Study on the dual-use potential of Key Enabling Technologies (KETs) : final technical report.
Date: 2017-02-15
Institutions: Executive Agency for Small and Medium-sized Enterprises
Subjects: action programme, advanced materials, advanced technology industry, biotechnology, economic growth, innovation, nanotechnology, product specialisation, research and development, research policy, research report, small and medium-sized enterprises

FINAL TECHNICAL 
REPORT 
STUDY  ON  THE  DUAL‐USE  POTENTIAL  OF  KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

Contract nr. EASME/COSME/2014/019 

Version nr. 1 – 13 January 2017 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

SERVICE CONTRACT NO. 

EASME/COSME/2014/019 

Contract Title 

Study on the Dual‐Use Potential of Key Enabling Technologies (KETs) 

Date of contract signing 

9 July 2015 

Contracting Authority 

Executive Agency for Small and Medium Sized Enterprises (‘EASME’) 

Delivery Partners 

D’Appolonia S.p.A. (Italy) – Project Leader 

TNO (The Netherlands) – Core Partner 

CEA  (Commissariat  Energie  Atomique)  – 
(France) – Core Partner 

Oakdene  Hollins  (United  Kingdom)  –  Core 
Partner 

Duration of the Project 

17 

Authors 

Tanya  Scalia  (D’Appolonia  S.p.A.),  Alessandro  Di  Mezza  (D’Appolonia  S.p.A.),  Alessandra  Masini  (D’Appolonia 
S.p.A.), Sebastien Sylvestre (CEA), Robert Thomas (CEA), Jean‐Louis Szabo (CEA), Marcel De Heide (TNO), Maurits 
Butter (TNO), David Parker (Oakdene Hollins) 

This  report  was  commissioned  by  EASME  in  the  framework  of  the  Work  Programme  2014‐2020  of  the  EU 
Programme  for  the  Competitiveness  of  enterprises  and  SMEs  (COSME)  and  was  prepared  for  the  European 
Commission, Directorate General for Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs. 

Disclaimer 

The  information  and  views  set  out  in  this  study  are  those  of  the  author(s)  and  do  not  necessarily  reflect  the 
official opinion of the Commission. 

The Commission does not guarantee the accuracy of the data included in this study. Neither the Commission nor 
any  person  acting  on  the  Commission’s behalf  may be  held  responsible  for  the  use  which  may be  made  of  the 
information contained therein. 

© European Union, 2017 

Reproduction is authorised provided the source is acknowledged 

doi:10.2826/12343 

Page: 2 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Table of Contents 

LIST OF ACRONYMS .......................................................................................................................................................................... 7 

EXECUTIVE SUMMARY ............................................................................................................................................... 11 

INTRODUCTION ......................................................................................................................................................... 24 

1.1 

TERMINOLOGY ............................................................................................................................................................... 24 

BACKGROUND TO THE STUDY ................................................................................................................................... 25 

1.2 

THE RO‐CKETS STUDY .................................................................................................................................................... 27 

3 

THE METHODOLOGY ........................................................................................................................................ 31 

3.1 

3.2 

3.3 

OBJECTIVE 1: EXTENDED RO‐CKETS MAPPING OF INNOVATION FIELDS ...................................................................................... 31 

OBJECTIVE 2: IDENTIFICATION OF INNOVATION FIELDS WITH SIGNIFICANT DUAL‐USE POTENTIAL ..................................................... 36 

OBJECTIVE 3: HIGHLIGHTS ON POTENTIAL IMPACTS OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS .................................................................. 39 

Patents’ analysis Rationale ......................................................................................................................................................................... 61 

SWOT ANALYSES ........................................................................................................................................................ 64 

3.4 

3.5 

3.6 

3.7 

3.8 

3.9 

ENERGY FOR MOBILITY .................................................................................................................................................... 66 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS .......................................................................................... 69 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS ....................................................................................................................... 71 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS ................................................................................................................................... 73 

SECURITY – CYBERSECURITY SYSTEMS.................................................................................................................................. 75 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS .............................................................................. 76 

3.10 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS ................................................................................................. 78 

RESULTS & RECOMMANDATIONS.............................................................................................................................. 80 

3.11 

R&D RECOMMENDATIONS ............................................................................................................................................... 80 

Energy for Mobility ...................................................................................................................................................................................... 80 

Fundamental Non‐Dependence Materials and Components ...................................................................................................................... 82 

Production and Supply Chain Solutions ....................................................................................................................................................... 85 

Human Assistance and Robotics ................................................................................................................................................................. 86 

Security / Cybersecurity Systems ................................................................................................................................................................. 88 

Health and Sanitary Protection, Including Against CBRN‐E Threats ........................................................................................................... 90 

Communication, Navigation and Surveillance Systems .............................................................................................................................. 93 

3.12 

POLICY RECOMMENDATIONS ............................................................................................................................................. 96 

Page: 3 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Market Recommendations .......................................................................................................................................................................... 96 

Regulatory Framework / Standards ............................................................................................................................................................ 97 

Public Awareness ......................................................................................................................................................................................... 99 

CONCLUSIONS ......................................................................................................................................................... 100 

REFERENCES ............................................................................................................................................................ 102 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

ANNEX D – PRODUCTION & SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE & ROBOTICS 

ANNEX F – SECURITY – CYBER SECURITY SYSTEMS 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION & SURVEILLANCE SYSTEMS 

ANNEX I – INTERNATIONAL PATENT CLASSIFICATION (IPC4) 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page: 4 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Table of Figures 

FIGURE 1: RO-CKETS ROADMAP ON THE EXPLOITATION OF DUAL-USE OPPORTUNITIES ............................... 29 

FIGURE 2: GEOGRAPHICAL AND TYPOLOGICAL DISTRIBUTION OF THE EXPERTS ................................................ 34 

FIGURE 3: INTRODUCTION TO THE SURVEY .......................................................................................................... 35 

FIGURE 4: SCREENSHOTS FROM THE SURVEY .................................................................................................... 36 

FIGURE 5: TECHNOLOGY EVOLUTION .................................................................................................................. 61 

List of Tables 

TABLE 1: INNOVATION FIELDS PRIORITISATION CRITERIA - FIRST WORKSHOP .................................................. 39 

TABLE 2: MOST SIGNIFICANT 38 DUAL-USE INNOVATION FIELDS CLUSTERING ................................................. 40 

TABLE 3: TEMPLATE EXAMPLE FOR INNOVATION FIELD DATA SHEET ................................................................ 53 

TABLE 4: RELATION BETWEEN KETS AND PATENTS IPC .................................................................................... 60 

TABLE 5: QUESTIONS FOR THE COMPLETION OF THE SWOTS ........................................................................... 65 

TABLE 6: ENERGY FOR MOBILITY SWOT ANALYSIS ........................................................................................... 66 

TABLE 7: FUNDAMENTAL NON-DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS SWOT ANALYSIS ..................... 69 

TABLE 8: PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS SWOT ANALYSIS ....................................................... 71 

TABLE 9: HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS SWOT ANALYSIS ...................................................................... 73 

TABLE 10: SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS SWOT ANALYSIS ............................................................... 75 

TABLE 11: HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN-E THREATS SWOT ANALYSIS 76 

TABLE 12: COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS SWOT ANALYSIS ........................... 78 

TABLE 13: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR ENERGY FOR MOBILITY .......................................... 80 

TABLE 14: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR FUNDAMENTAL NON-DEPENDENCE MATERIALS AND 
COMPONENTS .............................................................................................................................................. 82 

TABLE 15: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS ..... 85 

TABLE 16: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS ..................... 86 

TABLE 17: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS ................ 88 

Page: 5 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

TABLE 18: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING 

AGAINST CBRN-E THREATS ....................................................................................................................... 90 

TABLE 19: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS ...................................................................................................................................................... 93 

Page: 6 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

LIST OF ACRONYMS 

3D 

AM 

AMS 

APAC 

ASIC 

C2 

C4I 

C‐IED 

Three Dimension 

Advanced Materials 

Advanced Manufacturing Systems 

Asia Pacific 

Application Specific Integrated Circuit 

Command & Control 

Command, Control, Communications, Computers and Intelligence 

Countering Improvised Explosive Devices  

CAPTech 

Capability Technology Area 

CBRN‐E 

CMOS 

CORDIS 

COSME 

COTS 

CPS 

DB 

DMFC 

DSM 

Chemical, Biological, Radiological, Nuclear and Explosives 

Complementary Metal‐Oxide Semiconductor 

Community Research and Development Information Service 

Competitiveness of Enterprises and Small and Medium‐sized Enterprises  

Commercial Off‐the‐Shelf 

Cyber Physical System 

DataBase 

Direct Methanol Fuel Cell 

Deep Sub‐Micron 

EASME  

Executive Agency for Small and Medium‐sized Enterprises 

EC 

ECSEL 

EDA 

EDTIB 

EMC 

European Commission 

Electronic Components and Systems for European Leadership 

European Defence Agency 

European Defence Technological and Industrial Base 

Electro Magnetic Compatibility 

Page: 7 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

ESA 

ETP 

EU 

FDSOI 

FP7 

FPGA 

GEO 

GHG 

H2020 

HMI 

IA 

IB 

ICT 

IPC 

IPR 

ISL 

IoT  

ITAR 

JTI 

KIC 

LiFi 

MBR 

MF 

KET 

M2M 

European Space Agency 

European Technology Platforms 

European Union 

Fully Depleted Silicon On Insulator 

Seventh Framework Programme 

Field Programmable Gate Array 

Geostationary Orbit 

Greenhouse Gas 

Horizon 2020 

Human Machine Interface 

Innovation Action 

Industrial Biotechnology 

Information, Communication Technologies 

International Patent Classification 

Intellectual Property Right 

Inter Satellite Link 

Internet of Things 

International Traffic in Arms Regulations 

Joint Technology Initiative 

Knowledge Information Centre 

Light Fidelity 

Membrane BioReactor 

Micro Filtration 

Key Enabling Technology 

Machine to Machine 

Page: 8 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

MNE 

MRL 

MS 

NANO 

NF 

Micro Nano Electronics 

Manufacturing Readiness Level 

Member State 

Nanotechnology 

Nano Filtration 

NVRAM 

Non‐Volatile Random‐Access Memory 

PHOT 

PoC 

R&D 

R&D&I 

R&T 

REACH 

RIA 

RFID 

RO 

Photonics 

Point of Care 

Research & Development  

Research & Development & Innovation 

Research & Technology 

Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals 

Research and Innovation Action 

Radio‐Frequency Identification 

Reverse Osmosis 

RO‐cKETs 

Roadmap of cross‐cutting KETs 

RTO 

SME 

SRL 

SW 

Research & Technology Organisation 

Small and Medium Enterprise 

System Readiness Level 

Software 

SWOT 

Strengths, Weaknesses Opportunities, Threats 

TLC 

TRL 

UAV 

UF 

Telecommunication 

Technology Readiness Level 

Unmanned Air Vehicle 

Ultra‐filtration 

Page: 9 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

US 

WIPO 

United States 

Worldwide International Patent Organisation 

Page: 10 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

EXECUTIVE SUMMARY 

“Dual‐Use  products,  services  and  technologies  can  address  the  needs  of  both  civilian  and  defence 
communities. Dual‐use technology transfer is the ability to adapt a technology developed in one sector 
for use in the other. KETs (Key Enabling Technologies) as building block technologies embedded in the 
most  advanced  products  have  high  dual  use  potential.  Advanced  materials,  nano‐electronics, 
photonics, and KETs enabled Information and Communication Technologies (ICT), unmanned systems 
and  automation  are  just  a  few  examples  of  fields  in  which  research,  technology  development  and 
manufacturing can be used for multiple applications.” 1 

The  area  of  KETs  has  relevance  for  potential  application  in  dual‐use  innovation.  In  fact,  the 
Commission’s  Communication  “Towards  a  more  competitive  and  efficient  defence  and  security 
sector” 2 states: 

“Within Horizon 2020, the areas of “Leadership in Enabling and Industrial Technologies” including the 
“Key  Enabling  Technologies”  (KETs)  and  “Secure  Societies”  (Societal  Challenge),  offer  prospects  of 
technological advances that can trigger innovation not only for civil applications, but also have a dual‐
use potential.” 

