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平成１８年度 特許出願技術動向調査報告書 ロボット （要約版） 平成１９年４月 特 許 庁 ＜目次＞ 第Ⅰ部 ロボット分野の調査の概要および 情報収集 .. 1 第Ⅱ部 特許出願動向 .......................... 6 第Ⅲ部 研究開発動向 .......................... 27 第Ⅳ部 市場、政策動向..................... 32 第Ⅴ部 前回調査の検証 ........................ 37 第Ⅵ部 総合分析 .............................. 39 問い合わせ先 特許庁総務部技術調査課 技術動向班 電話：０３－３５８１－１１０１（内線２１５５） ‐ 1 ‐ 第 I 部 ロボット分野の調査の概要および情報収集方法 第１章 ロボット技術の概要 第１節 本調査で対象としたロボットの定義 平成 13年度調査においては、ロボットを「マニュピュレーション機能を有する機械」あるいは 「移動機能を持ち、自ら外部情報を取得し、自己の行動を決定する機能を有する機械」と定義し ていた。 近年の動向として、従来からの継続としての産業用ロボット研究開発に加え、生活支援、医療・ 福祉、防災・レスキュー、警備などを目的とした次世代型ロボットの研究開発が活発になってき ていることが挙げられる。これらの分野では、必ずしも移動やマニピュレーション等の機能を保 持せずとも、人と音声対話等によりコミュニケーションをとる機能を保持する機械もロボットと 呼称されている。 そこで本調査では、上記の 2 つの定義の他に「コミュニケーション機能を持ち、自ら外部情報 を取得して自己の行動を決定し行動する機能を有する機械」という定義を新たに追加することで、 必ずしも移動やマニピュレーション機能を保持しなくとも、人と対話する機械をロボットとして 取り扱う。 I-1 調査対象とするロボットの定義 調査対象とするロボットの定義 ：以下の①から③のいずれかを満たすもの ① マニピュレーション機能を有する機械 ② 移動機能を持ち、自ら外部情報を取得し、自己の行動を決定する機能を有する機械 ③ コミュニケーション機能を持ち、自ら外部情報を取得して自己の行動を決定し行動する機 能を有する機械 第２節 技術俯瞰図 本調査が対象とするロボット技術の俯瞰図を示す（図 I-1）。ロボット技術を大きく「ロボット を構成する基本的な技術である要素技術」と「ロボットを実際に活用する際に必要となる応用技 術」に分類し、要素技術については全体構造技術、部分構造技術、制御技術、知能化技術、コミュ ニケーション技術の 5つの大区分を設定した。また、さらにそれぞれの区分の中に合計で 25の中 区分を設定した。応用技術については、3つの中区分と 33個の小区分を設定した。 なお俯瞰図は、技術分類を以下の 2軸により整理することで作成したものである。 — 横軸： 産業用ロボットで重視される機構 ⇔ サービスロボットで重視される知能 — 縦軸： ロボットの一部分の要素技術 ⇔ ロボット全体に関する応用技術 ‐ 2 ‐ 図 I-1 技術俯瞰図 応用 部分構造技術 把持部 関節・手首 腕 安全装置 指 要素 前回から変更した技術区分 （統合・追加・名称変更） 前回を踏襲した技術区分 知能 自律移動制御 （自己位置同定、経路計画 衝突回避、マップ生成、 SLAM） 人工知能技術 （学習、推論、情動） ロボット協調・群ロボット 知能化技術 応用技術 知能 コミュニケーション技術 画像認識技術 音声認識技術 音声合成・対話技術 音声・画像に依らない コミュニケーション技術 マイクロロボット マスタースレーブ型ロボット 移動型ロボット (二足歩行、多脚、車輪、ｸﾛｰﾗ、 索状体、飛行、その他移動手段) プログラム制御型ロボット (直交座標型、円筒・極座標型、多関節型、 ﾊﾟﾗﾚﾙ型、その他ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ制御型ﾛﾎﾞｯﾄ) マニプレータ装置付き小室 制御技術 その他プログラム制御 位置決め制御 インタフェース （制御装置、制御台、その他） ティーチングシステム 遠隔制御 ｾﾝｻ(ﾛﾎﾞｯﾄ用途) パワーアシスト・ウェアラブル アクチュエータ 機構 要素技術 全体構造技術 産業用ロボット 製造業 （溶接、塗布・ 塗装、…） バイオ産業 特殊環境用ロボット サービスロボット 探査 原子力 メンテナンス 軍事宇宙 水中・海洋 廃棄物処理 災害対応 運輸・倉庫 ゴミ処理・清掃 介護・福祉 ホーム （掃除、留守番、子守、 その他） 農林業 畜産 土木・建築 医療 オフィスワーク （受付、案内、搬送等） 警備 エンターテイメント ‐ 3 ‐ 第３節 技術分類 技術俯瞰図における大区分、中区分に加えて、さらに詳細な技術の分析を行うために小区分を 設定した。これら大区分、中区分、小区分の 3階層による技術区分体系の一覧を表 I-2に示す。 