Modelo 3DQ de UAV de Aeritech (Jiangsu ai rui taike unmanned aircraft science and technology co ltd)

Tal y como ocurre con muchas tecnologías de punta, los Drones (técnicamente conocidos como Vehículos Aéreos No Tripulados o en inglés Unmanned Aerial Vehicles, UAV) deben su desarrollo a la industria de la Defensa. En los últimos años estamos siendo testigos de la adopción generalizada de esta tecnología para el uso civil. Los gobiernos tratan de adaptar las regulaciones del espacio aéreo para dar cabida a aviones no tripulados y empresas pioneras lanzan al Mercado productos de UAV comerciales.

Las expectativas sobre la emergencia de la industria de los UAV son pues muy altas. Según un estudio encargado por el Gobierno del Reino Unido, El mercado de UAV civil podría alcanzar los 400 mil millones de dólares a finales de la década. Google y Facebook ya adquirieron sus propios fabricantes de vehículos aéreos no tripulados, Titan Aeroespacial y Ascenta, respectivamente y avanzan en el desarrollo de sistemas de planeación sostenida en largos periodos de tiempo, captando energia solar, con el fin de lograr proveer desde gran altitud servicios de comunicaciones.

¿Cómo está evolucionando esta tecnología?

Tomemos un vuelo panorámico sobre el actual paisaje tecnológico relacionado con los Drones. Para ello, en primer lugar, realizamos una búsqueda de patentes sobre vehículos aéreos no tripulados en la base de datos mundial de patentes de IFIClaims.

Obtenemos un total de 7.670 documentos publicados (incluyendo 4.357 solicitudes de patentes, 1.736 modelos de utilidad y 1.309 patentes concedidas).

Figura1

La curva exponencial evidencia el rápido crecimiento en las solicitudes de patentes relacionadas con vehículos aéreos no tripulados. Numerosos productos nuevos e innovaciones serán lanzadas al mercado en los próximos años.

La Figura 2 muestra la distribución de los documentos de patente por país de solicitud. China es el país de origen de la mayoría de las solicitudes de patentes relacionadas con aviones no tripulados. El número de solicitudes en los EE.UU. casi alcanza el millar, mientras que las solicitudes de patente Europeas y Mundiales vía PCT superan las quinientas en ambos casos.

En cuanto al resto de los países: Corea del Sur, Rusia, Japón, España, Canadá, Francia y el Reino Unido, Francia, Australia, Alemania y Taiwán son todos activos en invenciones relacionadas con Drones.

figura2

La normativa y legislación relacionada con los aviones no tripulados es en muchos casos aún inexistente o muy limitada. Las reglas varían en cada país. Hay aspectos aún no resueltos como los relativos a la seguridad y privacidad. El tamaño final del Mercado de los drones comerciales y el éxito de los fabricantes de drones vendrán determinados por la naturaleza de las regulaciones. En los EE.UU., por ejemplo, la Administración Federal de Aviación (FAA) ha dado hasta el momento permiso para usar aviones no tripulados sólo a seis empresas de cine y televisión y sólo con fines cinematográficos. Una nueva normativa de uso de Sistemas no tripulados, actualmente en preparación y que se espera sea anunciada por el FAA el próximo verano de 2016, tendrá con toda probabilidad un fuerte impacto en las compañías que pretenden operar drones comercialmente.

¿Quiénes son los principales actores y qué tecnologías están desarrollando?

