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Elenco dei casi di brevetti relativi ad AR/VR (dal 2020 in poi)
Nella tabella seguente sono stati raccolti i casi di brevetti relativi alle tecnologie AR (realtà aumentata) e VR (realtà virtuale) in vari settori, depositati o registrati in Giappone negli ultimi cinque anni (dal 2020 in poi).Si nota come i richiedenti – tra cui aziende e università – siano di natura molto varia, a testimonianza del fatto che lo sviluppo delle tecnologie AR/VR sta procedendo in un ampio ventaglio di settori, quali quello medico, manifatturiero, educativo e dei videogiochi.
| Richiedente (nome dell’azienda, dell’università, ecc.) | Numero di pubblicazione/registrazione | Denominazione dell’invenzione | Sintesi (caratteristiche AR/VR) | Caratteristiche tecniche ed effetti concreti |
|---|---|---|---|---|
| CS Reporters Co., Ltd. XR iPLAB Co., Ltd. | Pubblicazione di brevetto 2020-149399 (pubblicata) | Metodo per la fornitura di uno spazio di realtà virtuale | Metodo per sincronizzare automaticamente il lip-sync (sincronizzazione labiale) dei personaggi in uno spazio VR in cui partecipano più utenti, sulla base dei dati vocali di ciascun utente. | Il server riceve l’audio dai terminali degli utenti, estrae i parametri tramite analisi vocale e genera la voce e le immagini del personaggio. Consente di sincronizzare in modo semplice i movimenti della bocca dell’avatar VR con l’audio effettivo, migliorando il realismo e l’immersività. |
| Nomura Research Institute, Ltd. (NRI) | Brevetto giapponese 2023-74321 (pubblicato) | Sistema di localizzazione dei prodotti | Si fotografano gli scaffali del negozio con la fotocamera dello smartphone e si rilevano le posizioni dei cartellini dei prezzi di ciascun prodotto utilizzando come riferimento i marcatori AR situati alle estremità dei ripiani. | Acquisisce le informazioni relative allo scaffale dai codici unidimensionali/bidimensionali (marcatori AR) presenti alle estremità dei ripiani e registra le informazioni sul prodotto corrispondenti al cartellino del prezzo e la posizione di esposizione. Consente di individuare la posizione dei prodotti semplicemente fotografando lo scaffale in sezioni con una normale fotocamera dello smartphone, contribuendo così a migliorare la gestione delle scorte e l’accuratezza delle previsioni della domanda nei punti vendita al dettaglio. |
| Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pubblicazione di brevetto 2024-172349 (pubblicata) | Monocristallo di acido di litio-niobio, … e occhiali AR | Forniamo monocristalli di acido di litio-niobio di alta qualità, adatti come materiale per le guide d’onda degli occhiali AR. Riducendo al minimo l’assorbimento della luce visibile, si migliorano la luminosità e la nitidezza della visualizzazione AR. | Sviluppo di un metodo di crescita che limita la concentrazione di impurità di platino all’interno del monocristallo a 1,0 ppm o meno. Riduzione dell’assorbimento ottico derivante dal platino, consentendo di ottenere cristalli con elevato indice di rifrazione e basse perdite. Contribuisce al miglioramento della trasparenza delle guide d’onda ottiche per la realtà aumentata, rendendo possibile la visualizzazione di ologrammi nitidi. |
| B-Bridge Co., Ltd. | Brevetto n. 6828934 (registrato) | Dispositivo di navigazione, … metodo | Tecnologia di navigazione AR che sovrappone le informazioni sulla direzione di marcia e sul percorso alle immagini della fotocamera dello smartphone. Fornisce indicazioni stradali intuitive, analogamente alla visualizzazione AR di Google Maps. | Combinando i dati GPS con una tecnologia di correzione proprietaria e riconoscendo con precisione marciapiedi e vicoli stretti, è stato realizzato un sistema in grado di fornire indicazioni anche di notte o in ambienti interni (dove non è disponibile il segnale radio). Ciò consente di raggiungere la destinazione senza perdersi nemmeno in incroci complessi, migliorando la precisione e la praticità della navigazione. |