表 I-2 特許の分類対象となる技術区分 大区分 中区分 小区分 マスタースレーブ型ロボット － 移動型ロボット 二足歩行，多脚，車輪，クローラ，索状体，飛行，その他移動手段 マイクロロボット － プログラム制御型ロボット 直交座標型，円筒・極座標型，多関節型，パラレル型，その他プログラム制御型ロボット マニプレータ装置付き小室 － 把持部 － 関節・手首 － 腕 － 安全装置 － 指 － センサ（ロボット用途） 視覚，聴覚，触覚，その他センサ アクチュエータ － 位置決め制御 － その他プログラム制御 － ティーチングシステム － インタフェース 制御装置，制御台，その他人による制御手段 遠隔制御 － パワーアシスト・ウェアラブル － 人工知能技術 ニューラルネットワーク，確率モデル，知識ベース制 御，行動ベース制御，情動・感情モデル，進化・適 応，その他の数学的モデル，その他の学習・推論 自律移動制御 自己位置同定，マップ生成，ＳＬＡＭ，経路計画，障害物回避，ナビゲーション ロボット協調・群ロボット 分散機能制御，群ロボット，その他ロボット協調 画像認識技術 物体認識，人物認識，動画像認識，その他画像認識技術 音声認識技術 音声認識技術，話者・音源の同定 音声合成・対話技術 音声合成，対話 音声・画像に依らないコミュニケーション技術 － サービスロボット 農林業，畜産，運輸・倉庫，土木・建築，医療，オ フィスワーク（受付・案内・搬送等），警備，介護・ 福祉，ゴミ処理・清掃，エンターテイメント，ホーム （掃除），ホーム（留守番），ホーム（子守），ホー ム（その他） 特殊環境用ロボット 探査，水中・海洋，宇宙，原子力，メンテナンス，軍事，廃棄物処理，災害対応 産業用ロボット 製造業（溶接，塗布・塗装，研磨・バリ取り，入出 荷，組み立て，樹脂成形，金属加工，電子部品実装 （半導体等），計測・分析，搬送），バイオ産業 コミュ ニケー ション 技術 応用技 術 全体構 造技術 部分構 造技術 制御技 術 知能化 技術 ‐ 4 ‐ 第４節 注目研究開発テーマ 以下の 表 I-3 に本調査で設定した注目研究開発テーマとその選定理由を示す。基本的には、平 成 13年度調査で設定されていたテーマを継続することとした。また、昨今の技術開発状況を鑑み て、「多指ハンド」、「安全技術」を新規テーマとして追加することとした。 表 I-3 注目研究開発テーマ 注目 テーマ 前回調査 との関連 対応する 技術区分 選定理由 歩行技術 継続調査 小区分： 二足歩行 • 日本が世界を牽引している技術区分であ る。複雑・多様な環境を移動するパーソナ ル分野や、擬人化が求められるエンターテ イメント分野で重要な技術である。 自律移動制 御技術 分野統合（ロボッ トの移動のため の測定技術、障害 物回避技術） 中区分： 自律移動制御 • 複雑・多様な人の生活環境や災害現場など の特殊環境を移動する、非製造業・パーソ ナル分野に重要な技術である。清掃・警備 ロボットが実用化されるなど、前回から進 展が見られる技術である。 学習型計算 機技術 継続調査 中区分： 人工知能技術 • 欧米が先行しているが、近年日本でも進展 が見られる技術区分である。複雑・多様な 環境と作業を対象とするパーソナル分野に おいて、特に今後重要な技術である。 複数ロボッ トの制御技 術 継続調査 中区分： ロボット協調・ 群ロボット • 災害対応、探査など複数のロボットによる 作業を行うことが必要な特殊環境用ロボッ ト分野で重要となる技術である。 画像認識技 術 継続調査 中区分： 画像認識技術 • 自律的な移動や作業対象の認識、人とのコ ミュニケーションなどロボットの多くの分 野で重要となる技術である。 音声認識技 術 継続調査 小区分： 音声認識 • 家庭・オフィス分野、エンターテイメント 分野等における人との自然なコミュニケー ションのために重要な技術である。 遠隔操作技 術 継続調査 中区分： 遠隔制御 • 災害対応、宇宙、原子力など人が容易には 進入できない場所で作業を行う特殊環境用 ロボット分野で重要となる技術である。 多指ハンド 新規追加 中区分： 指 • 非製造業・パーソナル分野において複雑・ 多様な作業をこなすために重要な技術であ る。ロボットに可能な作業範囲の拡大のた め、特に今後重要となる技術である。 安全技術 新規追加 中区分： 安全装置 • 人と共存するサービスロボット分野におい て、人に危害を加えない、人の活動の妨げ とならないために重要な技術である。ロ ボット普及のために重要な技術である。 ‐ 5 ‐ 第２章 調査対象とする特許母集団の設定について 調査対象とするロボット分野の特許母集団を、表 I-4 のように設定する。本調査ではロボット 分野の基本集合に加え、RT（Robot Technology）の広がりを考慮して、従来機器をロボット化し 得る主な 3 つの技術（脚による移動技術、自律移動制御技術、音声対話技術）に関する特許につ いても調査の対象とした。例えば脚により移動するラジコン玩具や、自律的に移動する農業機械、 音声対話機能を有する玩具等は、調査範囲の対象である。 調査対象とする特許文献の時期的範囲は、出願日あるいは優先権主張日が 1999年から 2005年 であり、公開日あるいは公表日・再公表日が 2006年 7月 31日以前のものとした。利用データベー スは、日本に出願されている特許については PATOLIS、日本に出願されていない特許については WPIを用いた。 表 I-4 調査対象とする特許母集団の設定 調査対象とする特許母集団 ：以下の①と②の和集合 IPCが B25J系列の特許 ①ロボット分野の基本集合 キーワード「ロボット」「マニプレータ」「マニピュレー タ」のいずれかを含む特許 脚による移動技術に関する特許 自律移動制御技術に関する特許 ②従来機器をロボット化しうる技術 の集合 音声対話技術に対する特許 第３章 本調査の分析にあたっての留意点 第１節 出願人国籍（日本、米国、欧州）別のデータの集計について 各特許の出願人国籍を、最先の優先権主張国とした。