In  this  framework  EASME  (Executive  Agency  for  Small  and  Medium‐sized  Enterprises)  launched  this 
study, aiming at analysing and identifying possible synergies between the list of innovation fields and 
previous  work  done  in  Framework  Programme  7  (FP7),  Member  States  (MS)  and  European  Defence 
Agency (EDA).  

In  addition,  an  analysis  on  which  of  these  innovation  fields  also  coincide  with  the  EU  defence 
community's future R&T (Research & Technology) needs was performed.  

Furthermore,  the  identification  of  the  underlying  technologies  for  each  innovation  field  that  could 
potentially be included in Horizon 2020 (or other research programmes) was carried out. 

The study builds on the results of the previous RO‐cKETs (Roadmap for the cross‐cutting KETs) study3, 
which developed a methodological approach that led to the definition of a roadmap for cross‐cutting 
KETs (Key Enabling Technologies) activities as part of Horizon 2020. Starting from such study, this one 
extends  its  result  beyond  cross‐cutting  KETs  thus  considering  also  non‐multidisciplinary  Innovation 

1 High Level Expert Group on Key Enabling Technologies – Final Report KETs: Time to Act – June 2015 

2 COM(2014) 387 final http://eur‐lex.europa.eu/legal‐content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52013DC0542&from=EN 

3 http://ec.europa.eu/growth/industry/key‐enabling‐technologies/eu‐actions/ro‐ckets/index_en.htm 

Page: 11 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Fields. An approach based on the Innovation Fields concept was pursued in this study, following the 
definition below:  

Innovation  Field:  An  Innovation  Field  is  made  up  of  innovative  new  products,  processes  or  services 
that  result  from  cutting  edge  research  in  KETs.  They  represent  an  area  of  converging  interest 
between Market requirements and Industrial challenges. A Dual‐Use Innovation Field also answers to 
a Capability need of Defence. 

The  market  perspective  is  the  starting  point  for  the  identification  of  the  dual‐use  Innovation  Fields. 
Each Innovation Field can be associated with one or more KETs. This study aimed at analysing a broad 
number of industrial sectors (e.g. chemistry, electronics, energy, aerospace, etc...) in order to identify 
technological and market areas of common interest for both civilian and military use.  

The overall study was organised according to a methodology that is summarised in the following table. 

Organisation of the study 

Definition  of  the  study  methodology:  The  Innovation  Fields  previously  identified  in  the 
Ro‐cKETs study were reviewed and extended using a dual‐use perspective. The resulting 
dual‐use Innovation Fields were validated by public consultation, dedicated interviews to 
experts and workshops. 

Phase 1 

Page: 12 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Organisation of the study 

Identification  of  a  list  of  innovation  fields  with  related  technologies:  According  to  the 
STACCATO  technology  taxonomy  and  to  Technological  and  Manufacturing  Maturity  (TRL 
and  MRL),  the  relevant  Market  Potential  and  Economic  Impact  of  dual‐use  Innovation 
Fields were addressed. 

Phase 2 

Phase 3 

Analysis and identification of the most relevant KETs‐related dual‐use innovation fields: 
Identification  of  synergies  between  the  innovation  fields  and  related  technologies  that 
coincide with the EU defence needs, that can potentially be included in programmes, such 
as Horizon 2020. 

The  analysis  carried  out  during  this  study  led  to  the  prioritisation  of  a  set  of  Innovation  Fields  that 
addressed three main criteria, reported in the following table: 

Page: 13 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

CRITERION 1 

CRITERION 2 

CRITERION 3 

EU Civilian & Defence 
independence 

Economic impact 

Knowledge & Technology 
impact 

What  would  be  the  impact  of 
this 
investments 
R&D&I 
Innovation 
EU 
Field 
independence  of  the  civilian  and 
defence supply chains? 

in 
on 

What  would  be  the 
impact  of 
this 
investments 
R&D&I 
Innovation Field on EU growth and 
creation of jobs? 

in 

investments 

What  would  be  the  impact 
of  R&D&I 
in 
this  Innovation  Field  on  EU 
knowledge 
(R&D 
capital  stock  and  R&D&I 
infrastructure)? 

base 

The  resulting  most  relevant  dual‐use  Innovation  Fields  ‐  identified  through  workshops,  survey  and 
interviews  with  experts  and  matching  the  abovementioned  criteria  ‐  were  clustered  into  the  several 
thematic areas, reflecting the structure of Framework Programmes, and sharing similar technical and 
industrial challenges for their advancement: 

• 
Energy for mobility; 
• 
Fundamental non‐dependence materials and components; 
•  Health and sanitary protection, including against CBRN‐E threats; 
•  Communication, navigation and surveillance systems; 
•  Human assistance and robotics; 
• 
Security / Cybersecurity systems; 
•  Production and supply chain solutions. 

Considering  the  results  of  the  experts’  interviews,  the  desk  research,  the  workshops,  the  following 
Innovation  Fields  are  recommended  as  the  most  relevant  dual‐use  KETs‐related  themes  on  which 
Europe should invest in order to position itself:  

Page: 14 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

INNOVATION FIELDS 
Hydrogen storage systems 
for fuel cells, for transport 
as well as portable 
application 

Fuel cells‐based energy 
systems for transport 
applications 

Small‐scale embedded 
energy systems for 
portable applications 

ENERGY FOR MOBILITY 
Systems  for  hydrogen  storage  for  fuel  cells  transport  as  well  as  portable  and 
consumer applications (e.g. hydrogen cylinders, metal‐hydride tanks, chemical‐
hydride tanks, methanol cartridges (for direct methanol fuel cells, DMFCs) 

On board energy systems for transport applications with improved performance 
at both single component and system level, relying on hydrogen fuel cells as a 
primary  energy  source,  with  efficient  and  reliable  units  for  fuel  processing  of 
liquid  fuels  to  hydrogen  (reforming  of,  for  example,  gasoline,  diesel  and 
kerosene) or as a secondary "range extender" source for electric propulsion. 

Embedded  energy  systems,  including  fuel  cell  and  battery  systems  as  well  as 
hybrid  solutions,  for  portable  applications  and  with  improved  autonomy  and 
performance  at  both  single  component  and  system  level,  designed  towards 
miniaturisation,  compatibility,  safety,  user‐friendliness,  cost‐effectiveness  and 
optimized system efficiency, dynamics, start‐up time and durability. 

INNOVATION FIELDS
High Performance / Low 
Weight Design and 
Materials 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS
High Performance / Low Weight Design and Materials for launch systems (Truss 
like Carbon Fibre Composites design solutions, High Strain philosophy, Ultrathin 
composites,  Probabilistic  design  process,  use  of  new  materials  like  nano‐
modified resins, etc.) 

3D System on Chips 
technologies for More than 
Moore systems 

Chip‐level system 
integration solutions 

Embedded power storage 
and distribution systems 

Cost‐effective  components  and  circuits  going  beyond  Complementary  Metal‐
Oxide  Semiconductor  (CMOS)  technologies  and  potentially  integrate‐able  with 
“System  on  Chip”.    The  aimed  technology  will  enable  delivering  powerful  low 
cost,  sensing  and  actuation  solutions,  radio  frequency  capabilities,  optical 
imaging and analysis, and other cognitive systems.  

Chip  and  near‐chip  level  integration  capabilities  which  provide  robust,  highly 
miniaturized  system  integration  ‐  including  3D  integration  ‐  to  greatly  reduce 
size,  form  factor,  weight  and  bill  of  materials  while  maintaining  performance 
and cost targets. This includes the capability to physically integrate components 
that  allow  traceability  of  the  chips,  to  enable  use  of  commercial  off  the  shelf 
(COTS) components while delivering advanced functionalities and limit the need 
for new certification in those applications that need it. 

Increase  power  efficiency  of  embedded  energy  storage  systems,  in  particular 
batteries  and  low  power  super‐capacitors,  whilst  mastering  lifetime  and 
resilience to severe operational conditions. Reduce mass and increase efficiency 
of power control and distribution units, especially for aircraft or Low Earth Orbit 
satellites. Extend voltage operational range of embedded power electronics and 
electrical  systems,  in  particular  for  supporting  electrical  propulsion  or  high 
performance 
telecommunication  payloads.  Optimize  embedded  power 
management and distribution. 

Page: 15 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Advanced, smart materials 
for satellite applications 

High performance 
competitive components 
for harsh, highly 
constrained environments 

INNOVATION FIELDS 
Flexibility in production 
environment for custom 
made parts 

Smart supply networks 
based on object connection 
and industrial control 
systems for products and 
production systems 

Tracking and tracing 
devices to secure supply 
chain 

Advanced  and  smart  materials,  with  specific  developments 
for  space 
applications. New materials and advanced manufacturing techniques to address 
new and emerging challenges for spacecraft systems. The mitigation of REACH 
impact on the space sector drives many challenges for space applications, from 
surface  treatment,  to  the  use  of  solvents,  glues,  resins  etc.  Some  specific 
spacecraft  functions  also  provide  a  breadth  of  opportunities  with  the 
implementation of materials with mechanical and thermal properties (e.g. high 
stability  structural  elements  for  antennas  and  mirrors).  These  are  areas  where 
dependence  situations  are 
frequent.  The  potential  offered  by  new 
manufacturing  techniques  (additive  manufacturing  e.g.)  is  very  important  in 
space,  where  the  benefits  in  terms  of  cost  and  mass  reduction  for  equipment 
are  very  high.  New  manufacturing  techniques  may  also  support  the 
development  and  adoption  of  new  designs  and  complete  new  concepts,  with 
strong potential for innovation.
(DSM)  digital  components,  specifically  processors  and 
Deep‐submicron 
memories, based on advanced technology nodes such as 65nm CMOS or 28nm 
FDSOI,  designed  so  as  to  deliver  high  performance,  flexibility  and  scalability 
while  competitively  answering  stringent  mission  requirements  such  as  that  of 
satellite payload or other systems in a high level of radiation context (e.g. anti‐
electromagnetic warfare military systems or embedded systems for post nuclear 
disaster robotic field operations). This primarily means radiation hardening (e.g. 
based  on  advanced  component  packaging  solutions  or  inherent  resistance  of 
advanced  semiconductor  solutions)  but  also  material  to  complete  application 
specific 
integrated  circuits  (ASIC)  modelling,  simulation  and  operational 
characterization  capabilities,  ultralow  fail  rates  for  long  campaign  life  integrity 
and  reliability  validation,  including  in  wide  temperature  qualification  domains, 
as  well  as  assessment  and  qualification  of  the  relevant  supply  chain,  from 
material and machinery suppliers to partner design houses. 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS
including  optimal 
New  processes  enabling  flexibility  and  rapid  change, 
topological  features,  added  functionality  and  levels  of  personalization  not 
previously  possible  at  large  scale.    Examples  include  additive  and  hybrid 
manufacturing,  printing  inks/processes  (including  3D  printing),  on‐demand 
(nano‐) coatings, use of different materials. 

