SpaceX載人火箭升空—NASA開放專利共享，帶動航太科技商品化

2020年上半年度航太科技界發生劃時代的重大事件，由SpaceX公司自主研發的火箭5月30日在美國甘迺迪太空中心發射升空，將2名太空人順利送進國際太空站，這是全球航太史上由商業公司載送太空人進入國際太空站的首例，象徵航太商業的時代正式來臨。

SpaceX能有如此卓越的成績，除了該公司強大的研發能量，更重要的是有美國太空總署(National Aeronautics and Space Administration , NASA)積極推動航太科技加速技轉商業化策略的支持，SpaceX多年來加入NASA「商業軌道運輸服務[註1]」計畫(Commercial Orbital Transportation Services, COTS)，透過NASA的專利技術移轉，共同成就這歷史性的一刻，也讓美國成為全球第一個成功扶植商業合作夥伴發射載人飛船以及衛星系統進入太空軌道的國家，揭開航太商用事業發展的序幕。 

一、SpaceX與NASA技術合作，創造雙贏局面

航太科技需要非常龐大的經費來支撐研發和火箭發射，過去多由美國和俄國等擁有強大經濟體的政府部門自行發展，為了降低整體成本，美國NASA率先推出改革，2004年推出COTS，其內容包括了四種技術服務類型[註2]， A.外部貨物運送和處置、B.內部貨物運送和處置、C.內部貨物運用和返回及D.人員運輸。NASA透過COTS計畫向美國民營企業徵求能夠運輸貨物（Commercial Cargo Program）或人員（Commercial Crew Program）至國際太空站(ISS)的航太技術服務，鼓勵美國工業界發展往返於低地面軌道(Low-Earth Orbit)的人員運輸服務。透過此商業合作計畫，除了讓NASA可以更專注的集中在研發和製造深空(Deep Space)太空船或火箭，為美國納稅人節省一筆龐大的費用，創造更廣大的商業利益，更讓民眾對於太空旅行的夢想打開一扇希望之窗。

SpaceX就是NASA的 COTS計畫初始合作企業之一，在2006年SpaceX與NASA簽署COTS計畫，合約中NASA授予SpaceX免權利金之非專屬授權，並提供各階段必要的研發經費，其中SpaceX於合約範圍內所產出的專利技術，也必須與NASA共享(美國國家航空暨太空法案Sec.305.[註3])，在2012年SpaceX成為第一家向國際航空站運送貨物的商業公司，2020年更達成運送人員至國際太空站的目標，顯示COTS計畫成功創造政府和企業雙贏的局面。 

此次SpaceX火箭升空，讓SpaceX對於智慧財產權的保護策略，也受到各界的關注，從美國專利資料庫中發現，SpaceX自2002年成立之後，直到2016年才開始申請專利，根據創辦人Elon Musk的回應，SpaceX考量專利申請公開後，將會被競爭對手模仿或改製，為保持企業競爭力，因此重要技術大部分利用營業秘密來保護，像是與火箭製造相關的技術，迄今仍沒有申請專利[註4]。

二、專利開放並降低技轉門檻，讓太空技術產品遍地開花

NASA與SpaceX的成功，是科技上的一大成就，對普通人而言，雖然太空距離自己還是非常遙遠，但因NASA早在50年前就開始推動技轉、鼓勵新創，於2013年底更對外開放專利，成功推動許多技術商品化，像是製造記憶枕的記憶泡沫材料、寵物異味空氣過濾器、淨水器系統、穿戴式心律監護器等，這些日常隨處可見的產品，皆來自NASA的研發技術。專利的精神，是希望透過技術的公開與分享，促進科技進步、增進社會福祉，NASA的專利公開策略，正是專利商品化的最佳典範。

NASA經過多年的商業技轉，已成功衍生(spin-off)出眾多的新創事業體，同時也創造出超過2,000多個商品，NASA成功將太空技術在地球上落地生根，這些商品化成功案例紀錄於「NASA SPINOFF」網站中，有興趣的民眾可以前往搜尋了解有哪些產品是源自於NASA技術，以下分享較為著名的四個案例提供參考。

      1. 1.技轉案例一、擁有54年歷史的記憶泡沫
        記憶泡沫膠材是目前最廣為人知以及最受使用者認可的NASA技轉產品，它的起源可以回溯至1966年，被開發用來吸收衝擊，為太空艙座椅提供更好的保護和舒適性，以降低太空飛行的顛簸對太空人造成的傷害，1969年主要發明人之一的Charles Yost創立了Dynamic Systems公司，便將此項技術開始進行商品化，廣泛地應用於飛機座椅、醫療減壓墊等，直到現在經過不斷地改良，在寢具用品、汽機車座椅等，都可以看見記憶泡沫膠材的應用，甚至也成為現代藝術創作的媒材之一。
        1. 2.技轉案例二、寵物異味空氣過濾器
          NASA在2016年公開徵求清潔空氣過濾器的技術，目標是應用在清除附著在太空人所穿著的太空衣上面的氨等毒素，而伊利諾伊州的一家公司成功研發出空氣過濾器可以去除氨，後續除了應用在太空服，更與寵物用品結合，像是貓砂盒或倉鼠籠等，去除寵物所產生的異味。
          1. 3.技轉案例三、 淨水器系統
            水在太空中是珍貴的資源，NASA最初為阿波羅號（Apollo）研發的供水系統，利用銀離子技術用於淨化和軟化水，並且抑制過濾器中細菌的生長。如今，該技術已經深入每個家庭當中，成為家用淨水系統，該系統不僅可以淨化和軟化水，而且還可以去除令人討厭的味道和氣味。
          1. 4.技轉案例四、穿戴式心律監護器
            NASA在2012年透過SBIR計畫由科學家Lino Velo及其所屬公司Linea發明能夠檢測太空人在不同時間下所面臨的壓力承受指標，而心律可作為壓力指標之一，因為當感受到害怕時，心律就會上升，後來Linea公司被Salutron公司併購，此研發成果被應用作為可穿戴式的健康監護器，幫助追蹤心律變化情況，可以隨時提醒使用者異常數據及目前所面臨的壓力情況。