その際、欧州は 2006年 7月 31日現在の ヨーロッパ特許条約（EPC）加盟国である 31ヶ国と定義した。 第２節 米国特許庁の出願・登録について 出願早期公開の採用以前である 2000年 11月 29日以前については、米国では登録されるま で特許出願は公開されなかった。そこで、公開制度前は登録件数を出願件数としてカウント し集計している。そのため、これ以前の米国の特許出願数を見るときには注意が必要である。 第３節 特許文献の技術区分への分類方法 本調査では PATOLIS および WPI を用いた検索により得られた抄録を実際に読み込むことで、 各技術区分への分類を行った。 まず、特許母集団全 18546 件について、各特許の抄録を読み込み分析することで要素技術の技 術区分（全体構造技術、部分構造技術、制御技術、知能化技術、コミュニケーション技術の 5 大 区分およびそれぞれに属する中区分・小区分）への分類を行った。この際、ある 1 件の特許文献 が複数の技術区分にまたがって属するような分類を許している。 次に、要素技術の技術区分のいずれにも分類されなかった特許文献について、応用技術の技術 区分（産業用ロボット、特殊環境用ロボット、サービスロボット、およびそれらの小区分）への 分類を行った。また、要素技術に分類された文献については、応用技術の小区分別に設定したキー ワード検索により分類を行った。 要素技術および応用技術のどの区分にも分類されなかった特許文献については、「該当なし」 として取り扱った。 ‐ 6 ‐ 第 II 部 特許出願動向 第１章 特許出願登録動向 第１節 出願先国別出願件数推移 全体および出願先国別（３極）の出願年毎の出願件数の推移について、出願ベースによる集計 を図 II-1に示す。なお、本特許母集団は、2006年 7月まで公開の特許を対象としているため、2005 年および 2006年については、未公開分が多く、件数が少なくなっている。３極全体及び日本国特 許庁への特許出願については、2001年をピークに推移している。米国特許庁・欧州特許庁への特 許出願は 2001～2003年にかけてほぼ横ばいに推移している。 図 II-1 出願年毎の出願件数の推移 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 ???? 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 全体 第２節 出願人国籍別出願先国別出願件数推移 出願人国籍別の出願件数の推移を、日本国特許庁出願分について図 II-2に、米国特許庁出願分 について図 II-3に、欧州特許庁出願分について図 II-4にそれぞれ示す。いずれについても、自国 の出願人の出願が最も多い。 ‐ 7 ‐ 図 II-2 出願人国籍別出願件数推移（日本国特許庁出願） 0 500 1000 1500 2000 2500 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 日本国籍 米国籍 欧州国籍 その他国籍 図 II-3 出願人国籍別出願件数推移（米国特許庁出願） 0 100 200 300 400 500 600 700 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 日本国籍 米国籍 欧州国籍 その他国籍 図 II-4 出願人国籍別出願件数推移（欧州特許庁出願） 0 50 100 150 200 250 300 350 400 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 日本国籍 米国籍 欧州国籍 その他国籍 ‐ 8 ‐ 第３節 出願・登録件数収支 ：地域間の出願・登録関係 １. 出願先国別―出願人国籍別出願件数収支 出願先国別・出願人国籍別の出願件数収支を図 II-5 に示す。日本から欧米への出願と欧米から 日本への出願とを比較すると、日本から欧米への出願の方が多い。一方、米国から日欧への出願 と日欧から米国への出願とを比較すると、米国から日欧への出願の方が少ない。日本国特許庁へ の特許出願では約 9 割が、米国特許庁および欧州特許庁への特許出願では半数強が、国内からの 特許出願となっている。米国特許庁への特許出願では、国内からの特許出願に次いで、日本、欧 州の順で出願が多い。欧州特許庁への特許出願では、日本と米国からの出願がほぼ同じ割合であ る。 図 II-5 出願先国別－出願人国籍別出願件数収支 欧州国籍, 581 , 4.4% 韓国籍, 195 , 1.5% 米国籍, 630 , 4.7% その他国 籍, 29 , 0.2% 日本国籍, 11,841 , 89.2% 日本国籍, 1,759 , 24.1% 米国籍, 3,715 , 50.9% 欧州国籍, 1,365 , 18.7% その他国 籍, 159 , 2.2% 韓国籍, 304 , 4.2%韓国籍, 50 , 1.3% その他国籍, 80 , 2.0% 米国籍, 881 , 22.3% 日本国籍, 881 , 22.3% 欧州国籍, 2,053 , 52.0% 630件881件 1,759件581件 881件 1,365件 日本国特許庁 欧州特許庁 米国特許庁 総数:13,276件 総数:7,302件総数:3,945件 欧州国籍, 581 , 4.4% 韓国籍, 195 , 1.5% 米国籍, 630 , 4.7% その他国 籍, 29 , 0.2% 日本国籍, 11,841 , 89.2% 日本国籍, 1,759 , 24.1% 米国籍, 3,715 , 50.9% 欧州国籍, 1,365 , 18.7% その他国 籍, 159 , 2.2% 韓国籍, 304 , 4.2%韓国籍, 50 , 1.3% その他国籍, 80 , 2.0% 米国籍, 881 , 22.3% 日本国籍, 881 , 22.3% 欧州国籍, 2,053 , 52.0% 630件881件 1,759件581件 881件 1,365件 日本国特許庁 欧州特許庁 米国特許庁 総数:13,276件 総数:7,302件総数:3,945件 ２. 