"Internet  of  Things"  of  assets  and  products  (objects  carry  information  and 
communicate).    It  is  e.g.  needed  to  bridge  the  gap  between  different 
abstractions of objects operating at the shop floor level, business systems level, 
and at the level of supply networks for data analytic. 

Tracking and tracing devices for freight and fleet management, for example RFID 
tracking  solutions  or  optical  cameras,  to  secure  international  logistics  supply 
chain.    Dependable  data  links  and  user‐friendly  service  oriented  central 
Command  &  Control 
innovative  Command,  Control, 
Communications,  Computing  and  Intelligence  (C4I)  to  optimise  geographical 
coverage, maintenance, catering, crew timetables, etc. 

(C2)  systems,  or 

Page: 16 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

INNOVATION FIELDS 
User‐friendly 
machine 
asynchronous learning  

human‐
interfaces  & 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS
Easy human‐machine interactions and interfaces that increase user‐friendliness 
through  e.g.  real‐time  human  language  technologies,  multimodal  interfaces 
mimicking  human  communication  skills,  safe  natural  proximity  and  hands‐free 
interaction  and  up  to  virtual  reality  for  high  complexity  systems,  including 
experimental demonstrations, animations, virtual labs. 

Robots for medical 
interventions & 
rehabilitation treatment 

Robotic  systems  supporting  professional  medical  interventions  such  as  e.g. 
robotized assistance during surgery, robotized precision surgery, robot assisted 
micro‐surgery,  robotic  devices  for  minimally  invasive  surgery,  medical  micro‐ 
and  nano‐bots,  robotized  assistance  in  small  medical  interventions,    including 
robot  assisted  motor‐coordination  therapy,  robot  assisted  physical  training 
therapy, robot assisted mental, cognitive and social therapy (e.g. new concepts 
for distributed intelligence, such as swarms). 

Robotized systems capable 
to assist personal mobility 
or other living functions 

Passive  robotized  systems  (including  intelligent  prostheses)  capable  to  assist 
and/or enhance human functions, e.g. exoskeletons to assist disabled patients’ 
mobility  or  other  living  functions  or  to  support  workers  or  soldiers  in  carrying 
heavy burdens 

Robotic devices for search 
and rescue 

Robotized  systems  capable  of  assisting  rescuers  or  hazardous  environment 
operators  in  their  activities  (e.g.  incident  or  disaster  victim  extraction  robots, 
robotized labour for hazardous environments, etc.) 

Infrastructure for post‐
disaster operations 

Deployable,  easy‐to‐use 
for  post‐
disaster/attack triage, accommodation and relief of victims, including sufficient 
energy systems, food and water supply solutions as well as field capabilities for 
contamination  

infrastructures 

autonomous 

and 

INNOVATION FIELDS 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

for  early 
Data  mining 
detection 
threat, 
suspicious  activities  and 
law enforcement 

of 

Performant  and  state‐of‐law  compliant  solutions  ‐ including  web  navigation 
tracing,  big  data  processing,  behavioural  modelling,  advanced  text  and  data 
management  and  mining  techniques  ‐  to  identify  as  early  as  possible  any 
suspicious activities 

Improved encryption 
solutions 

Advanced encryption systems to ensure secured exchange of confidential data, 
including with pure digital solutions or cyber physical systems (CPS) 

Individuals 
recognition solutions 

and 

events 

Solutions to recognize a specific individual, an unusual or dangerous event on a 
multimedia  support  such  as  video‐surveillance,  other  surveillance  sensors 
and/or  any  complementary  source  of  data  (including  web  data),  with 
capabilities  for  autonomous  or  semi‐autonomous  data  processing  and  support 
to human decision‐making 

Secure  and  fast  biometric 
access control systems  

Solutions  to  quickly  and  accurately  identify  an  individual  based  on  biometric 
identification techniques at a security check‐point.  

Page: 17 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Smart materials and 
structural solutions to 
protect critical 
infrastructures against 
physical threat 

Innovative  materials  (e.g.  anti‐blast  concrete)  and  structural  solutions  (e.g. 
structural health monitoring solutions designed to support crisis management as 
well as maintenance processes that optimize the resilience of the structures) to 
protect  critical  infrastructures  against  physical  threat.  All  aspects  of  physical 
threats  can  be  considered,  both  natural  (e.g.  floods,  earthquakes,  space 
radiations...) and human (e.g. bombing, plane or drone over flights and crashes, 
etc.) 

INNOVATION FIELDS 

Screening devices for 
detection of traces  

HEALTH  AND  SANITARY  PROTECTION,  INCLUDING  AGAINST  CBRN‐E 
THREATS 

Portable, high‐speed, sensitive, low cost and easy to use screening devices and 
associated methods for the detection of any kind of traces of potential threats 
(including chemical, radioactive and all sorts of CBRN‐E traces…). 

Enhanced land structures 
and vehicle C‐IED & CBRN‐E 
protection  

Advanced filtration for 
municipal, industrial and 
settlement wastewater 
treatment 

lighter 

land  systems  protections,  upgrade  of 

legacy  vehicles  (New 
New 
protection capabilities against IED threats). New protection capability with light 
weight structures for new land systems, and soldiers. 

Advanced  filtration/separation  processes  (such  as  micro‐filtration  (MF),  ultra‐
filtration  (UF),  nano‐filtration  (NF),  reverse  osmosis  (RO))  including  Membrane 
Bio‐Reactors (MBR), bio‐processes based on the use of yaws or fungus or other 
processes such as ozone or ultra‐violet treatment for municipal, industrial or any 
sorts of permanent, semi‐permanent or temporary settlements wastewater, all 
of these characterized by superior product water quality, ability to process poor 
and/or  versatile  incoming  water  quality,  reduced  footprint  at  plant  level  and 
reduced energy consumption. 

Rapid on‐demand 
production of antibiotics 
and antibodies 

Rapid  production  and  supply,  including  with  the  help  of  decentralized  and 
flexible production systems, of antibiotics, antibodies and all sorts of treatment 
needed  to  quickly  react  to  epidemics  or  any  sort  of  natural  or  malevolent 
contamination, including anthrax, toxins and any sort of biological weapons. 

Mobile equipment for 
CBRN‐E detection, analysis 
and characterisation for in‐
situ investigation 

Laboratory,  field  laboratory  and  in  situ  devices  for  rapid,  reliable  and  easy‐to‐
use in‐depth CBRN‐E materials analysis and characterization of related threats. 
To develop rapid, safe and cheap diagnostics, portable and miniaturized devices 
or easy kits for diagnosis or treatment monitoring at home or any other position 
where sufficient medical support is not available (capable of data collection and 
Communication with the medical doctor). Portable Point‐of‐Care (POC) devices 
and  test  kits  for  instant  diagnosis  based  on  microfluidics,  biosensors  and/or 
arrays. 

CBRN‐E  decontamination 
technologies and processes 
for  people,  equipment  and 
structures 

Complete sets of complementary decontamination solutions, such as towels or 
powders to be used on human skins or washing water additives to be used on 
equipment  and  structures  and 
identification 
capabilities,  designed  for  all  sorts  of  Chemical,  Bacteriological,  Radiological, 
Nuclear and Explosive (CBRN‐E) hazards. 

in  coherence  with  threat 

Page: 18 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

INNOVATION FIELDS 
Unmanned  Vehicles 
for 
wide  area  surveillance  in 
air, 
and 
land,  water 
underwater  

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 
Remotely piloted unmanned vehicles or autonomous systems for surveillance in 
air,  land,  water  and  underwater  environments  aimed  at  border  /  battlefield 
security, including land, maritime and country borders or critical infrastructure 
(e.g. underwater pipelines, TLC network, etc.) and perimeter protection  

Permanent passive wide 
area surveillance system 

High autonomy 
communicating devices 

Advanced broadband 
wireless communication 

Specialized networks for 
the Internet of Things 

Embedded data handling 
and processing 

Enhanced global navigation 
solutions and location 
based services 

High throughput Satellite 
Communication  

Solutions such as remote sensors to quickly and efficiently detect any abnormal 
event or presence in a given area, for instance close to land or maritime borders 
and without an additional need of spectrum and not producing interference to 
the existing systems. 
Cost‐effective  and  all‐size  embedded  sensors  with  high  connectivity  for  the 
Internet  of  Things,  or  for  airborne  or  satellite‐based  Earth  /  environment 
observation,  with  embedded  sensor  systems  and  observation/detection 
instrument  chains  or  autonomous  sensors  /  devices  making  use  of  remote 
power supply/storage and/or micro energy harvesting. 
Radio‐frequency  technologies  and  respective  component  technologies  for 
seamlessly  networked,  high‐performance  (broadband),  reliable,  interoperable, 
energy  efficient  and  secure  wireless  communication,  eventually  capable  of 
reconfiguration and use of mobile and/or temporary relays, including cognitive 
radio, light communication (LiFi) or other directional transmission and new radio 
technologies that make better use of the limited radio spectrum.  

Smart  and  highly  specialized  networks  addressing  specific  needs  as  remote 
controlled  embedded  networks  or  independent  Machine‐2‐Machine  networks 
(e.g. low data transfer but precise timing or specific energy constraints), taking 
advantage  of  self‐organization  and  collective 
low  power 
communication protocols, including passive near‐field communication (RFID) for 
wireless sensor networks (e.g. measuring biological parameters and transfer to 
healthcare monitoring system). 

intelligence  or 

low  energy  data  handling  and  processing  capabilities 
High  throughput 
embedded into all sorts of smart vehicles, from individual cars to space systems, 
with  optimised  architectures  and  optimised  data  transfer  and  processing 
capabilities. 
Solutions  for  cross  modal  assisted  positioning  and  mobility,  including  indoor, 
eventually  using 
infrastructures  and  exploiting  the 
interconnectivity  of  devices  and  their  location,  for  all  sorts  of  nomadic 
applications ‐ meaning device embedded and therefore miniaturized ‐ as well as 
applications  for  urban  operations,  secure  financial  transactions,  tracking 
solutions, social networking, safety and emergency, e‐health, etc. 

Internet  of  Things 

Implementation  of  high  data  rate/high  throughput  optical  and 
laser 
communications  to  support  future  missions  needing  optical  communication 
links  and  two  ways  communications  (e.g.  GEO/ground).  Development  of  low 
cost lightweight optical communications terminals for Inter Satellite Links (ISL) & 
optical data‐relay for high‐speed fully‐optical links.  

Page: 19 / 104

 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Information‐based fleet 
management systems 

Services from fleets of trucks, bus, ships, aircraft, swarms of UAVs, soldiers, etc. 
benefit  from  accurate  real‐time  positioning,  dependable  data  links  and  user‐
friendly service‐oriented central command & control systems, in particular so as 
to optimize geographical coverage, maintenance, catering, crew timetables, etc. 