| TDK Corporation | Pubblicazione di brevetto 2024-94883 (pubblicata) | Dispositivo di proiezione retinica e dispositivo indossabile near-eye | Dispositivo HMD (Head-Mounted Display) di tipo «a proiezione retinica» per la realtà aumentata (AR), indossabile come occhiali per miopia, che proietta immagini direttamente sulla retina dell’utente tramite scansione laser. | La luce laser viene riflessa da numerosi micro-riflettori disposti in modo frazionato sulla superficie interna delle lenti, consentendo la proiezione dell’immagine sulla retina. La suddivisione e la disposizione ottimale delle aree dei riflettori riducono l’ingombro sulle lenti, garantendo al contempo sia un ampio campo visivo, tipico degli occhiali trasparenti, sia una visualizzazione ad alta risoluzione. Ciò consente di progettare occhiali AR più sottili e leggeri rispetto ai modelli precedenti. |
| Canon Inc. | Pubblicazione di brevetto 2021-118415 (pubblicata) | Dispositivo di controllo per visori montati sulla testa (HMD) e altro | Tecnologia volta a ridurre la dispersione di luce attraverso gli spazi vuoti che si verificano quando si indossa un visore montato sulla testa (HMD). Consente di visualizzare immagini virtuali in modo nitido anche in ambienti luminosi, come all’aperto, senza compromettere il senso di immersione. | L’HMD è dotato di un elemento di schermatura rimovibile; si propone un sistema di controllo che chiude lo spazio tra il volto dell’utente e l’HMD in base all’intensità della luce ambientale. In luoghi luminosi blocca la luce esterna, mentre in ambienti bui riduce la sensazione di oppressione. Regola automaticamente la luce ambientale, migliorando la visibilità delle immagini VR e il senso di immersione. |
| Università Juntendo (domanda congiunta: Pulse Co., Ltd.) | Brevetto n. 7219895 (registrato) |
Sistema VR medico «Uraraka VR» | Sistema terapeutico di realtà virtuale a uso medico volto ad alleviare il dolore cronico e l’ansia legata al ricovero ospedaliero. Consente al paziente di distogliere l’attenzione dal dolore e dall’ansia grazie all’immersione nelle immagini VR, con l’obiettivo di ottenere un sollievo dal dolore senza ricorrere ai farmaci. | Grazie al visore VR mobile integrato, è possibile utilizzarlo in posizione comoda anche a letto. È possibile registrare per ciascun paziente l’utilizzo della realtà virtuale e il punteggio del dolore, consentendo al personale medico di monitorare tali dati in tempo reale. Si prevede che questo sistema possa rappresentare una nuova tecnica di analgesia digitale, utile ad esempio per alleviare il dolore neuropatico e l’ansia preoperatoria. |
| UNIVRS Co., Ltd. | Brevetto n. 7441442 (registrato) |
Tecnologia di movimento per prevenire la cinetosi da realtà virtuale | Interfaccia di movimento che riduce notevolmente la «cinetosi da realtà virtuale» (cinetosi 3D) durante l’utilizzo di contenuti VR. Tecnologia proprietaria che consente di spostare il punto di vista all’interno dell’ambiente VR in sincronia con i movimenti effettivi del corpo. | È stato sviluppato un algoritmo che collega i movimenti della testa, delle braccia e delle gambe dell’utente agli spostamenti e al controllo del punto di vista all’interno dello spazio VR. La postura e gli spostamenti vengono riprodotti in tempo reale sulla base dei dati rilevati dai sensori dell’HMD e dei controller. Ciò riduce il rischio di cinetosi anche in presenza di immagini intense, prevenendo disturbi simili a quelli causati dal mal d’auto. Contribuisce a migliorare la libertà espressiva nei giochi VR e nei simulatori di addestramento. |
| Università di Miyazaki (gruppo del Prof. Norihito Kawasue) | Brevetto n. 7210862 (registrato) | «Occhiali che mostrano il peso dei suini» | Si tratta di un sistema AR di tipo smart glasses destinato all’allevamento suino, in grado di stimare istantaneamente il peso dei suini semplicemente osservandoli. Una soluzione che rende più veloce e senza contatto la misurazione del peso del bestiame, un’attività che in precedenza richiedeva un grande sforzo fisico. | È composto da occhiali intelligenti indossabili sulla testa e da una telecamera 3D. I dati relativi alla corporatura del suino, acquisiti dalla telecamera, vengono analizzati dall’intelligenza artificiale e il peso stimato viene visualizzato sul display degli occhiali sovrapposto all’immagine del suino.L’errore è contenuto entro pochi punti percentuali, garantendo un’elevata precisione. Consente di determinare istantaneamente se il suino ha raggiunto l’età di macellazione (115 kg), riducendo drasticamente l’onere delle tradizionali operazioni di pesatura. |
* Il termine «pubblicazione» si riferisce al bollettino di pubblicazione dei brevetti, mentre «brevetto» indica il bollettino di registrazione dei brevetti.