出願先国別―出願人国籍別登録件数収支 出願先国別・出願人国籍別の登録件数収支を図 II-6 に示す。出願件数の場合と同様に、日本か ら欧米への特許登録と欧米から日本への特許登録とを比較すると、日本から欧米への特許登録の 方が多い。また、米国から日欧への登録と日欧から米国への登録とを比較すると、米国から日欧 への出願の方が少ない。 日本国特許庁への特許登録では 9 割強が、米国特許庁および欧州特許庁への特許登録では半数 強が、国内特許を占める。米国特許庁への特許登録では、国内特許に次いで、日本、欧州という 順で登録が多い。欧州特許庁への特許登録では、日本が約 3分の 1、米国が約 10分の 1の割合で ある。 ‐ 9 ‐ 図 II-6 出願先国別－出願人国籍別登録件数収支 韓国籍, 61 , 3.6% その他国 籍, 27 , 1.6% 欧州国 籍, 299 , 17.6% 日本国 籍, 354 , 20.9% 米国籍, 956 , 56.3% その他国 籍, 8 , 1.2% 韓国籍, 1 , 0.2% 欧州国籍, 362 , 55.8% 米国籍, 64 , 9.9% 日本国籍, 214 , 33.0% 韓国籍, 29 , 2.2% 日本国籍, 1,200 , 92.5% その他国 籍, 4 , 0.3% 欧州国籍, 24 , 1.9% 米国籍, 40 , 3.1% 40件214件 354件24件 64件 299件 日本国特許庁 総数:1,297件 欧州特許庁 総数:649件 米国特許庁 総数:1,697件 韓国籍, 61 , 3.6% その他国 籍, 27 , 1.6% 欧州国 籍, 299 , 17.6% 日本国 籍, 354 , 20.9% 米国籍, 956 , 56.3% その他国 籍, 8 , 1.2% 韓国籍, 1 , 0.2% 欧州国籍, 362 , 55.8% 米国籍, 64 , 9.9% 日本国籍, 214 , 33.0% 韓国籍, 29 , 2.2% 日本国籍, 1,200 , 92.5% その他国 籍, 4 , 0.3% 欧州国籍, 24 , 1.9% 米国籍, 40 , 3.1% 40件214件 354件24件 64件 299件 日本国特許庁 総数:1,297件 欧州特許庁 総数:649件 米国特許庁 総数:1,697件 ３. 出願地域分析 出願地域別出願件数を図 II-7 に示す。日本国特許庁出願については、日本国特許庁のみへの出 願が 4分の 3以上（76.2％）の 10144件であり、3極ともに出願されたものの割合が 13.4％（1,785 件）とそれに続く。2極に出願がいずれも 10％未満（1,230件、147件）と少ない特徴をもつ。米 国特許庁出願特許については、3極のうち、米国特許庁のみの出願比率が 44.6％（3,257件）と最 も多く、3極とも出願が 24.4％（1,785件）とそれに続く。2極出願もいずれも約 15％（1,230件、 1,030件）であり、日本国特許庁出願特許に比べて偏りが小さい。欧州特許庁出願特許については、 3 極とも出願が 45.2％（1,785 件）と最も多く、米国特許庁との 2 極出願が 26.1％（1,030 件）、 欧州特許庁のみの出願比率が 24.9％（983件）とそれに続く。 図 II-7 出願地域別出願件数 日本国特許庁（13,276件） 米国特許庁（7,302件） 欧州特許庁（3,945件） 10,114件 1,785件 1,230件 147件 1,030件 3,257件 983件 ‐ 10 ‐ 第２章 技術区分別動向分析 第１節 出願人国籍別大区分別出願動向 日本国籍による大区分ごとの出願件数の推移を 図 II-8 に示す。1999 年から 2003 年にかけて 全体構造技術が増加傾向にある。また、部分構造技術は 1999年以降継続して、最も多く出願され ている大区分である。制御技術、知能化技術、コミュニケーション技術の 3区分はいずれも 1999 年から 2001年まで増加して 2001年にピークを迎え、その後減少に転じている。知能化技術とコ ミュニケーション技術は 2004年に再び増加している。 図 II-8 大区分ごとの出願件数推移（日本国籍） 0 100 200 300 400 500 600 700 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 全体構造技術 部分構造技術 制御技術 知能化技術 コミュニケーション 技術 米国籍による大区分ごとの出願件数の推移を 図 II-9 に示す制御技術の増加傾向が顕著である。 また、知能化技術も 1999 年から 2002 年にかけて増加傾向にある。コミュニケーション技術につ いても、年による変動もあるが、概ね増加傾向にある。 