Instruments and systems 
for all weather operations 
and long range remote 
detection, visualization and 
identification of threats 

Instruments and systems robust to extreme weather conditions, able to receive 
useful  external  information and  provide  operators  with operational  assistance, 
so  that  operations  can  be  run  safely  in  a  wide  range  of  meteorological  and 
environmental  conditions. Development  of  Through‐The‐Wall  radar  techniques 
to support indoor navigation. 

Together with the above listed Innovation Fields identified as priorities for European research and 
technological development, also some policy recommendations were identified and grouped into 
market, regulation and public awareness. These recommendations are summarised below. 

MARKET RECOMMENDATIONS 

 

In  order  to  decrease  the  European  dependence  on  other  States  for  raw  materials,  it  is 
recommended to organise a Joint European Procurement of materials, which will inter alia 
maximise purchasing power.  The development of a common strategy for purchase orders 
could also solve some Export limitations, such as ITAR 4  

  EU should further increase other funding mechanisms (e.g. Business Angel, incentives, etc.) 
that  support  the  transition  between  research  results  into  industrial  products,  but  also 
measure  such  results  by  using  proper  indicators  (e.g.  wealth  creation).  Key  Performance 
Indicators, not just limited to the presentation of a high‐level Business Plan should ensure 
that each project proposal includes measures for filling the gaps at the higher TRL levels and 
facilitate  access  to  market.  Some  good  examples/lessons  learnt  should  be  shared,  such  as 
ESA harmonisation model experience,  in order to facilitate quantitative analysis of threats 
and  less  fragmented  programs  targeting  high  TRL.  The  ability  to  focus  research  on  higher 
TRLs  (e.g.  H2020  Innovation  Actions)  will  enable  filling  the  gap  between  R&D  and  market, 
thus contributing to increase the number of European patents.  
In  certain  key  domains  critical  for  non‐dependence,  Europe  should  develop  a  shared 
industrial strategy in order to identify market segments on which to become leader (it can 
be niche, emerging or mature). Such an approach would avoid the current situation of trying 
to compete with US and APAC and would allow Europe becoming a leader in specific areas. 
Some typical example for this recommendation is microelectronic components and portable 
fuel cells 

 

  Europe  should  find  mechanisms  to  better  protect  the  potential  acquisition  of  strategic  or 
potentially strategic EU companies by non‐EU players with rapid solutions. This is related to 

4 International Traffic in Arms Regulations 

Page: 20 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

the  previous  recommendation,  as  the  industrial  strategy  would  indicate  which  areas  need 
more protection. 

  The  creation  of  a  common  mapping  of  required  critical  raw  materials  in  Europe  is 
recommended to standardise and share in different sectors (e.g. electronics, space, defence, 
etc.). 

 

  Europe  effort  should  be  addressed  to  promote  Call  for  Collaborations,  and  to  foster  links 
between  different  industrial  areas;  some  example  could  be:  space,  electronics,  electric 
storage.  Such  links  and  cooperation  can  also  be  encouraged  through  stronger  technology 
transfer initiatives. 
In order to optimise the transfer capability of technologies from militarynon‐military and 
vice‐versa,  it  is  recommended  to  support/promote  projects  at  low  TRL  stages,  considering 
fundamental  performances  and  common  synergies  (spin‐along) within  EC  member  states 
involved in the industry ‐ whether small or large, new or experienced. A significant positive 
example is the ESA ARTES5 programme, which enables the industry to explore, through R&D 
activities,  innovative  concepts  to  produce  leading‐edge  products  and  services  in  the 
SATCOM  sector.  The  scheme  accommodates  varying  degrees  of  support  to  projects  with 
different levels of operational and commercial maturity. 

REGULATORY FRAMEWORK / STANDARDS 

  Strengthening  of  regional  ecosystems  which  are  currently  fragmented  throughout  Europe 
should become a central objective of development. The EU could play a supporting role in 
combining  funding  instruments  from  different  Member  States  and  regions  to  support 
collaboration  in  R&D&I.  The  creation  of  comprehensive  (not  fragmented)  policies  and 
standards  and  learn  from  good  practices  at  Member  State/Regional  level  is  needed.  (e.g. 
ECSEL support). 

  Harmonisation,  in  terms  of  creating  common  standards,  to  support  EU  non‐dependence 
(e.g.  ECSEL/JTI/Contractual  Photonics  21).  In  addition,  there  is  a  clear  need  for  a  common 
European  defence  policy,  in  order  to  be  more  competitive  with  the  US  industry,  to  foster 
stronger economic possibilities for R&D.  

  Europe to identify a common policy for taxes, since, for example ITAR 6 restrictions are not 
the same in all EU countries. In addition, common policies should be identified to promote 
linkages  between  demand  and  supply  to  increase  potential  investments,  thus  allowing  a 
timely market uptake. 

  Europe 

to  promote  a  new 

to  protect  EU 
companies/universities  with  timely  solutions.  For  example,  the  IPR  framework  for 
production  &  supply  chain  is  not  following  the  rapid  evolution  of  the  manufacturing 

Intellectual  Propriety 

strategy 

5 https://artes.esa.int/about‐artes 

6 International Traffic in Arms Regulations (ITAR) 

Page: 21 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

industry.  In  general,  increasing  the  generation  of  European  patents  would  leverage  the 
capacity to build and attract investors. 

  The Netherlands have implemented a dedicated Network of Innovation Advisors (“Innovatie 
Attaché  Netwerk”  in  Dutch)  as  part  of  the  Ministry  of  Economic  Affairs.  Such  network 
operates  in  multiple  countries  (often  through  the  Embassies)  with  a  strong  innovation 
capacity  and/or  potential.  The  goal  of  this  initiative  is  to  facilitate  research,  high‐tech 
development  and  innovation  cooperation  between  the  Netherlands  and  foreign  countries 
(even  beyond  Europe),  by  informing  stakeholders  about  developments,  opportunities  and 
business  models.  Stakeholders  include  companies,  universities,  governments,  and  grant 
providers.  Considering  that  this  approach  proved  successful,  it  is  recommended  to 
implement  similar  models  also  in  other  EU  countries  to  support  the  growth  of  EU  SMEs, 
large enterprises and innovation centres 
In  the  technological  areas  where  the  use  of  personal  data  and  human  interaction  are 
becoming  critical,  a  rapid  development  of  regulatory  and  ethical  frameworks  is  urgently 
needed to solve issues such as: relation to future robots, artificial intelligence processes and 
liability,  cyber  security,  Big  Data  management/infrastructures  and  Internet‐of‐Things 
products. 

 

 

  The collaboration system of the EU innovation chain needs to be enhanced by encouraging a 
collaborative  process  between  military  labs  and  civilian  research,  currently  not  fully 
exploited  in  Europe,  even  starting  from  low  TRL  technologies.  For  example,  specific  funds 
can be assigned to this kind of activity. 
In  order  to  standardise  the  identification  of  dual‐use  technologies,  it  is  recommended  to 
implement  a  methodology  similar  to  the  one  already  adopted  by  ESA  in  its  strategy  & 
harmonisation  process.    Such  a  harmonisation  process  is  highly  dynamic,  with  meetings 
being held and active feedback received continuously7.  In order to prepare the technology 
roadmaps, two steps are held per‐ technology.  At first, national institutional and industrial 
parties gather all information with the objective of mapping the technology in question as 
completely as possible. Afterwards a follow‐up meeting is held, restricted to funding bodies 
to  discuss  the  detailed  roadmap  sequence,  sources  of  finance  and  possibilities  of  sharing 
skills and resources during the technology's development.  The roadmaps are revisited every 
few years. 

7 www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/About_strategy_and_harmonisation 

Page: 22 / 104

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

PUBLIC AWARENESS 

  Strengthening instruments to further develop communication skills (leveraging relationships 
to  build  multi‐disciplinary,  multi‐country  networks 
transfer  and 
capitalization), such as KIC8 (Knowledge Innovation Centre) and identification of measures to 
further align industrial needs with academic training and research. 

for  knowledge 

  A common framework/platform where Large Enterprises/SMEs/RTOs operating in both the 
defence  and  civil  sectors  can  share  information  on  their  research  results  should  be 
implemented, to improve the coordination of regional/national activities. In addition, such 
common  framework/platform  would  expand  the  communication  on  dual‐use  research 
activities  for  training/education  purposes  at  university  level  and  would  enhance  general 
public awareness. 

8 http://www.knowledgeinnovation.eu/ 

Page: 23 / 104

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES 
(KETs) 

13/1/2017 

INTRODUCTION 

This  document  covers  the  production  of  a  report  on  the  study  of  the  potential  of  KETs  for  dual‐use 
research,  understood  as  the  ability  to  apply  a  technology  developed  in  the  KETs  programme  in  the 
civilian and defence sectors. 

1.1  TERMINOLOGY 

Innovation Field: An Innovation Field is made up of innovative new products, processes or services that 
result  from  cutting  edge  research  in  KETs.  They  represent  an  area  of  converging  interest  between 
Market  requirements  and  Industrial  challenges.  A  Dual‐Use  Innovation  Field  also  answers  to  a 
Capability need of Defence. 

Page: 24 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

BACKGROUND TO THE STUDY 

“Dual‐Use  products,  services  and  technologies  can  address  the  needs  of  both  civilian  and  defence 
communities. Dual‐use technology transfer is the ability to adapt a technology developed in one sector 
for use in the other. KETs (Key Enabling Technologies) as building block technologies embedded in the 
most  advanced  products  have  high  dual  use  potential.  Advanced  materials,  nano‐electronics, 
photonics, and KETs enabled Information and Communication Technologies (ICT), unmanned systems 
and  automation  are  just  a  few  examples  of  fields  in  which  research,  technology  development  and 
manufacturing can be used for multiple applications.”9 

Due to both its criticality and potential, the area of KETs is one of the key themes of focus related to 
the dual‐use potential of the research in the context of the actions of the Commission for enhancing 
the  defence  sector  in  the  EU.  The  Commission’s  Communication  “Towards  a  more  competitive  and 
efficient defence and security sector”10 states: 

“Within Horizon 2020, the areas of “Leadership in Enabling and Industrial Technologies” including the 
“Key  Enabling  Technologies”  (KETs)  and  “Secure  Societies”  (Societal  Challenge),  offer  prospects  of 
technological advances that can trigger innovation not only for civil applications, but also have a dual‐
use potential.” 

In  this  framework  EASME  (Executive  Agency  for  Small  and  Medium‐sized  Enterprises)  launched  this 
study.  The  study,  builds  on  the  results  of  the  previous  RO‐cKETs 11 (Roadmap  for  the  cross‐cutting 
KETs) study. RO‐cKETs developed a methodological approach that defined a set of roadmaps for cross‐
cutting KETs activities, as part of Horizon 2020. From that basis, this study extends its result beyond 
cross‐cutting KETs, considering also non‐multidisciplinary Innovation Fields. 