Los principales compañías aeroespaciales y de defensa han sido los pioneros en el desarrollo de UAVs y siguen ocupando las primeras posiciones en la lista de titulares de patentes; el grupo aeroespacial y de defensa Thales cuenta con más de un centenar de patentes registradas sobre sistemas de gestión del vuelo y comunicación para vehículos aéreos no tripulados. Honeywell le sigue con similar número de patentes registradas en diferentes tipos de aviones de uso especial (clase internacional de patentes: B64C 39/02). Aerovironment, un pionero en sistemas de vuelo dirigido, presenta patentes de aeronaves que utilizan pilotos automáticos (B64C 13/18), alas ajustables (B64C 3/38) y otros equipos relacionados (B64D 47/00). Boeing y EADS también son actores importantes en este campo, operativos en varias áreas tecnológicas. Los desarrollos de EADS en radares para mapeo (G01S 13/89) son notables; Boeing, por su parte, patenta invenciones relacionadas con instrumentos de navegación (G01C 21/00) y arreglos de medición (G01D 1/06). Raytheon con 67 patentes y Lockheed Martin (52) han estado desarrollando tecnologías relacionadas con las instalaciones de tierra o cubiertas portadoras de aeronaves para detener, iniciar o engranar equipamiento (B64F). Estas dos empresas se aliaron dentro del programa estadounidense de UAVs, junto con General Atomics, empresa que comercializa el drone Predator, conocido por su despliegue por parte del ejército de Estados Unidos en el campo de batalla. Otro gran player en este dominio es BAE Systems, compañía activa en aviones y rotocrafts (B64C 27/10) y sistemas de control y programación que utilizan procesadores digitales (G05B 19/042). Elbit Systems, la mayor empresa de armamento de Israel y uno de los exportadores más importantes del mundo de UAVs aparece también en el ranking de los principales solicitantes. Su principal producto es el Hermes 450 drone. En 2005 Elbit también se había asociado con Thales UK en el Joint Venture UAV Tactical Systems Ltd (U-TacS), para el desarrollo del Watchkeeper WK 450 UAV. Elbit posee patentes sobre vehículos aéreos no tripulados y métodos de aterrizaje (US20060006281A1, AU2009200804A1, EP1784331A1, IL177185D0, CA2659678A1, SG154440A1), y también en sistemas de control de aparatos para obtención de imágenes (ES2376298T3), para extender la gama electrónica operativa de un vehículo (CA2662299A1), y para el control de vuelo durante condiciones adversas (WO2012101645A4). Northrop Grumman por su parte se centra en métodos de control e identificación de objetivos (G05D 1/12).

En los últimos años, han surgido varios nuevos fabricantes de UAV enfocados al mercado civil. La francesa Parrot es un ejemplo de disrupción en el mercado. Parrot es hoy un solicitante muy activo con más de 100 patentes de invenciones relacionados con métodos de control remoto utilizando transmisión inalámbrica (A63H 30/04), enlaces de radio (G08C 17/02), helicópteros, autogiros (A63H 27/133), aviones de juguete (A63H 27 / 00) y equipos para el control de altitud (G05D 1/08).

IBM También está presente en el sector de las tecnologías relacionadas con UAVs. IBM desarrolla tecnologías para instrumentos de navegación (G01C 21/00), y métodos de control de posición, rumbo, altitud, agua, aire, o vehículos espaciales (G05D 1/00). Otros solicitantes relevantes son empresas estadounidenses como Florida Turbine Corp, Rockwell Collins, ITT Manufacturing, Excelis ; los grupos franceses SAFRAN -representado por SNECMA y SEGEM Defense como principales solicitantes de patentes- y DCNS o la japonesa Murata que se especializa en sistemas de control y programación basados en controladores secuenciales o controladores lógicos (G05B 19/04) y en control de la posición o el curso en dos dimensiones (G05D 1/02).

Figura 3: Principales solicitantes de patentes (empresas). Fuente: IFIClaims.

figura 3

IBM También está presente en el sector de las tecnologías relacionadas con UAVs. IBM desarrolla tecnologías para instrumentos de navegación (G01C 21/00), y métodos de control de posición, rumbo, altitud, agua, aire, o vehículos espaciales (G05D 1/00). Otros solicitantes relevantes son empresas estadounidenses como Florida Turbine Corp, Rockwell Collins, ITT Manufacturing, Excelis ; los grupos franceses SAFRAN -representado por SNECMA y SEGEM Defense como principales solicitantes de patentes- y DCNS o la japonesa Murata que se especializa en sistemas de control y programación basados en controladores secuenciales o controladores lógicos (G05B 19/04) y en control de la posición o el curso en dos dimensiones (G05D 1/02).

Por último, DJI , el fabricante chino de productos estrella como Phantom e Inspire One, ha registrado 29 patentes durante los últimos dos años bajo la titularidad de Shenzhen Dji Innovations (en China) y Sz Dji Technology Co Ltd en los EE.UU., Corea, Japón y México.

En cuanto a actividad de patentamiento llevada a cabo por instituciones de investigación, se constata un dominio abrumador de las instituciones chinas; Beijing University of Aeronautics and Astronautics es la principal institución en cuanto a número absoluto de patentes registradas. Por sí sola ha solicitado 267 patentes. Le siguen numerosas universidades chinas muy activas en desarrollos relacionados con drones. Entre las primeras instituciones fuera de China se encuentran la Universidad Technion de Israel y el Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT).