5 esempi di brevetti AR/VR degni di nota
Tra l’elenco sopra riportato, abbiamo selezionato cinque casi rappresentativi particolarmente degni di nota e ne illustreremo in dettaglio le caratteristiche tecniche e gli effetti.
1. Sistema VR medico per alleviare il dolore cronico (Università Juntendo · Puls Co., Ltd.)
[Sintesi del caso] La Facoltà di Medicina dell’Università Juntendo e la start-up Pulse (società controllata da Ignis) hanno sviluppato congiuntamente “Uraraka VR”, un sistema rivoluzionario di riabilitazione e sollievo dal dolore che applica la tecnologia VR in ambito medico, per il quale è stata depositata una domanda di brevetto nel 2019.Questo sistema mira a distogliere l’attenzione dei pazienti ricoverati dal dolore e dall’ansia attraverso l’immersione nelle immagini VR, con l’obiettivo di ridurre la nevralgia cronica, l’ansia e lo stress preoperatori.
【Caratteristiche tecniche】Il sistema utilizza un visore VR mobile integrato, che il paziente può indossare e utilizzare rimanendo disteso supino sul letto della propria stanza d’ospedale. Ciò consente di sottoporsi al trattamento in una posizione rilassata, riducendo il disagio anche per i pazienti anziani o in fase post-operatoria.Inoltre, è dotato di funzioni di gestione destinate al personale medico, grazie alle quali la durata delle sessioni VR e i punteggi relativi al dolore (come i valori VAS) di ciascun paziente vengono registrati e condivisi in tempo reale. Sulla base di questi dati, il medico può valutare l’efficacia del trattamento e integrare tali informazioni nel piano terapeutico.
【Effetti concreti】Si prevede che l’esperienza immersiva offerta dalle immagini VR attenui la concentrazione e l’ossessione del paziente nei confronti del dolore e dell’ansia.Infatti, è stato riportato che la secrezione di dopamina nel cervello, indotta dall’esperienza di ricompensa derivante dai giochi, ha un effetto inibitorio sul dolore e sulla paura; “Uraraka VR” sta attirando l’attenzione come strumento di analgesia digitale privo di effetti collaterali che sfrutta tale principio. In quanto primo caso al mondo di sollievo dal dolore cronico senza ricorrere agli analgesici, si prevede che contribuirà allo sviluppo futuro della realtà virtuale in ambito medico.
2. Tecnologia di spostamento che riduce al minimo la cinetosi da realtà virtuale (UNIVRS Co., Ltd.)
[Sintesi del caso] Per risolvere il problema della “cinetosi da realtà virtuale” (cinetosi 3D), che rappresenta un problema nei giochi VR e simili, la start-up UNIVRS ha sviluppato una tecnologia proprietaria di interfaccia di movimento che sincronizza i movimenti del corpo con gli spostamenti all’interno della realtà virtuale; nel 2019 è stata presentata una domanda di brevetto.Questa tecnologia consente di ridurre il disagio simile al mal d’auto che l’utente potrebbe provare anche in presenza di immagini molto intense nei contenuti VR; grazie a questa idea, l’azienda è riuscita a raccogliere circa 100 milioni di yen.