This  study  starts  from  a  market  perspective  for  the  identification  of  the  most  promising  areas  of 
innovation  for  all  KETs.  This  applies  not  only  to  cross‐cutting  KETs,  but  also  addresses  non‐
multidisciplinary approaches related to single KETs. The goal of this study is to analyse a broad number 
of  industrial  sectors  (e.g.  chemistry,  electronics,  energy,  aerospace,  etc...)  in  order  to  identify 
technological and market areas of common interest for both civilian and military use. 

9 High Level Expert Group on Key Enabling Technologies – Final Report KETs: Time to Act – June 2015 

10 COM(2014) 387 final http://eur‐lex.europa.eu/legal‐content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52013DC0542&from=EN 

11 http://ec.europa.eu/growth/industry/key‐enabling‐technologies/eu‐actions/ro‐ckets/index_en.htm 

Page: 25 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The  Commission’s  December  2013  Communication  “Towards  a  more  competitive  and  efficient 
defence  and  security  sector”12 sets  out  a  number  of  actions  aimed  at  strengthening  the  EU  defence 
sector  by  mobilising  all  relevant  EU  policies.  These  include  exploiting  the  dual‐use  potential  of 
research through maximising synergies between Horizon 2020 and defence research. This action has 
been supported by the European Council’s conclusions to the Communication, which singled out the 
Key Enabling Technologies component of Horizon 2020 (advanced materials, nanotechnology, micro‐ 
and  nano‐electronics,  industrial  biotechnology,  photonics  and  advanced  manufacturing  systems)  as 
one of the most promising areas in this respect. 

The  focus  on  dual‐use  research  reflects  the  increasing  overlap  between  the  civilian  and  defence 
worlds. The armed forces and defence industry’s dependence on technologies with a civilian origin is 
increasing,  as  is  the  tendency  of  the  latter  to  diversify  into  civilian  companies.  Meanwhile,  civilian 
companies are buying up technologies which are also of interest to defence firms, such as in robotics. 
It is clear that research and essential technologies, such as those relating to KETs, big data, synthetic 
biology, and additive manufacturing, will become an important source of innovation for both defence 
and civil industries. 

The present study aims to identify those areas of dual‐use innovation where the contribution of KETs 
is relevant and where shared R&D activities could enhance both civilian and defence applications. For 
the sake of clarity, the list of KETs is hereinafter reported: 

  Advanced Materials (AM);  
  Advanced Manufacturing Systems (AMS); 
  Photonics (PHOT); 
  Nanotechnology (NANO); 
 

Industrial biotechnology (IB); 
  Micro‐Nano Electronics (MNE). 

As  mentioned  above,  the  study  builds  on  the  results  of  the  previous  RO‐cKETs  study,  of  which  we 
provide a summary of its results in the next section. 

12 COM(2013) 542 of 24.7.2013 

Page: 26 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

1.2  THE RO‐CKETS STUDY 

The  concept  of  ‘cross‐cutting  KETs’  refers  to  the  integration  of  different  KETs  in  a  way  that  creates 
value  beyond  the  sum  of  the  individual  technologies.  Whilst  each  of  the  KETs  already  has  huge 
potential  for  innovation,  their  combination  offers  even  greater  possibilities  to  foster  innovation  and 
create  new  markets,  representing  a  vital  activity  in  Horizon  2020.  Over  the  course  of  Horizon  2020, 
around  30%  of  the  budget  allocated  to  KETs  will  have  been  directed  towards  integrated  KETs 
projects13. 

To  tap  into  the  high  cross‐fertilization  potential  of  these  technologies,  in  2012  the  European 
Commission  launched  the  RO‐cKETs  study  (methodology,  work  plan  and  ROadmap  for  cross‐cutting 
KETs  activities  in  Horizon  2020)  to  define  an  approach  to  the  identification  of  potential  areas  of 
industrial  interest  relevant  to  cross‐cutting  KETs.    This  approach  would  be  applied  to  develop  a 
roadmap for cross‐cutting KETs activities which, by the end of the project in 2014, provided inputs to 
the preparation of the cross‐cutting KETs part of Horizon 202014. 

Taking  the  demand  side  as  a  starting  point,  the  roadmap  identified  the  most  promising  areas  of 
innovation for cross‐cutting KETs that address clear industrial and market needs. It outlined how the 
combination of different KETs could contribute to addressing the challenges facing European industry, 
economy  and  society.  The  analysis  considered  products,  processes  or  services  for  which  the  cross‐
fertilization between KETs could provide added value, taking into account the main market drivers for 
each of those innovation areas, as well as their societal and economic context. 

The  methodological  approach  in  RO‐cKETs  was  based  largely  on  desk  research,  interviews,  and 
workshops with industrial stakeholders and policy makers. The validation of findings was carried out 
through  surveys  involving  both  KETs  experts  and  industrial  stakeholders.  During  the  entire  road‐
mapping  process,  more  than  700  technology  and  industry  experts  contributed.  The  methodology 
followed three main steps: 

1. 

industrial 

innovation  fields  of 

interest  potentially  providing  promising 
Identification  of 
opportunities for cross‐cutting KETs developments. The team undertook a broad analysis of the 
demand  for  technologies.  The  activity  comprised  initially  a  broad  desk  analysis  aimed  at 
developing  a  common  structure  of  ‘innovation  trees’  tracing  societal  needs  through  to 
corresponding technical challenges; built up a suitable cross‐sectoral ‘common language’; and 
then  used  this  architecture  to  map  potential  innovation  areas  along  with  their  associated 
market needs and industrial challenges.  This was complemented by further inputs from more 

13 https://ec.europa.eu/growth/sites/growth/files/docs/body/cross‐cutting‐kets‐roadmap‐brochure_en.pdf 

14 http://ec.europa.eu/growth/industry/key‐enabling‐technologies/eu‐actions/ro‐ckets/index_en.htm 

Page: 27 / 104

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

than  80  representatives  of  influential  industrial  players.  From  this  initial  activity,  257 
innovation fields were identified, classified into 13 cross‐sectoral domains. 

2.  Matching of the identified Innovation Fields with the technological offering to be provided by 
the cross‐fertilization between KETs. The analysis was informed by the views of 272 experts in 
the  six  KETs  domains.  The  experts  provided  input  on  which  KETs  could  contribute  to  each 
innovation field and, in addition, to assess whether the integration of the contributing KET(s) 
could  represent  an  additional  success  factor.  This  resulted  in  a  shortlist  of  innovation  fields 
with cross‐cutting KETs relevance. 

3. 

Identification  of  the  most  promising  areas  of  converging  industrial  interest  for  cross‐cutting 
KETs.  285  expert  industry  representatives  assessed  the  identified  innovation  fields  for  their 
market impact and opportunity for industrial growth and job creation. The output of this step 
was complemented with results of a patent scenario analysis. 

This approach produced a shortlist of 117 key innovation fields of industrial interest with the highest 
potential of answering market, industrial and societal demands. In all, the innovation fields identified 
required innovation employing cross‐cutting KETs, organised into 13 specific roadmaps: 

1.  Electronics and communication systems; 
2.  Chemical processes, chemicals, chemical products and materials; 
3.  Manufacturing and automation (including robotics); 
4.  Energy (including energy generation, storage, transmission and distribution); 
5.  Transport  and  mobility  (including  road,  rail,  marine  and  air  transport  as  well  as  logistics, 

besides space); 

6.  Construction; 
7.  Civil security (including dual use applications); 
8.  Mining, quarrying and extraction; 
9.  Environment (including water supply, sewerage, waste management and remediation); 
10. Health and healthcare; 
11. Training, education and edutainment; 
12. Textiles; 
13. Agro‐food. 

Page: 28 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

For each innovation field, we prepared a dedicated fiche summarising the information retrieved such 
as  challenges,  potential  markets,  expected  impact  and  the  results  of  the  patents’  scenario  analysis. 
The complete results of this study are available on the DG GROW website15. 
Even  though  dual‐use  was  not  set  as  specific  goal  of  RO‐cKETs,  the  exploitation  of  dual‐use 
opportunities was already considered as relevant for KETs innovation developments.  

Besides benefitting from the cross‐fertilization of Key Enabling Technologies, some innovation fields in 
the  RO‐cKETs  roadmap  for  cross‐cutting  KETs  activities  were  also  recognised  as  having  a  dual‐use 
potential, for both defence and civil security industries. The roadmap of Figure 1 depicts the RO‐cKETs 
specific innovation fields that fell into this bracket. 

FIGURE 1: RO‐CKETS ROADMAP ON THE EXPLOITATION OF DUAL‐USE OPPORTUNITIES 

15 http://ec.europa.eu/growth/industry/key‐enabling‐technologies/eu‐actions/ro‐ckets/index_en.htm 

Page: 29 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

This study, dedicated to dual‐use innovation potential was launched in July 2015 with the 
following objectives: 

•  Objective 1: Development of a methodology, based on the RO‐cKETs study for cross‐cutting 
KETs, but extended to all KETs. Such methodology shall identify KETs related innovation 
fields and examples of technologies, within these, with a dual use potential and of high 
relevance to the EDTIB; 

•  Objective 2: Based on the methodology identified in the previous activity, this study aims at 
establishing a list of innovation fields, with related technologies, with significant Dual‐Use 
potential; 

•  Objective 3: in order to address this objective a dedicated analysis to highlight the potential 
impacts of such Dual‐Use Innovation Fields needs to be carried out, taking into account 
possible synergies between the innovation fields identified and previous work done in 
Framework Program 7 (FP7), Member States (MS) and European Defence Agency (EDA). In 
addition, an identification of which innovation fields, and underlying technologies, could 
potentially be included in Horizon 2020 and where there are potential synergies with other 
research programs. 

Page: 30 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

3  THE METHODOLOGY 

In  this  chapter,  we  are  going  to  show  how  the  above  mentioned  objectives  were  addressed  and 
implemented. 

3.1  OBJECTIVE 1: EXTENDED RO‐CKETS MAPPING OF INNOVATION FIELDS 

The  methodology  took  into  account  the  general  approach  adopted  in  the  previous  study.  However, 
before describing the steps in detail, it is worth mentioning that an important assumption was taken 
from the RO‐cKETs study. This relates to the definition of the Innovation Field adopted from the one 
used in RO‐cKETS and extended for this study in order to cover also dual‐use purposes: 

An Innovation Field is made up of innovative new products, processes or services that result from 
cutting edge research in KETs. They represent an area of converging interest between Market 
requirements and Industrial challenges. A Dual‐Use Innovation Field also answers to a Capability 
need of Defence. 

  Technology Scenario and bibliometric analysis of the Defence/Civilian markets: the team carried 
out an in‐depth desk research and review of all the Innovation Fields already included in the RO‐
cKETs study. This analysis identified that some particularly defence‐relevant sectors were only 
partially included in the previous study and needed further analysis. These were: Space, which 
was  included  in  the  transport  sector  in  RO‐cKETs;  and  security  and  defence  which  were  also 
extended to include CBRN‐E issues. In addition, the team also included in the overall Innovation 
Fields  list  also  those  that  were  classified  as  non‐cross‐cutting  by  the  RO‐cKETs  study.  This 
activity led to the identification of a total list of 306 Innovation Fields. 