Una visión panorámica del paisaje de las tecnologías patentadas relacionadas con drones

El siguiente mapa, generado con la ayuda del software de análisis de datos y texto KMX, ofrece una vista panorámica de las áreas temáticas cubiertas por todas las patentes relacionadas con UAVs.

Cada punto en el mapa representa un documento de patente. Las patentes que aparecen estrechamente agrupadas entre sí son patentes que describen contenido similar, mientras que las patentes separadas de las demás o en áreas aisladas del mapa son patentes que describen temas no relacionados entre sí. Por tanto, algunos grupos o áreas temáticas diferenciadas se pueden distinguir de la representación global del conjunto de datos de patentes.

Observamos, por ejemplo, dos principales grupos densos de lado a lado: el primero en la zona inferior izquierda del mapa donde tenemos invenciones que tratan mayormente problemas mecánicos, de transporte, ruedas, barras, etc., y otro grupo principal (en la zona superior derecha del mapa) con patentes relacionadas con medios para la recogida y gestión de datos, control de la señal, etc.

En el mapa se indica asimismo, mediante el color de los puntos, quién está trabajando en cada área (principales players), tal y como se indica en la leyenda.

Figura 4: Áreas temáticas patentadas. Mapa generado con el software de minería de textos KMX y los datos de patentes de IFI Claims.

Figura4

 

 

Si nos focalizamos en las patentes presentadas durante los últimos 2 años una mejor percepción de la situación actual. Para ello hemos utilizado la capacidad de clasificación que ofrece KMX con la que podemos clasificar las patentes en las principales áreas de aplicación asociadas: “monitoreo”, “agricultura”, “Satélite”, “transporte”, “solar” y “combate/militar”.

Figura 5: Áreas temáticas patentadas durante los últimos 2 años (patentes publicadas durante el período 2013-2014). Mapa generado con el software KMX de minería de textos y los datos de patentes de IFI Claims.

Figura 5

Las principales tendencias tecnológicas se relacionan con las siguientes áreas:

  • Instalaciones de suelos o cubiertas de portaaviones y equipamiento de sujeción (específicamente barreras líquidas, B64F 1/02)
  • Pilotos automáticos con control simultáneo de la posición o el curso en 3D (G05D 1/10)
  • Disposición de cámaras para montaje en aeronaves (B64D 47/08)
  • Dispositivos para el control de cámaras de televisión, por ejemplo, mandos a distancia (H04N 5/232)
  • Sistemas de control adaptativos que implican el uso de modelos de simulación (G05B 13/04)
  • Autogiros (B64C 27/02)
  • Sistemas de spraying, por ejemplo, insecticidas (B64D 1/18)
  • Fuselajes como alas o superficies de estabilización (B64C 1/00), Ventanas, Puertas (B64C 1/14), Marcos (B64C 1/06), estructuras para facilitar la carga (B64C 1/22), arreglos para apear equipamiento en los aviones (B64C 25/04) y trenes de aterrizaje retráctiles o plegables (B64C 25/10).
  • Sistemas de control de tráfico (G08G5/00)
  • Sistemas de análisis de imagen (G06T7/00, G06K9/00) y televisión (H04N5/00)

Empresas emergentes

Las instituciones chinas están tomando la iniciativa en términos de actividad patentadora reciente de vehículos aéreos no tripulados. La National Electric Network Company ha registrado más de 70 solicitudes sólo en los últimos dos años; otro potentísimo player “entrante” es Chongqing Kim Tae Aviation que opera en el campo de los aviones no tripulados para la agricultura y ha presentado 61 solicitudes sólo en 2014.

El inventor chino Zhuo Xiang-Dong posee él sólo más de 60 solicitudes de patentes; Xi’an gary it reaches automatically chemical engineering co ltd tiene en su haber 33 solicitudes sólo en 2014; Nanjing gu shun magnetic suspension science and technology co ltd ha presentado 25 solicitudes en 2014 en instalaciones de suelos o cubiertas de portaaviones que utilizan catapultas (B64F 1/06); Jiangsu ai rui taike unmanned aircraft science and technology co ltd, ha registrado 41 solicitudes en 2014 y Suzhou ai rui taike unmanned aircraft science and technology co ltd 16 en 2014; Hubei Yi Watts Science tiene 16 solicitudes de patentes y modelos de utilidad en motores no tripulados en 2014.