NASA太空技術任務局代理副局長Jim Reuter說：「太空技術正在持續改善地球上的生活。」NASA的太空計畫比想像中的要離家更近，因此為了讓民眾深入認識太空技術如何改變生活，NASA也建立了「家庭與城市」的教育網站(https://homeandcity.nasa.gov/)，建立模擬城市，並且在模擬地圖上標示約130種衍生技術，讓使用者可以透過模擬空間探索最初為研究和探索太空而開發的NASA技術，認識這些已經遍佈在家中或是城市中的哪些角落，如何改善和保護人類的生活。 

三、簡化技轉流程、扶植新創公司，提振產業經濟發展

NASA為了鼓勵新創公司與個人發明家多多利用其對外開放的研發成果，於2013年底建立了快速授權平台，在NASA原有的技術移轉中心體制下，將特定技術歸類至「快速授權平台網站」，以非專屬授權(Nonexclusive License)或是技術評估授權(Evaluation License)兩種授權模式，採電子化申請流程的方式，申請者可在７天內獲得授權答覆，詳細介紹收錄於本網站2014年1月「NASA快速授權計畫[註5]」介紹商品化時事報導，有興趣的民眾可以前往回顧。

目前NASA整合所有技術資源推動技術移轉計畫，架設了開放專利檢索資料庫，較過去的快速授權平台提供更全面性的技術授權服務，使用者可以在技術移轉計畫網站中搜索NASA的公開/核准專利、軟體、衍生技術以及Public Domain資料庫，NASA期望透過技術移轉計畫更廣泛地向大眾公開NASA技術，從而為其國家帶來最大化的技術收益，幫助創新育成以及新產品的開發，提升產業競爭優勢。 


圖 1、Public Domain資料庫技術檢索網頁

 

對於發明人或企業最具誘因的莫非是Public Domain資料庫所提供的開放共享技術專利，使用方只要進入Public Domain資料庫輸入技術關鍵字，就會顯示相關可技轉之專利，若新創公司有意願進行技轉，將可獲得三年的免費授權，讓創業家可以減輕創業初期的資金與技術壓力，全心投入研發與市場的發展。

想要在網站中申請技術移轉，NASA提供四大步驟指引[註6] ，步驟一：使用者必須先從NASA的技術資料庫中找到技術標的，步驟二：使用者只要在該技術說明或專利介紹頁面點選申請按鈕，就會進入NASA的自動技術授權申請系統（Automated Technology Licensing Application System，ATLAS）透過線上申請流程，引導申請人完成申請流程。

圖 2、NASA技術授權流程

 

步驟三：設定授權合約，其中最主要為NASA之授權金，NASA對於新創企業所提出的新創授權類型不收取任何的簽約授權金(upfront fee)，一般非專屬授權的簽約授權金通常在5,000美元到10,000美元之間，若是專屬授權則需依個案洽談，費用將會比非專屬授權高，簽約授權金將會隨著被授予不同的權利價值而有所變化(如圖3)；為確保被授權人能夠確實著手進行商品化工作，在授權金中也包含每年一筆最低支付授權金(yearly minimum royalties)，讓被授權人更有動力去實踐商品化。

https://technology.nasa.gov/license

圖 3、NASA技術簽約授權金

 而於成功商品化產生利潤後，NASA收取的授權金比例(running royalty percentage)，大多介於３％~７％之間，但依據產業類別、商品化利潤、技術成熟度、技術排他性等不同，收取的授權金比例亦盡不同，例如：航空業等利潤較高的行業授權金比例將可能高於利潤較低的環保產業，從圖 4可看到，可壓縮流體動力學建模的軟體授權金比例高達18%，；而製造金屬粉末的新方法則只有１％。最後步驟四：則依授權合約內容執行。

https://technology.nasa.gov/license

圖 4、授權合約之授權金比例範圍

從NASA的技術授權策略，可以發現NASA對於新創企業提供非常友善的技術合作待遇，就像是在「NASA Startup」網站(https://technology.nasa.gov/startup)的標題所述「新創公司管理現金流的最佳方式，就是『抓緊你的錢』」，NASA特別在技術投資費用上給予新創公司相當大的優惠，像是免除簽約授權金、前３年免費授權、專利由美國政府維護和保護、NASA可以提供額外的技術人員和設備的支持等，將有助於新創公司大幅降低投資風險，提升商品化成功機率。

五、結論

NASA身為全球最大航太科技研發機構，投入鉅額創造出舉世聞名的非凡成果，不過從前述介紹的NASA各項技轉成就，可以發現NASA不斷努力想要突破各項技轉門檻，透過免費或是合理的授權金，並且無償開放重要專利技術與產業分享，站在產業公益立場帶動美國整體經濟發展，迄今累計的2千多例技轉商品，影響力不僅止於美國地區，更深入全球人的生活，足見NASA在推動技轉商品化的成功，值得各國相關推動技轉商品化之單位借鏡。 

[註1] NASA商業軌道運輸服務

[註2] COTS技術服務類型

[註3] 美國國家航空暨太空法案

[註4] SpaceX公司的智慧財產權成功經驗對我國航空航天產業的啟示

[註5] 「NASA快速授權計畫」介紹

[註6] NASA申請技轉四大步驟

 

參考來源：

 

優質專利園地