  Identification of the KETs‐related Dual‐Use Innovation Fields: the list of 306 Innovation Fields was 
firstly  evaluated  against  defence  capabilities  needs  to  produce  a  preliminary  dual‐use 
characterisation. Following this, EDA’s nominated experts reviewed and validated the selections 
made.  The  EDA  project  officers  responsible  for  each  Capability  Technology  Area16 (CapTech 
Moderators) were involved in this phase of the study. Summarising the activities performed in 
this phase, the team identified and selected Dual‐Use Innovation Fields that were also included 
in the survey to be further characterised by the experts according to the following steps: 

16 European Defence Agency ‐ https://www.eda.europa.eu/Aboutus/how‐we‐work/expert‐teams/capability‐
technology‐areas 

Page: 31 / 104

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

a)  Each of the RO‐cKETs study Innovation Field was examined, even those not cross‐cutting 

b)  For each of them an assessment was made as to whether it is dual‐use or not 

c)  The  team,  with  the  support  of  EDA,  identified  the  original  application,  i.e.  whether  the 
Innovation  Field  was  originally  conceived  for  military  or  defence  applications  and  then 
moved into civilian ones. If this was the case (DEFCIV), then the Innovation Field was 
moved into the Defence sector, otherwise it remained (as dual‐use) in the original sector. 

d)  Further to these, additional dual‐use KET‐related Innovation Fields starting from Defence 
were  identified,  if  not  already  included  in  the  full  list.  These  were  added  to  the  ones 
shifted as stated above 

e)  Considering  that  RO‐cKETs  did  not  include  CBRN‐E  applications  and  considering  the 
relevance  of  some  sectors  (namely  space  and  security)  for  dual‐use  applications,  the 
team also made the following additions with respect to the previous study. 

o  Space: this industrial sector, originally partially included in transport, has 
been  extracted  as  a  self‐standing  industrial  sector  and  has  been  further 
examined  (e.g.  through  EC  documents,  ESA  roadmaps,  etc.),  identifying 
additional KETs related dual‐use innovation areas 

o  Security: even though originally included in Roc‐KETs, this sector has been 
further  investigated  and  many  additional  Innovation  Fields  with  both 
dual‐use potential and relation to KETs have been introduced 

o  CBRN‐E,  Robotics  & 

ICT:  these  areas,  even  though  not  explicitly 
mentioned  as  self‐standing  industrial  sectors,  have  been  thoroughly 
investigated;  considering  their  strong  cross‐cutting  impact  on  different 
innovation areas; they have been appended to the Innovation Fields list 
directly or added as described in the previous steps. 

This  process  of  assessment  of  the  dual‐use  attribute  of  the  Innovation  Fields  led  to  the 
classification  of  164  Innovation  Fields,  which  are  reported  in  Annex  J.  All  these  Innovation  Fields 
were also included in the survey: 

  Identification  of  experts  &  questionnaire  construction:  As  a  basis  for  the  survey,  a  list  of 
consultees was formulated, covering all topic areas. These candidate experts were selected by 
consideration  of  the  following  criteria  (supplementary  contributions  were  sought  throughout 
the project as the need arose):  

  Research,  Design  and  Development  experts,  mainly  related  to  R&T  topics, 

regardless of the civilian and military origin of the technology development; 

  Experts in defence and dual‐use research topics; 

Page: 32 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

  Experts  in  civilian  and  dual‐use  research  topics,  coming  from  any  potential  field 
that  may  have  a  relation  to  dual‐use  applications  (e.g.  energy,  space,  electronics, 
etc.); 

  Experts from both civilian and military areas at different levels of the supply chain, 

i.e. from raw materials supply, to components and system integrators; 

  Market and sales experts in different sectors, such as defence and other areas of 

interest for dual‐use applications; 

  Balance between technological and strategic market experts; 

  Balance  among  experts  representing  public  bodies,  associations,  industries,  SMEs 

and research centres/universities 

  Balance among different COSME countries. 

Experts were identified largely through the following sources: 

  Direct  Contacts:  these  are  experts  who  have  worked  or  collaborated  with  the 
partners  of  the  consortium  (DAPP,  CEA,  OH,  TNO)  in  various  International  and 
National industrial and research projects; 

  Tradeshows  /  Events  /  Conferences:  National  and  International  participants  in 
workshops,  conferences  or  other  events  related  to  Dual‐use  technologies  (e.g. 
EURADA workshop on "Enhancing dual‐use technologies and products/services as a 
regional  competitiveness  factor"  that  was  held  in  Brussels  in  May  2014 17). 
Additional  contacts  came  from  the  participation  of  the  team  in  the  “Dual‐use 
technologies  and  RIS3  strategies  in  Europe”18 event  that  took  place  in  Seville  in 
October  2015.  Other  public  events  dedicated  to  the  aerospace  sector  or  similar 
provided further contacts.  

  Other  European  and  International  Initiatives  and  Associations:  European  groups, 
such as the European Technology Platforms (ETPs), analysis of CORDIS database, or 
other  associations  related  to  technologies  (e.g.  Nanofutures)  provided  useful 
contacts.  For  example,  national  associations,  centres  of  research  and  universities 
with the objective of tackling the societal challenges and addressing technological 
developments; 

17 http://ec.europa.eu/growth/tools‐databases/newsroom/cf/itemdetail.cfm?item_id=7393 

18 http://www.agenciaidea.es/web/dualuseandalusia2015 

Page: 33 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

  RO‐cKETs:  the  previous  project  list  was  also  used,  particularly  to  identify  experts 
related to KETs. In this case the list of experts takes into consideration the balance 
among  countries,  type  of  expertise  (technological  or  market)  and  the  type  of 
institution; 

  EDA: the Agency provided some relevant defence dual‐use experts. 

The complete list, which was released to EASME and DG GROW, included more than 250 experts. 
The list however was a “living document”, therefore additional experts were considered during the 
survey  implementation  and  the  list  was  updated  accordingly.  The  following  picture  shows  the 
geographical and typological distribution of the contributors: 

FIGURE 2: GEOGRAPHICAL AND TYPOLOGICAL DISTRIBUTION OF THE EXPERTS 

survey  was 

launched  on  March  9th  2016,  on 
An  on‐line 
following  web‐site 
https://www.ket4dual.eu/enter.jsf .  The  experts could  participate in the whole survey (defence AND 
civilian  area),  or  they  could  choose  to  participate  only  in  the  questionnaire  related  to  their  specific 
expertise (defence OR civilian area). The experts also had the possibility, at the end of the survey, to 
add  new  dual‐use  Innovation  Fields  if  they  thought  some  were  missing.    All  the  answers  to  the 
questions showed by the application, for both types of experts (civilian or defence), were collected on 
a dedicated database. 

the 

Page: 34 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The survey was carried out via an online questionnaire, a screenshot of which appears in Figure 3. 

FIGURE 3: INTRODUCTION TO THE SURVEY 

The following sections were part of the survey: 

1. 

2. 

3. 

Expert's contribution definition 

Characterisation of the Innovation dual‐use market 

EU industrial Value Chain 

a)  Technology assessment 
b)  Innovation Field impact 
c)  Expert's Innovation Field prioritisation 

Page: 35 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The first question in Section 1: Expert's contribution definition is dedicated to the characterisation of 
the expert; in the second question, the expert chooses the sector in which he/she wants to give his 
/her contribution; and in the last question of the section, they express their choice on the Innovation 
Fields that they wish to characterise.  

In  the  following  sections  there  was  some  divergence  in  the  questions  depending  on  the  domain  of 
interest, civilian or defence.  However, in conclusion, all the experts (both civilian and defence) were 
asked to carry out a prioritisation of the Innovation Fields and an indication if any missing Innovation 
Field needed to be integrated. 

The following picture shows screenshots of the survey. 

FIGURE 4: SCREENSHOTS FROM THE SURVEY 

3.2  OBJECTIVE  2:  IDENTIFICATION  OF  INNOVATION  FIELDS  WITH  SIGNIFICANT 

DUAL‐USE POTENTIAL 

Dual‐use Innovation Fields were fully characterised according to the following stepwise procedure: 

  Classification  of  the  Innovation  Fields  according  to  a  Dual‐use  KET  technologies  taxonomy:  by 
definition,  each  Innovation  Field  addresses  one  or  more  technologies  and  Key  Enabling 
Technologies. Following discussions, the team decided to associate the technologies relevant 
to each Innovation Field, according to a technology taxonomy, but not limited to the six KETs 
(NANO, IB, AM, AMS, MNE, PHOT). The team reviewed different possible taxonomies to check 
their potential to more specifically target defence‐oriented technologies survey and interview. 

Page: 36 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Accordingly,  the section  of the STACCATO taxonomy19 dedicated to Technology‐Components 
was  selected,  since  it  was  specifically  developed  for  dual‐use  purposes.  The  complete  list  of 
the technological groups included in the relevant section of STACCATO is presented in Annex 
A. Other taxonomies were also evaluated and briefly described here: 

o  ETCETERA FP7 project20  (Contract No.261512): this project identified a  list  of critical 
technologies  starting  from  the  STACCATO  taxonomy.  Therefore,  no  variation  to  the 
STACCATO  taxonomy  is  provided,  but  a  list  of  prioritised  critical  technologies  is 
identified 

o  FOCUS  FP7  project21 (Contract  No.261633):  this  project  was  a  scenario  foresight 
project that built five reference scenarios for the planning of future security research 
in the overall 2035 timeframe. FOCUS provided studies, security scenarios, roadmaps, 
and an IT‐based Knowledge Platform for scenario foresight, with the latter offering a 
large  number  of  practical  tools  such  as  scenario  wikis,  reference  wikis,  and  a 
curriculum matrix for educating future security researchers. The team did not identify 
additional technologies to be added to the selected STACCATO taxonomy.  However, 
the selected scenarios were taken into consideration for the identification of security 
Innovation Fields 

o  EDA’s  Technology  Taxonomy 22:  the  team  also  directly  discussed  with  EDA  the 
possibility  of  adopting  their  own  technology  taxonomy.  The  result  was  that  the 
STACCATO  taxonomy  better  integrates  with  the  study  objectives,  since  it  was  built 
specifically considering dual‐use purposes  

  Conducting SRL/TRL/MRL & Market Assessment Workshop/Survey: the characterisation of each 
Innovation  Field  also  included  a  definition  at  Innovation  Field  level  of  the  relevant  System 
Readiness  Level  (SRL)  and  Manufacturing  Readiness  Level  (MRL),  when  applicable. 
Furthermore,  for  each  technology  involved  in  the  Innovation  Field,  an  assessment  on  the 
Technology  Readiness  Level  (TRL)  was  performed.  Besides  launching  the  on‐line  survey,  the 

19 STACCATO – Stakeholders Platform for Supply Chain Mapping, Market Condition Analysis and Technologies 
Opportunities ‐ Main Conclusions and Recommendations on the European Security Equipment Market (ESEM) 
and Executive Summary of the Final Study Report ‐ Preparatory Action on the enhancement of the European 
industrial potential in the field of Security research – September 2008 

20 ETCETERA Project ‐ http://www.etcetera‐project.eu/deliverables/documents/Etcetera%20WP4%20‐
%20D4%201%20‐%20Prioritised%20List%20of%20Emerging%20Technologies.pdf 