図 II-9 大区分ごとの出願件数推移（米国籍） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 全体構造技術 部分構造技術 制御技術 知能化技術 コミュニケーション 技術 ‐ 11 ‐ 欧州国籍による大区分ごとの出願件数の推移を 図 II-10 に示す。米国籍の場合と同様に制御技 術の増加傾向が顕著である。一方、部分構造技術、全体構造技術については 2000年以降に減少傾 向が見られる。 図 II-10 大区分ごとの出願件数推移（欧州国籍） 0 20 40 60 80 100 120 140 ～1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006～ 出願年 出 願 件 数 全体構造技術 部分構造技術 制御技術 知能化技術 コミュニケーション 技術 特許母集団全体（18546件）について、国籍ごとの大区分別の累積出願件数の比率を 図 II-11 に 示す。いずれも日本国籍の出願が最も多いことが見てとれる。特に、コミュニケーション技術に ついては 7 割以上が日本国籍による出願である。米国国籍の出願に占める割合が大きいのは、知 能化技術および制御技術である。また、欧州国籍の出願に占める割合が比較的多いのは、全体構 造技術である。 図 II-11 大区分別の出願人国籍割合 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 全体構造技術 部分構造技術 制御技術 知能化技術 コミュニケーション技術 応用技術 出願件数 日本 米国 欧州 その他 ‐ 12 ‐ 第２節 出願人国籍別中区分別出願動向 1999 年から 2004 年の間に出願された特許ついて、中区分別国籍別の出願件数の伸び率および 累積出願件数を 表 II-1に示す。ただし、出願件数伸び率は以下で定義する。 （2002年から 2004年までの出願件数）／（1999年から 2001年までの出願件数） 日本国籍の出願の伸び率が他に比して特に大きいのは、移動型ロボット、指、ロボット協調・ 群ロボットなどである。逆に伸び率が小さい（減少している）区分は、把持部、腕、その他プロ グラム制御、人工知能技術などである。把持部やその他プログラム制御は累積件数も大きい区分 であり、日本国籍の出願人にとって成熟した技術分野であると推測される。 米国籍の出願の伸び率が他に比して特に大きく、かつある程度の累積件数があるものは、セン サ（ロボット用途）、位置決め制御、遠隔制御、人工知能技術、画像認識技術などである。 欧州国籍の出願の伸び率が他に比して特に大きく、かつある程度の累積件数があるものは、ア クチュエータ、その他プログラム制御などである。逆にプログラム制御型ロボット、センサ（ロ ボット用途）などは、累積件数は比較的あるが、他に比して伸び率が小さい。 表 II-1 中区分別国籍別、出願件数伸び率および累積件数 日本 国籍 米国籍 欧州 国籍 全ての国 籍 日本 国籍 米国籍 欧州 国籍 全ての国 籍 マスタースレーブ型ロボット 0.86 1.08 0.60 0.86 95 25 16 138 移動型ロボット 2.10 1.63 0.94 1.85 867 242 136 1293 マイクロロボット 1.07 1.44 0.44 1.13 116 22 13 162 プログラム制御型ロボット 0.89 0.73 0.54 0.78 619 175 212 1038 マニプレータ装置付き小室 0.86 0.00 1.00 1.00 13 1 8 24 把持部 0.52 0.95 0.84 0.60 1399 260 234 1921 関節・手首 1.00 0.79 0.80 0.95 551 84 106 755 腕 0.61 0.99 0.69 0.70 427 147 140 731 安全装置 1.26 0.88 1.64 1.26 355 32 29 418 指 3.38 0.61 0.43 2.06 434 87 43 575 センサ（ロボット用途） 0.99 1.44 0.71 1.05 691 139 84 946 アクチュエータ 1.14 1.00 2.00 1.14 346 80 39 474 位置決め制御 0.94 1.90 1.35 1.12 670 168 94 959 その他プログラム制御 0.83 2.05 2.19 1.06 942 186 137 1291 ティーチングシステム 0.96 1.44 3.75 1.06 296 22 19 340 インタフェース 1.03 1.55 0.68 1.05 207 56 37 306 遠隔制御 1.10 2.55 1.86 1.70 164 181 60 426 パワーアシスト・ウェアラブル 1.50 2.75 1.00 1.91 25 30 8 64 人工知能技術 0.84 1.39 1.00 0.95 367 105 34 520 自律移動制御 1.27 1.75 1.58 1.45 605 184 98 926 ロボット協調・群ロボット 1.89 2.23 1.14 1.84 104 129 60 298 画像認識技術 1.06 1.98 1.00 1.23 536 152 54 761 音声認識技術 1.04 1.08 0.97 1.07 1004 152 71 1250 音声合成・対話技術 1.06 0.61 0.87 1.01 611 58 28 705 音声・画像に依らないコミュニケーション 1.25 1.06 2.33 1.29 115 33 10 160 中区分 伸び率 累積件数（1999～2004） ‐ 13 ‐ 第３節 出願人国籍別注目研究開発テーマ別出願動向 注目研究開発テーマ別出願人国籍別の伸び率及び累積出願件数それぞれを軸として、各注目研 究開発テーマに対する各国籍の出願状況をプロットしたものを 図 II-12 に、国籍別の累積件数を 図 II-13 に示す。