【Caratteristiche tecniche】Di norma, la cinetosi da realtà virtuale deriva da uno sfasamento tra le informazioni visive e i semicircoli (il senso dell’equilibrio del corpo). La presente tecnologia riduce tale sfasamento allineando il più possibile lo spostamento del punto di vista e il comportamento dei personaggi all’interno della realtà virtuale con i movimenti fisici effettivi dell’utente.Ad esempio, i sensori di movimento dei controller o dell’HMD rilevano i movimenti della testa e delle mani del giocatore, facendo sì che il campo visivo all’interno del gioco si sposti in base a tali direzioni. Inoltre, anche per i movimenti di deambulazione o rotazione, anche in assenza di dispositivi di input corrispondenti, un algoritmo proprietario stima e riproduce gli spostamenti desiderati dal giocatore.
【Effetti concreti】 Grazie a questo meccanismo, la discrepanza tra immagini e sensazioni corporee viene attenuata, consentendo di ridurre notevolmente il senso di disagio che causa la cinetosi da realtà virtuale. In passato, per prevenire la cinetosi da realtà virtuale era necessario limitare la velocità di movimento e gli effetti visivi all’interno del gioco; l’applicazione di questa tecnologia riduce tali vincoli, rendendo possibile un’esperienza VR più libera e dinamica.In effetti, la società UNIVRS sta sfruttando questa tecnologia per realizzare versioni VR di opere famose (come «L’attacco dei giganti VR») e si prevede che essa funga da tecnologia di base per ampliare la gamma dei contenuti VR commerciali.
3. Navigazione AR con indicazioni stradali tramite la fotocamera dello smartphone (B-Bridge Co., Ltd.)
[Sintesi del caso] Anche nel settore della navigazione AR, che sta attirando l’attenzione come sistema di indicazioni stradali di nuova generazione per le app di mappe, vi sono esempi di brevetti ottenuti da aziende giapponesi. La società B-Bridge ha sviluppato una tecnologia di navigazione che sovrappone frecce di direzione e percorsi alle immagini riprese dalla fotocamera dello smartphone e ha ottenuto il brevetto nel 2021(Brevetto n. 6828934). Sebbene la funzione di navigazione AR di Google Maps (Live View) abbia suscitato grande interesse, la tecnologia di B-Bridge garantisce una maggiore precisione grazie a funzionalità esclusive.
[Caratteristiche tecniche] Questa navigazione AR integra, oltre alle informazioni sulla posizione attuale e sulla direzione fornite dal GPS e dalla bussola elettronica dello smartphone, un algoritmo di correzione della posizione esclusivo dell’azienda. Nello specifico, fusione i dati cartografici con le informazioni dei sensori per stimare con elevata precisione l’«area di percorrenza in cui l’utente dovrebbe trovarsi», correggendo così la direzione e la posizione delle frecce da visualizzare.Di conseguenza, anche in caso di deviazioni del GPS nei quartieri con molti edifici, è difficile allontanarsi dal percorso; inoltre, in ambienti in cui il segnale GPS viene temporaneamente interrotto, come nei centri commerciali sotterranei o nei parcheggi al coperto, la navigazione può proseguire in modalità offline sulla base della posizione e dell’orientamento rilevati all’avvio dell’applicazione.