21 FOCUS Project ‐ http://www.focusproject.eu/web/focus/focus‐results 

22 EDA ‐ https://www.eda.europa.eu/docs/default‐source/procurement/eda‐technology‐taxonomy.pdf 

Page: 37 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

consortium  also  organised  an  initial  workshop  and,  in  parallel,  carried  out  dedicated 
interviews with experts. More specifically the following actions were implemented: 

o  On‐Line  Survey: 

the  on‐line  survey  was 

launched  on  March  9th  2016 

‐

https://www.ket4dual.eu/enter.jsf ‐ and is kept open until the end of the project;  

o  Workshops: two workshops were held during the study. The first took place in Brussels 
on May 25th 2016. A preliminary ranking of the Innovation Fields was carried out by 
the  Working  Groups  that  included  electronics,  space,  defence  and  security  themes 
leading  to  the  identification  of  forty  (40)  Innovation  Fields.    These  Fields  considered 
relative  priorities  with  respect  to  three  criteria  reported  in  Table  1,  including 
technical, economic and knowledge‐based impacts. The final workshop took place in 
Brussels on October 25th and was based on the final validation of the SWOT analyses 
and  of  the  Innovation  Fields,  contained  within  Annexes  B  to  H,  presented  in  the 
following chapter;  

o 

Interviews:  phone  interviews,  following  the  scheme  of  the  survey  were  also  carried 
out individually to better address the Innovation Fields; 

o  Desk  research:  the  team  specifically  worked  on  the  prioritised  Innovation  Fields 
carrying out detailed market researches, patents analyses and interviewing additional 
stakeholders as specified in the following bullet point; 

o  Meetings with stakeholders: After the first workshop, the team carried out a detailed 
analysis  backed  by  meetings  and  interviews  with  stakeholders  to  review  the  list  of 
forty  (40)  Innovation  Fields  reported  in  Table  1.  As  a  result,  some  Innovation  Fields 
were  merged  reducing  the  list  to  38  Innovation  Fields.  Finally,  the  Fields  were 
clustered  according  to  commonality  of  Innovation  Challenges,  further  described  in 
Section 3.3; 

  Preliminary  assessment  of  the  technologies  related  to  the  Innovation  Fields:  the  preliminary 
assessment  on  the  technologies  (defined  following  the  taxonomy  reported  in  Annex  A) 
associated to each Innovation Field that emerged from the answers to the survey, was then 
integrated  with  the  results  from  the  above  described  activities  (i.e.  interviews,  workshop, 
etc.). The results of such activity are presented in the next paragraph. 

Page: 38 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

TABLE 1: INNOVATION FIELDS PRIORITISATION CRITERIA ‐ FIRST WORKSHOP 

CRITERION 1 
EU Civilian & Defence 
independence 

CRITERION 2 

Economic impact 

What  would  be  the  impact  of 
this 
R&D&I 
investments 
EU 
Field 
Innovation 
independence  of  the  civilian  and 
defence supply chains? 

in 
on 

impact  of 
What  would  be  the 
R&D&I 
this 
investments 
Innovation Field on EU growth and 
creation of jobs? 

in 

CRITERION 3 
Knowledge & Technology 
impact 
What  would  be  the  impact 
of  R&D&I 
in 
this  Innovation  Field  on  EU 
(R&D 
knowledge 
capital  stock  and  R&D&I 
infrastructure)? 

investments 

base 

3.3  OBJECTIVE  3:  HIGHLIGHTS  ON  POTENTIAL 

IMPACTS  OF  DUAL‐USE 

INNOVATION FIELDS 

As reported above, the analysis of the results of the survey, of the workshop and of the interviews, led 
to the identification of 38 Innovation Fields that were grouped into seven significant clusters sharing 
similar  technical  and  industrial  challenges  for  their  advancement.  These  clusters,  that  reflect  the 
structure of Framework Programmes, are the following: 

  Fundamental non‐dependence materials and components; 

  Energy for mobility; 

  Health and sanitary protection, including against CBRN‐E threats; 

  Communication, navigation and surveillance systems; 

  Human assistance and robotics; 

  Security / Cybersecurity systems; 

  Production and supply chain solutions. 

For each dual‐use Innovation Field, the team prepared a data sheet integrating the harmonised views 
and  findings  of  the  workshops,  interviews,  survey  and  desk  research.  The  complete  description  of 
these Innovation Fields is provided in Annex to this document (see from Annex B to Annex H). 

Page: 39 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

TABLE 2: MOST SIGNIFICANT 38 DUAL‐USE INNOVATION FIELDS CLUSTERING 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDANCE MATERIALS AND COMPONENTS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Defence 

High  Performance  /  Low  Weight 
Design and Materials 

High  Performance  /  Low  Weight  Design  and  Materials  for  launch  systems  (Truss  like  Carbon 
Fibre  Composites  design  solutions,  High  Strain  philosophy,  Ultrathin  composites,  Probabilistic 
design process, use of new materials like nano‐modified resins, etc.) 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

3D  System  on  Chips  technologies 
for More than Moore systems 

Cost‐effective  components  and  circuits  going  beyond  Complementary  Metal‐Oxide 
Semiconductor (CMOS) technologies and potentially integrate‐able with “System on Chip”.  The 
aimed  technology  will  enable  delivering  powerful  low  cost,  sensing  and  actuation  solutions, 
radio frequency capabilities, optical imaging and analysis, and other cognitive systems. 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

Chip‐level 
solutions 

system 

integration 

Space 

Embedded  power  storage  and 
distribution systems 

Chip  and  near‐chip  level  integration  capabilities  which  provide  robust,  highly  miniaturized 
system integration ‐ including 3D integration ‐ to greatly reduce size, form factor, weight and bill 
of  materials  while  maintaining  performance  and  cost  targets.  This  includes  the  capability  to 
physically  integrate  components  that  allow  traceability  of  the  chips,  to  enable  use  of 
commercial off the shelf (COTS) components while delivering advanced functionalities and limit 
the need for new certification in those applications that need it. 

Increase power efficiency of embedded energy storage systems, in particular batteries and low 
power  supercapacitors,  whilst  mastering 
lifetime  and  resilience  to  severe  operational 
conditions.  Reduce  mass  and  increase  efficiency  of  power  control  and  distribution  units, 
especially  for  aircraft  or  Low  Earth  Orbit  satellites.  Extend  voltage  operational  range  of 
embedded  power  electronics  and  electrical  systems,  in  particular  for  supporting  electrical 

Page: 40 / 104

 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDANCE MATERIALS AND COMPONENTS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Space 

Advanced,  smart  materials  for 
satellite applications 

Space 

High  performance  competitive 
components 
for  harsh,  highly 
constrained environments 

propulsion  or  high  performance  telecommunication  payloads.  Optimize  embedded  power 
management and distribution.  

Advanced  and  smart  materials,  with  specific  developments  for  space  applications.  New 
materials and advanced manufacturing techniques to address new and emerging challenges for 
spacecraft systems. The mitigation of REACH impact on the space sector drives many challenges 
for space applications, from surface treatment, to  the use  of solvents, glues, resins  etc. Some 
specific spacecraft functions also provide a breadth of opportunities with the implementation of 
materials  with  mechanical  and  thermal  properties  (e.g.  high  stability  structural  elements  for 
antennas  and  mirrors).  These  are  areas  where  dependence  situations  are  frequent.  The 
potential  offered  by  new  manufacturing  techniques  (additive  manufacturing  e.g.)  is  very 
important in space, where the benefits in terms of cost and mass reduction for equipment are 
very high. New manufacturing techniques may also support the development and adoption of 
new designs and complete new concepts, with strong potential for innovation. 

Deep‐submicron  (DSM)  digital  components,  specifically  processors  and  memories,  based  on 
advanced technology nodes such as 65nm CMOS or 28nm FDSOI, designed so as to deliver high 
performance,  flexibility  and  scalability  while  competitively  answering  stringent  mission 
requirements  such  as  that  of  satellite  payload  or  other  systems  in  a  high  level  of  radiation 
context  (e.g.  anti‐electromagnetic  warfare  military  systems  or  embedded  systems  for  post 
nuclear disaster robotic field operations). This primarily means radiation hardening (e.g. based 

Page: 41 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDANCE MATERIALS AND COMPONENTS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

on advanced component packaging solutions or inherent resistance of advanced semiconductor 
solutions) but also material to complete application specific integrated circuits (ASIC) modelling, 
simulation and operational characterization capabilities, ultralow fail rates for long campaign life 
integrity and reliability validation,  including in wide temperature qualification domains, as well 
as  assessment  and  qualification  of  the  relevant  supply  chain,  from  material  and  machinery 
suppliers to partner design houses. 

Page: 42 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

ENERGY FOR MOBILITY 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Hydrogen storage systems for fuel cells, for 
transport as well as portable application 

Systems for hydrogen storage for fuel cells transport as well as portable and consumer 
applications  (e.g.  hydrogen  cylinders,  metal‐hydride  tanks,  chemical‐hydride  tanks, 
methanol cartridges (for direct methanol fuel cells, DMFCs) 

Energy 

Energy 

Fuel  cells‐based  energy 
transport applications 

systems 

for 

Energy  &  Electronic, 
& 
Electric 
Communication 
Systems 

Small  scale  embedded  energy  systems  for 
portable applications 

On  board  energy  systems  for  transport  applications  with  improved  performance  at 
both  single  component  and  system  level,  relying  on  hydrogen  fuel  cells  as  a  primary 
energy  source,  with  efficient  and  reliable  units  for  fuel  processing  of  liquid  fuels  to 
hydrogen (reforming of, for example, gasoline, diesel and kerosene) or as a secondary 
"range extender" source for electric propulsion 

Embedded  energy  systems,  including  fuel  cell  and  battery  systems  as  well  as  hybrid 
solutions, for portable applications and with improved autonomy and performance at 
level,  designed  towards  miniaturisation, 
both  single  component  and  system 
compatibility,  safety,  user‐friendliness,  cost‐effectiveness  and  optimized  system 
efficiency, dynamics, start‐up time and durability 

Page: 43 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Security 

Defence 

Screening  devices  for  detection 
of traces  

Portable,  high‐speed,  sensitive,  low  cost  and  easy  to  use  screening  devices  and  associated 
methods  for  the  detection  of  any  kind  of  traces  of  potential  threats  (including  chemical, 
radioactive and all sorts of CBRN‐E traces…). 

Enhanced  land  structures  and 
vehicle 
CBRN‐E 
C‐IED  & 
protection  

New  lighter  land  systems  protections,  upgrade  of  legacy  vehicles  (New  protection  capabilities 
against IED threats). New protection capability with light weight structures for new land systems, 
and soldiers. 

Environment 

Advanced 
municipal, 
settlement 
treatment 

filtration 
industrial 

for 
and 
wastewater 

Health & Healthcare 

Rapid  on‐demand  production  of 
antibiotics and antibodies 

Advanced filtration/separation processes (such as micro‐filtration (MF), ultra‐filtration (UF), nano‐
filtration  (NF),  reverse  osmosis  (RO))  including  Membrane  Bio‐Reactors  (MBR),  bio‐processes 
based on the use of yaws or fungus or other processes such as ozone or ultra‐violet treatment for 
municipal,  industrial  or  any  sorts  of  permanent,  semi‐permanent  or  temporary  settlements 
wastewater, all of these characterized by superior product water quality, ability to process poor 
and/or  versatile  incoming  water  quality,  reduced  footprint  at  plant  level  and  reduced  energy 
consumption. 