ただし、出願件数伸び率は以下で定義する。 （2002年から 2004年までの出願件数）／（1999年から 2001年までの出願件数） 図 II-12 における配置により、以下のように解釈することができる。 • 右上に位置：伸び率・出願件数ともに大きい「特に注力されている分野」 • 右下に位置：出願件数は少ないが伸び率が大きい「最近注目されている分野」 • 左上に位置：伸び率は小さいが出願件数が大きい、「成熟している分野」 出願件数を見ると、多くの区分において日本国籍による出願件数が最も多いことが伺える。特 に歩行技術と安全技術は、欧米からの出願件数はそれぞれ 50件以下であるが日本からの出願件数 は多い。一方、複数ロボットの制御技術と遠隔操作技術については、米国籍による出願件数が最 も多いことが伺える。 出願件数および伸び率を見ると、日本国籍については、歩行技術及び多指ハンド技術の出願件 数・伸び率がともに大きく、特に注力されている分野であると考えられる。このうち多指ハンド 技術は、米国籍および欧州国籍による出願件数は逆に減少しており、日本国籍による出願件数の 増加は特徴的である。一方、音声認識技術、自律移動制御技術、画像認識技術等は伸び率はそれ ほど大きくはないが出願件数が多く、比較的成熟しつつある分野と推察される。 米国籍については、遠隔操作技術、複数ロボットの制御技術、画像認識技術等は米国籍による 伸び率が大きく、最近注目されている分野であると考えられる。歩行技術の伸び率も大きいが、 累積出願件数そのものが少ないことに注意が必要である。 欧州国籍については、出願件数の伸びが特に大きいテーマはないが、自律移動制御技術、遠隔 操作技術、安全技術に比較的大きな伸びが見られる。また出願件数については、特に多いテーマ は見当たらないが、自律移動制御技術に比較的多くの出願が見られる。 ‐ 14 ‐ 図 II-12 注目研究開発テーマの国籍別出願件数伸び率及び出願比率 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 伸び率 出 願 件 数 歩行技術 自律移動制御技術 学習型計算機技術 複数ロボットの制御技術 画像認識技術 音声認識技術 遠隔操作技術 多指ハンド 安全技術 日 米 欧 日 米 欧 日 米 欧 日 米欧 日 米 欧 日 米 欧 日 米 欧 日 米 欧 日 米 欧 図 II-13 注目研究開発テーマの国籍別累積出願件数 0 100 200 300 400 500 600 700 800 歩行技術 自律移動制御技術 学習型計算機技術 複数ロボットの制御技術 画像認識技術 音声認識技術 遠隔操作技術 多指ハンド 安全技術 日本国籍 米国籍 欧州国籍 ‐ 15 ‐ 第３章 出願人別出願・登録動向 第１節 出願先国別出願件数上位ランキング １. 日本国特許庁出願 日本国特許庁出願の出願人の出願件数ランキングを表 II-2に示す。上位を見ると、全て日本企 業が占めている。ソニーや本田技研工業が上位に来ている要因としては、AIBOや QRIO、ASHIMO 等のペットロボット・ヒューマノイドロボットの技術開発があると推察される。また、安川電機、 川崎重工業、ファナックといった産業用ロボットメーカーも上位にある。 表II-2 出願人の出願件数ランキング（日本国特許庁出願） 順位 出願人 出願件数 1 ソニ－ 733 2 松下電器産業 604 3 本田技研工業 461 4 安川電機 409 5 東芝 220 6 川崎重工業 215 7 トヨタ自動車 209 8 ファナック 201 9 三菱重工業 190 10 日立製作所 167 ２. 米国特許庁出願 米国特許庁出願の出願人の出願件数ランキングを表 II-3に示す。上位出願人をみると、全て企 業で占められている。日本と米国が各 4社、韓国とドイツが各 1社である。ソニーは、日本国特 許庁出願と同様、米国特許庁出願件数でも 1位になっている。 表 II-3 出願人の出願件数ランキング（米国特許庁出願） 順位 出願人 出願件数 1 ソニ－ 246 2 本田技研工業 207 3 アプライド　マテリアルズ（US） 175 4 ファナック 168 5 三星電子（KR） 126 6 松下電器産業 103 7 SIEMENS AG（DE） 85 8 インタ－ナシヨナル　ビジネス　マシ－ンズ（US） 75 9 ストレイジ　テクノロジ－（US） 69 10 イントウイテイブ　サ－ジカル（US） 64 ３. 欧州特許庁出願 欧州特許庁出願の出願人の出願件数ランキングを表 II-4に示す。上位出願人を見ると、日本が 4社、ドイツが 3社、米国が 1社、スイスが 1社、スウェーデンが 1社となっている。欧州特許 庁出願では、ファナックが 1位になっている。 ‐ 16 ‐ 表 II-4 出願人の出願件数ランキング（欧州特許庁出願） 順位 出願人 出願件数 1 ファナック 172 2 ソニ－ 114 3 本田技研工業 112 4 ア－　ベ－　ベ－（SE） 72 5 松下電器産業 67 6 ク－カ　ロボテル（DE） 66 7 SIEMENS AG（DE） 64 8 アプライド　マテリアルズ（US） 59 9 DUERR SYSTEMS GMBH（DE） 41 9 レリ－　エンタ－プライジズ　AG（CH） 41 第２節 技術区分別出願件数上位ランキング 大区分別、出願先国別に特許出願累積件数が多い方から 5 位までを主要出願人とし、表 II-5に 示す。 全体構造技術の出願件数では、ソニー、本田技研工業が全ての出願地域およびファミリー単位 での集計で 1位あるいは 2位となっている。トヨタ自動車は日本国特許庁への出願は 3位と多い が、欧米への出願は少ない。米国特許庁への出願では、日本の企業以外に三星電子（韓国）およ び ABB（スウェーデン）が上位となっている。 部分構造技術全体では松下電器産業による出願が最も多いが、多くが日本国特許庁に対する出 願であり、欧米への出願は少ない。ファミリー単位で 3位の安川電機も同様である。一方、ソニー、 本田技研工業、ファナックは日本国特許庁、米国特許庁、欧州特許庁の 3 地域全てにおいて出願 件数が多い。米国特許庁の 4位には、医療用ロボットを手がける Intuitive surgical社が入っている。 また、欧州特許庁の 2 位には ABB 社（スウェーデン）が、5 位には KUKA 社（ドイツ）が入っ ている。いずれも産業用ロボットのメーカーである。 制御技術について、ファミリー単位ではソニーによる出願が最も多く、地域別でも日本国特許 庁、米国特許庁において出願件数が最も多い。安川電機は日本国特許庁への出願は多いが欧米へ の出願は少なく、一方の本田技研工業やファナックは欧米での出願も多い。特に欧州特許庁に対 する出願は、ファミリー単位では 5位のファナックが 1位となっている。こちらも米国特許庁の 3位には、医療用ロボットを手がける Intuitive surgical社が入っている。また、欧州特許庁の 4位 には ABB社、5位には KUKA社が入っている。 知能化技術では、日本、米国、欧州の 3 地域全てにおいてソニーによる出願が最も多い。ファ ミリー単位で 2 位の松下電器産業は他の技術区分の場合と同様に、日本国特許庁への出願は多い が欧米への出願は少ない。米国特許庁の 2位には三星電子（韓国）が、欧州特許庁の 2位にはシー メンス（独）が入っている。 コミュニケーション技術においても、ソニーによる出願が日本、米国、欧州の 3 地域全てにお いて最も多い。ファミリー単位で 2番目に出願件数が多いのは日本電信電話である。 応用技術においては、ファミリー単位で見ると本田技研工業、松下電器産業、大日本スクリー ン製造による出願件数が多い。ロボットを利用した半導体製造装置等の出願が多いためと考えら れる。 ‐ 17 ‐ 表 II-5 大区分別出願先国別主要出願人（上位5位） 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 ソニ－ 166 ソニ－ 163 本田技研工業 91 本田技研工業 71 2 本田技研工業 128 本田技研工業 125 ソニ－ 57 ソニ－ 27 3 トヨタ自動車 56 トヨタ自動車 56 三星電子（KR） 30 山口　仁一 18 4 松下電器産業 55 松下電器産業 55 ア－　ベ－　ベ－（SE） 26 ク－カ　ロボテル（DE） 16 5 東芝 44 東芝 44 山口　仁一 21 DUERR SYSTEMS 15 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 松下電器産業 194 松下電器産業 193 ファナック 72 ファナック 72 2 ソニ－ 191 ソニ－ 187 ソニ－ 58 ア－　ベ－　ベ－（SE） 31 3 安川電機 129 安川電機 129 本田技研工業 47 本田技研工業 26 4 本田技研工業 128 本田技研工業 128 イントウイテイブ　サ－ジ カル（US） 35 ソニ－ 26 5 ファナック 84 ファナック 84 アプライド　マテリアルズ （US） 34 ク－カ　ロボテル（DE） 25 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 ソニ－ 277 ソニ－ 276 ソニ－ 98 ファナック 72 2 安川電機 174 安川電機 174 ファナック 69 ソニ－ 57 3 本田技研工業 119 松下電器産業 113 イントウイテイブ　サ－ジ カル（US） 44 本田技研工業 28 4 松下電器産業 118 本田技研工業 112 本田技研工業 40 ア－　ベ－　ベ－（SE） 24 5 ファナック 84 ファナック 82 松下電器産業 26 ク－カ　ロボテル（DE） 22 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 ソニ－ 162 ソニ－ 155 ソニ－ 62 ソニ－ 29 2 松下電器産業 110 松下電器産業 109 三星電子（KR） 25 SIEMENS 14 3 本田技研工業 42 本田技研工業 39 本田技研工業 20 ヤマハ発動機 11 4 松下電工 35 松下電工 35 船井電機 17 三星電子（KR） 7 5 船井電機 35 船井電機 35 三星光州電子（KR） 14 ダイソン　テクノロジ－ （GB） 7 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 ソニ－ 255 ソニ－ 239 ソニ－ 86 ソニ－ 37 2 日本電信電話 94 日本電信電話 94 本田技研工業 44 ファナック 32 3 松下電器産業 86 松下電器産業 82 ファナック 30 コニン．　