Startups emergentes relacionadas con Drones

Para completar nuestra visión general de las innovaciones relacionadas con aviones no tripulados, recopilamos datos de CrunchBase y Angelist, las bases de datos más completas del mundo en cuanto a actividad de Startups. Listamos las startups que desarrollan productos o tecnologías relacionadas con vehículos aéreos no tripulados. La Figura 6 muestra las principales categorías asociadas.

Figura 6

Las Startups operan principalmente en los segmentos de hardware, software y manufactura. También ofrecen servicios diferenciados relacionados con la seguridad, el transporte, el comercio electrónico, la salud y la biotecnología, la fotografía y el vídeo y la analítica.

En la tabla siguiente enumeramos las principales startups de drones ordenadas por cantidad de financiación recaudada.

Entre estas nuevas empresas, sólo Prioria y Precision Hawks poseen tecnologías patentadas: PrecisionHawk ha patentado un vehículo aéreo no tripulado en los EE.UU. y Canadá bajo los nombres titulares Winehawk Inc y Precisionhawk inc (CA151099S,USD706678S1); Prioria ha presentado una solicitud internacional PCT para un sistema y método de procesamiento de la visión de a bordo (WO2007047953A2).

Tabla: Principales Startups de Drones. Fuente: Crunchbase y Angelist

Nombre de la Startup URL
3D Robotics http://3drobotics.com/
Airware http://www.airware.com
Skycatch https://www.skycatch.com
Crossbow Technologies http://www.moog-crossbow.com
Precision Hawk www.precisionhawk.com
SintecMedia www.sintecmedia.com
CyPhy Works http://cyphyworks.com
Prioria Robotics http://www.prioria.com
Proxy Technologies www.proxytechnologiesinc.com
Swift Navigation www.swiftnav.com
Pix4D www.pix4d.com
PrismTech http://www.prismtech.com
DroneDeploy https://www.dronedeploy.com
Maxtena http://www.maxtena.com
VIRES Aeronauts www.viresaero.com
Skyward http://skyward.io
Sanswire http://gizmodo.com/027949/sanswire-stratellite
Cella Energy http://cellaenergy.com
CYBERHAWK Innovations http://www.thecyberhawk.com
Plexidrone http://plexidrone.com

 

Consideraciones finales

  • El mercado mundial de los vehículos aéreos no tripulados para uso comercial y civil será enorme, según todas las estimaciones, aunque la adaptación de la legislación -siendo críticos los aspectos relativos a la seguridad y privacidad- será crucial para el despliegue de UAV en cada jurisdicción.
  • Empresas tradicionales del sector aeroespacial y armamentístico como Thales, Honeywell, Boeing, Raytheon, Lockheed Martin, BAE Systems, etc., han invertido en el desarrollo de tecnologías relacionadas con el UAV durante décadas y siguen siendo activos players.
  • Fuertes nuevos entrantes son las empresas de fabricación de drones chinas tales como Nanjing gu shun magnetic suspension science and technology co ltd., Xi’an gary it reaches automatically chemical engineering co ltd., Jiangsu ai rui taike unmanned aircraft science and technology co, Suzhou ai rui taike unmanned aircraft science and technology co ltd. o DJI and Chongqing Kim Tae Aviation, que están patentando agresivamente en los últimos dos años.
  • Aparte del uso militar tradicional (aplicaciones de combate y vigilancia), el desarrollo de aviones no tripulados se está extendiendo hacia otras áreas de aplicación, tales como el transporte, la agricultura, la energía o el ocio en la que nuevos players como la francesa Parrot han logrado posicionarse.
  • Un número creciente de Startups están apareciendo en todo el mundo y ofreciendo tecnologías y soluciones innovadoras basadas en sistemas aéreos no tripulados.
  • Las principales áreas de aplicación propuestas por las Startups son: fabricación, seguridad, transporte, comercio electrónico, salud o biotecnología.
  • Las recientes novedades y mejoras de las tecnologías asociadas a los Sensores probablemente crearán un gran número de oportunidades en varios mercados.
  • Todo parece indicar que los nuevos habitantes del cielo están aquí para quedarse.

 

Enric Escorsa red

 

 

 

Enric Escorsa y Serguei Carrascosa
        eescorsa@ideas2value.net
          info@ideas2value.net

Este post es una actualización del originalmente publicado como “Hovering over the Patent Landscape” en la web de IFIClaims.