с 2017 г. (22 организации).

Под космической логистикой подразумевается комплексная система управления орбитальными ресурсами, охватывающая широкий спектр операций и технологий, направленных на обеспечение обслуживания, апгрейда, ремонта, перемещения и утилизации космических аппаратов. Её некоторые важные компоненты:

·       Космические аппараты с возможностью штатного ремонта и апгрейда на орбите;

·       Орбитальные буксиры и автоматизированные роботы, которые будут производить обслуживание целевых аппаратов;

·       Орбитальные заправочные станции;

·       Сборка и реконфигурация аппаратов на орбите.

Чтобы космическая логистика стала возможной, сейчас аэрокосмические организации по всему миру активно разрабатывают спутники с учётом требований в рамках космической логистики (в частности, патентуются новые варианты конструктивного исполнения аппаратов, разрабатываются стыковочные узлы и т.д.), орбитальные роботы для выполнения инспекции и обслуживания (ремонт, апгрейд, реконфигурация), опорные орбитальные станции.

Таким образом, мир стремится к оптимизации использования околоземного космического пространства и активов, которое позволит продлить срок активного существования спутников и даст основу для возникновения нового рынка – аренды космических аппаратов.

Визуализация некоторых полученных результатов приведена ниже.

PS: в 2019 году у меня была команда классных ребят, с которой мы, увидев происходящее, начали разрабатывать собственный проект модульного спутника (по типу лего) с унифицированными соединительными узлами между модулями и аналогичным узлом для обеспечения возможности стыковки с обслуживающим аппаратом на орбите. Наш проект получил название LeanOrbit. Был проведён технико-экономический анализ, выявлены возможности оптимизации производства спутников, совместно с КБ нашего Альма-Матер МАИ НИУ разработано и утверждено ТЗ на разработку и проведение испытаний в 2 этапа. Стали Резидентом Стартхаба, прошли экспертизу по существу Фонда Сколково и получили приглашение на получение статуса участника Фонда. Однако привлечь инвестиции на такое масштабное дело не удалось, и работу остановили.

 

Источник