【Effetti concreti】 Poiché sullo schermo vengono visualizzate indicazioni stradali sincronizzate con il paesaggio reale, è possibile risolvere in modo intuitivo le difficoltà tradizionali, quali «non riuscire a trovare la destinazione guardando la mappa» o «non sapere da che parte dirigersi una volta usciti dall’uscita». In particolare, la tecnologia di BeBridge migliora la precisione delle indicazioni anche di notte e nei vicoli stretti, rappresentando un miglioramento pratico che risponde proprio alle esigenze degli utenti.In futuro sono previsti anche sistemi di guida con personaggi virtuali e l’integrazione con i trasporti pubblici (MaaS); si tratta quindi di una tecnologia brevettata in grado di rivoluzionare profondamente l’esperienza utente della navigazione pedonale.
4. Occhiali AR che “visualizzano” istantaneamente il peso dei suini (Università di Miyazaki)
[Sintesi del caso] L’applicazione della tecnologia AR sta avanzando anche nel settore agricolo. Il gruppo di ricerca del professor Norihito Kawasue della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Miyazaki ha sviluppato un sistema denominato «occhiali che mostrano il peso dei suini», in grado di misurare il peso dei suini tramite una fotocamera e visualizzarlo su occhiali AR; nel 2021 è stata presentata una domanda di brevetto internazionale.In passato, per determinare l’età di macellazione, gli allevatori di suini dovevano pesare uno per uno centinaia di capi sulla bilancia, un’operazione faticosa e fonte di stress per gli animali. Questa tecnologia consente di eseguire tale operazione in modo non invasivo e in un istante.
[Caratteristiche tecniche] Il sistema è costituito da una telecamera 3D dotata di sensore di profondità e da occhiali intelligenti. Quando l’operatore indossa gli occhiali AR e osserva un suino, i dati relativi alla corporatura dell’animale, rilevati dalla telecamera, vengono trasmessi in tempo reale al computer.Un algoritmo di stima basato sull’intelligenza artificiale (deep learning) calcola il peso della carcassa (peso vivo) in base alla corporatura e sovrappone il risultato sul display degli occhiali. Si tratta, ad esempio, di un’immagine in cui un numero appare sovrapposto alla figura del suino, come nel caso di «Suino n. XX: 115 kg stimati».
[Effetti concreti] L’errore di misurazione è contenuto entro pochi punti percentuali, garantendo un’elevata precisione; è quindi possibile stabilire a colpo d’occhio se un maiale abbia raggiunto il peso ideale di spedizione di 115 kg. Di conseguenza, si eliminano gli sprechi nell’ingrasso e non si rischia più di perdere il momento ottimale per la spedizione. Inoltre, diventa più agevole la gestione dei singoli capi all’interno di un allevamento in gruppo, operazione che risultava difficile da eseguire manualmente.Soprattutto, poiché viene meno il faticoso lavoro di catturare i suini di grandi dimensioni per posizionarli sulla bilancia, è possibile ridurre notevolmente lo sforzo fisico degli operatori. In prospettiva, si sta valutando l’applicazione di questo sistema per l’installazione di telecamere fisse nei porcili, finalizzata alla valutazione e alla selezione automatiche; tale iniziativa sta suscitando grande interesse sia a livello nazionale che internazionale come esempio all’avanguardia nell’ambito dell’IoT e dell’IA nel settore zootecnico.
5. Tecnologia di visualizzazione per occhiali AR di nuova generazione tramite proiezione retinica (TDK Corporation)
【Sintesi del caso】 Da non trascurare è la pubblicazione del brevetto (JP 2024-94883) relativo agli occhiali AR a proiezione retinica da parte di TDK, leader nel settore dei componenti elettronici. Si tratta di una tecnologia di visualizzazione AR all’avanguardia che integra un dispositivo di proiezione a scansione laser in un dispositivo indossabile simile a un paio di occhiali, consentendo di proiettare immagini direttamente sulla retina dell’utente.Compreso il «Vision Pro» di Apple, di cui si è molto parlato negli ultimi anni, i metodi di visualizzazione degli occhiali AR trasparenti si dividono sostanzialmente in due categorie: quelli basati su schermi LCD o OLED trasparenti e quelli basati su proiettori; il presente brevetto adotta l’approccio della proiezione diretta sulla retina mediante un proiettore ultracompatto.