フイリツプス　エ レクトロニクス（NL） 19 4 本田技研工業 68 本田技研工業 60 松下電器産業 23 松下電器産業 15 5 日本電気 51 日本電気 49 三星電子（KR） 21 SIEMENS 14 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 出願人名称 件数 1 本田技研工業 133 本田技研工業 132 アプライド　マテリアルズ （US） 86 アプライド　マテリアルズ （US） 35 2 松下電器産業 110 松下電器産業 108 本田技研工業 44 レリ－　エンタ－プライジズ （CH） 31 3 大日本スクリ－ン製造 105 大日本スクリ－ン製造 104 三星電子（KR） 31 松下電器産業 17 4 アプライド　マテリアルズ （US） 103 東芝 64 TAIWAN SEMICONDUCTOR MFG 29 ファナック 15 5 東芝 64 日立製作所 57 レリ－　エンタ－プライジ ズ（CH） 28 デラバル　ホルデイング （SE） 15 応用技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 コミュニケーション技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 知能化技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 制御技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 部分構造技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 全体構造技術 順位 ファミリー単位 日本国特許庁 米国特許庁 欧州特許庁 ‐ 18 ‐ 第４章 基本特許・重要特許分析 第１節 注目研究開発テーマの分析の観点 各注目研究開発テーマについて、平成 13年度調査における分析内容と本調査における分析の観 点を以下の 表 II-6 に示す。 また、分析結果のうち、平成 13年度前回調査から継続した注目研究開発テーマの例として「歩 行技術」を、新規に設定した注目研究開発テーマの例として「安全技術」を、それぞれ取り上げ る。 表 II-6 注目研究開発テーマの分析の観点 注目テーマ 平成13年度調査における分析内容 本調査における分析の観点（注目サブテーマ） 歩行技術 本田技研工業の二足歩行技術の中核として、床反力制御、モデルZMP 制御、着地位置修正制御の3つの技術が挙げられている。また、ソ ニーの二足歩行技術の特徴として、下肢のみでなく上肢も含めた全 身協調制御が指摘されている。 ・リアルタイム歩容生成 ・外乱に対する歩行安定性向上 ・着地衝撃の緩和 ・転倒時対応 自律移動 制御技術 ロボットの位置、姿勢の確認方法として、画像処理技術による方 法、光計測技術による方法、ロボット自身の走行距離や方向の検出 による方法の3つが挙げられている。また、障害物回避技術の注目特 許として、日本輸送機の環境地図を持たないロボットにおける障害 物検出・回避技術が挙げられている。 ・自己位置および方向の推定 ・環境マップの生成 ・移動経路の計画 ・障害物の回避 学習型計 算機技術 交叉、突然変異、淘汰を繰り返し、環境に適合して生き残るといっ た生物過程を模擬する手法である遺伝的アルゴリズムに注目してい る。日立製作所による音声認識技術に遺伝的アルゴリズムによる学 習機能を採用した事例や、ソニーによるロボットの特性を遺伝的に 継承させることで、エンターテインメント性を向上させる特許が挙 げられている。 ・行動学習（ニューラルネット・遺伝的アルゴリズム） ・行動学習（その他アルゴリズム） ・音声・言語・対話学習 ・感情・感性コミュニケーション 複数ロ ボットの 制御技術 複数のロボットを統括して制御する中核制御装置を用いた制御技術 として、川崎重工業、能美防災等の特許が挙げられている。また、 中核制御装置を必要としない分散型の制御技術としてソニーの特許 が複数挙げられており、「自信モデル」を用いた協調行動の実現方 法への発展が指摘されている。 ・複数ロボットの同期協調制御 ・複数ロボットの分散協調制御 画像認識 技術 ロボットの移動に必要な技術として、産総研の脚移動のための画像 認識技術、ソニーのペットロボットの自律移動技術が挙げられてい る。加えて、顔画像認識を利用した日本電気の親近感を感じるロ ボットやソニーの盗難防止の利用への利用が注目技術として挙げら れている。 ・産業用ロボットのビンピッキング性能向上 ・顔認識によるコミュニケーション向上 ・撮像性能の向上 ・自律移動のための障害物回避 音声認識 技術 ソニーの音声によるロボットの運動制御技術、エンターテイメント 用途に動作を伴うコミュニケーションとしての音声認識技術が上げ られている。ロボットの内外の状況に応じて音声あるいは動作をよ り自然な出力を行う技術が注目技術とされている。 ・動作命令入力 ・ロボット内部ノイズのキャンセル ・音声認識と画像認識の組合せ ・ロボットとの自然なコミュニケーション 遠隔操作 技術 三菱重工業の自律移動ロボット