[Caratteristiche tecniche] All’interno del dispositivo sono integrati una sorgente luminosa laser a semiconduttore e un minuscolo specchio MEMS (specchio mobile); tramite questo specchio, il raggio laser viene fatto scorrere ad alta velocità per scansionare e tracciare le immagini.La caratteristica principale consiste nell’utilizzare l’intera superficie interna delle lenti degli occhiali come schermo. La struttura prevede la disposizione di numerosi riflettori di dimensioni estremamente ridotte sulla superficie interna delle lenti; quando il raggio laser colpisce l’area di pixel di competenza di ciascun riflettore unitario, esso viene riflesso in direzione della retina.Grazie a una disposizione accurata dei riflettori unitari e a un controllo mirato della scansione laser, si riesce a formare un’immagine virtuale ad alta risoluzione sulla retina, pur rendendo i riflettori presenti sulla lente quasi impercettibili alla vista.
【Effetti concreti】 Grazie a questa tecnologia, anche i dispositivi a forma di occhiali consentono una visualizzazione AR che coniuga un ampio angolo di campo e immagini nitide. Mentre i tradizionali HMD di tipo trasmissivo presentavano l’inconveniente di ostruire parzialmente il campo visivo a causa del display o degli specchi, in questo sistema l’ostacolo alla visione è ridotto al minimo grazie alle dimensioni minime dei riflettori.Inoltre, poiché la proiezione avviene direttamente sulla retina, si ottiene il vantaggio di un’immagine sempre a fuoco, indipendentemente dalla regolazione della rifrazione oculare. Di conseguenza, ciò contribuisce alla realizzazione di smart glass di nuova generazione in grado di visualizzare in modo nitido e senza alcun senso di estraneità le informazioni AR sovrapposte al paesaggio del mondo reale. Si prevedono ampie applicazioni, che spaziano dal settore industriale all’intrattenimento, e si può affermare che si tratti di una tecnologia di base in grado di migliorare notevolmente la qualità di visualizzazione degli occhiali AR.
Come sopra illustrato, i brevetti relativi all’AR/VR depositati e registrati in Giappone negli ultimi cinque anni comprendono tecnologie provenienti da una vasta gamma di settori, che spaziano dai videogiochi alla medicina, dall’industria all’agricoltura. Idee all’avanguardia vengono pubblicate come brevetti non solo da grandi aziende, ma anche da startup e gruppi di ricerca universitari, il che evidenzia come il settore dell’AR/VR stia registrando uno sviluppo trasversale.In particolare negli ultimi anni, la ricerca e lo sviluppo stanno accelerando in relazione a parole chiave quali smart glasses, AR cloud e metaverso, e ciò si riflette anche nelle domande di brevetto. Continuando a prestare attenzione alle informazioni sui brevetti pubblicati, sarà possibile cogliere tempestivamente la direzione delle soluzioni AR/VR di prossima generazione.
Bibliografia e fonti: Piattaforma di informazioni sui brevetti (J-PlatPat), comunicati stampa delle varie aziende, dati relativi alle pubblicazioni di brevetti (domande di brevetto e brevetti concessi), ecc.
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Takefumi Sugiura (SUGIURA Takefumi)
Studio di proprietà intellettuale EVORIX – Consulente in brevetti e rappresentante legale
Assistiamo clienti in un’ampia gamma di settori – tra cui IT, produzione, start-up, moda e sanità – in ogni fase, dalla presentazione delle domande di brevetto, marchio, disegno industriale e diritto d’autore fino ai procedimenti di ricorso e alle cause per violazione.È inoltre esperto in strategie di proprietà intellettuale nei settori all’avanguardia quali IA, IoT, Web3 e FinTech. È membro di diverse associazioni, tra cui l’Ordine dei Consulenti in Brevetti del Giappone, l’Associazione dei Consulenti in Brevetti dell’Asia (APAA) e l’Associazione Giapponese dei Marchi (JTA).