Rapid  production  and  supply,  including  with  the  help  of  decentralized  and  flexible  production 
systems, of antibiotics, antibodies and all sorts of treatment needed to quickly react to epidemics 
or  any  sort  of  natural  or  malevolent  contamination,  including  anthrax,  toxins  and  any  sort  of 
biological weapons. 

Page: 44 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Security 

Defence 

Health & Healthcare 

Mobile  equipment  for  CBRN‐E 
and 
detection, 
in‐situ 
characterisation 
investigation 

analysis 
for 

Laboratory, field laboratory and in situ devices for rapid, reliable and easy‐to‐use in‐depth CBRN‐E 
materials  analysis  and  characterization  of  related  threats.  To  develop  rapid,  safe  and  cheap 
diagnostics, portable and miniaturized devices or easy kits for diagnosis or treatment monitoring 
at home or any other position where sufficient medical support is not available (capable of data 
collection and Communication with the medical doctor). Portable Point‐of‐Care (POC) devices and 
test kits for instant diagnosis based on microfluidics, biosensors and/or arrays. 

Security 

decontamination 
CBRN‐E 
technologies  and  processes  for 
people, 
and 
structures 

equipment 

Complete  sets  of  complementary  decontamination  solutions,  such  as  towels  or  powders  to  be 
used on human skins or washing water additives to be used on equipment and structures and in 
coherence  with  threat  identification  capabilities,  designed  for  a  variety  of  Chemical,  Biological, 
Radiological, Nuclear and Explosive (CBRN‐E) hazards. 

Page: 45 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Defence 

Defence 

Unmanned  Vehicles  for  wide 
area  surveillance  in  air,  land, 
water and underwater  

Remotely  piloted  unmanned  vehicles  or  autonomous  systems  for  surveillance  in  air,  land,  water 
and underwater environments aimed at border / battlefield security, including land, maritime and 
country  borders  or  critical  infrastructure  (e.g.  underwater  pipelines,  TLC  network,  etc.)  and 
perimeter protection  

Permanent  passive  wide  area 
surveillance system 

Solutions such as remote sensors to quickly and efficiently detect any abnormal event or presence 
in a given area, for instance close to land or maritime borders and without an additional need of 
spectrum and not producing interference to the existing systems. 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

High 
communicating devices 

autonomy 

Cost‐effective and all‐size embedded sensors with high connectivity for the Internet of Things, or 
for  airborne  or  satellite‐based  Earth  /  environment  observation,  with  embedded  sensor  systems 
and  observation/detection  instrument  chains  or  autonomous  sensors  /  devices  making  use  of 
remote power supply/storage and/or micro energy harvesting. 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

Advanced  broadband  wireless 
communication 

Radio‐frequency  technologies  and  respective  component  technologies  for  seamlessly  networked, 
high‐performance  (broadband),  reliable,  interoperable,  energy  efficient  and  secure  wireless 
communication, eventually capable of reconfiguration and use of mobile and/or temporary relays, 
including  cognitive  radio,  light  communication  (LiFi)  or  other  directional  transmission  and  new 
radio technologies that make better use of the limited radio spectrum. 

Page: 46 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

Specialised  networks  for  the 
Internet of Things 

Smart and highly specialized networks  addressing specific  needs  as remote controlled  embedded 
networks or independent Machine‐2‐Machine networks (e.g. low data transfer but precise timing 
or specific energy constraints), taking advantage of self‐organization and collective intelligence or 
low  power  communication  protocols,  including  passive  near‐field  communication  (RFID)  for 
wireless  sensor  networks  (e.g.  measuring  biological  parameters  and  transfer  to  healthcare 
monitoring system). 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

Embedded  data  handling  and 
processing 

High throughput low energy data handling and processing capabilities embedded into all sorts of 
smart vehicles, from individual cars to space systems, with optimised architectures and optimised 
data transfer and processing capabilities. 

Space 

Space 

Defence 

Enhanced  global  navigation 
solutions  and  location  based 
services 

Solutions  for  cross  modal  assisted  positioning  and  mobility,  including  indoor,  eventually  using 
Internet of Things infrastructures and exploiting the interconnectivity of devices and their location, 
for all sorts  of nomadic applications ‐ meaning device embedded  and therefore miniaturized ‐ as 
well  as  applications  for  urban  operations,  secure  financial  transactions,  tracking  solutions,  social 
networking, safety and emergency, e‐health, etc. 

throughput 

High 
Communication  

Satellite 

Implementation  of  high  data  rate/high  throughput  optical  and  laser  communications  to  support 
future  missions  needing  optical  communication  links  and  two  ways  communications  (e.g. 
GEO/ground).  Development  of  low  cost  lightweight  optical  communications  terminals  for  Inter 
Satellite Links (ISL) & optical data‐relay for high‐speed fully‐optical links.  

Page: 47 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Transport 

Transport 

Defence 

Information‐based 
management systems 

fleet 

Instruments  and  systems  for 
all  weather  operations  and 
long  range  remote  detection, 
visualization  and  identification 
of threats 

Services  from  fleets  of  trucks,  bus,  ships,  aircraft,  swarms  of  UAVs,  soldiers,  etc.  benefit  from 
accurate  real‐time  positioning,  dependable  data  links  and  user‐friendly  service‐oriented  central 
command & control systems, in particular so as to optimize geographical coverage, maintenance, 
catering, crew timetables, etc. 

Instruments  and  systems  robust  to  extreme  weather  conditions,  able  to  receive  useful  external 
information and provide operators with operational assistance, so that operations can be run safely 
in  a  wide  range  of  meteorological  and  environmental  conditions.  Development  of  Through‐The‐
Wall radar techniques to support indoor navigation. 

Page: 48 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Electronic,  Electric  & 
Communication 
Systems 

Training,  Education  & 
Edutainment 

User‐friendly 
interfaces 
learning  

human‐machine 
asynchronous 

& 

Easy  human‐machine  interactions  and  interfaces  that  increase  user‐friendliness  through  e.g. 
interfaces  mimicking  human 
technologies,  multimodal 
real‐time  human 
communication skills, safe natural proximity and hands‐free interaction and up to virtual reality 
for high complexity systems, including experimental demonstrations, animations, virtual labs. 

language 

Health & Healthcare 

Robots  for  medical  interventions 
& rehabilitation treatment 

Robotic systems supporting professional medical interventions such as e.g. robotized assistance 
during  surgery,  robotized  precision  surgery,  robot  assisted  micro‐surgery,  robotic  devices  for 
minimally invasive surgery, medical micro‐ and nano‐bots, robotized assistance in small medical 
interventions,    including  robot  assisted  motor‐coordination  therapy,  robot  assisted  physical 
training  therapy,  robot  assisted  mental,  cognitive  and  social  therapy  (e.g.  new  concepts  for 
distributed intelligence, such as swarms). 

Health & Healthcare 

Robotized  systems  capable  to 
assist  personal  mobility  or  other 
living functions 

Passive  robotized  systems  (including  intelligent  prostheses)  capable  to  assist  and/or  enhance 
human functions, e.g. exoskeletons to assist disabled patients’ mobility or other living functions 
or to support workers or soldiers in carrying heavy burdens. 

Security 

Robotic  devices  for  search  and 
rescue 

Robotized  systems  capable  of  assisting  rescuers  or  hazardous  environment  operators  in  their 
activities  (e.g.  incident  or  disaster  victim  extraction  robots,  robotized  labour  for  hazardous 
environments, etc.). 

Page: 49 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Security 

Infrastructure 
operations 

for  post‐disaster 

Deployable,  easy‐to‐use  and  autonomous 
infrastructures  for  post‐disaster/attack  triage, 
accommodation and relief of victims, including sufficient energy systems, food and water supply 
solutions as well as field capabilities for contamination. 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Security 

Defence 

Data  mining  for  early  detection  of 
threat,  suspicious  activities  and 
law 
enforcement 

Performant  and  state‐of‐law  compliant  solutions  ‐  including  web  navigation  tracing,  big 
data processing, behavioural modelling, advanced text and data management and mining 
techniques ‐ to identify as early as possible any suspicious activities. 

Defence 

Improved encryption solutions 

Advanced encryption systems to ensure secured exchange of confidential data, including 
with pure digital solutions or Cyber Physical Systems (CPS). 

Security 

Individuals  and  events 
solutions 

recognition 

Solutions  to  recognize  a  specific  individual,  an  unusual  or  dangerous  event  on  a 
multimedia  support  such  as  video‐surveillance,  other  surveillance  sensors  and/or  any 
complementary source of data (including web data), with capabilities for autonomous or 
semi‐autonomous data processing and support to human decision‐making. 

Page: 50 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Security 

Security 

Secure and fast biometric access control 
systems  

Solutions to quickly and accurately identify an individual based on biometric identification 
techniques at a security check‐point. 

Smart materials and structural solutions 
to protect critical infrastructures against 
physical threat 

Innovative  materials  (e.g.  anti‐blast  concrete)  and  structural  solutions  (e.g.  structural 
health  monitoring  solutions  designed  to  support  crisis  management  as  well  as 
maintenance  processes  that  optimize  the  resilience  of the structures) to protect critical 
infrastructures against physical threat. All aspects of physical threats can be considered, 
both  natural  (e.g.  floods,  earthquakes,  space  radiations...)  and  human  (e.g.  bombing, 
plane or drone over flights and crashes, etc.). 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Manufacturing 
Automation 

& 

Flexibility  in  production  environment  for 
custom made parts 

New  processes  enabling  flexibility  and  rapid  change,  including  optimal  topological 
features,  added  functionality  and  levels  of  personalization  not  previously  possible  at 
large  scale.  Examples 
include  additive  and  hybrid  manufacturing,  printing 
inks/processes  (including  3D  printing),  on‐demand  (nano‐)coatings,  use  of  different 
materials. 

Page: 51 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

Last revision: 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 

13/1/2017 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

ORIGINATING SECTOR 

TITLE 

DESCRIPTION 

Manufacturing 
Automation 

& 

Smart  supply  networks  based  on  object 
connection  and  industrial  control  systems 
for products and production systems 

"Internet  of  Things"  of  assets  and  products  (objects  carry 
information  and 
communicate).  It  is  e.g.  needed  to  bridge  the  gap  between  different  abstractions  of 
objects  operating  at  the  shop  floor  level,  business  systems  level,  and  at  the  level  of 
supply networks for data analytics. 

Security 

Tracking  and  tracing  devices  to  secure 
supply chain 

Tracking  and  tracing  devices  for  freight  and  fleet  management,  for  example  RFID 
tracking  solutions  or  optical  cameras,  to  secure  international  logistics  supply  chain. 
Dependable data links and user‐friendly service oriented central Command & Control 
(C2)  systems,  or  innovative  Command,  Control,  Communications,  Computing  and 
Intelligence  (C4I)  to  optimise  geographical  coverage,  maintenance,  catering,  crew 
timetables, etc. 

Page: 52 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The  template  used  for  each  Innovation  Field  follows  the  structure  and  descriptions  reported  in  the 
following table: 

TABLE 3: TEMPLATE EXAMPLE FOR INNOVATION FIELD DATA SHEET 

CLUSTER: Each of the seven clusters listed in Table 2 is reported  

INNOVATION FIELD: Short title of the Innovation Field 

Description: this section provides a detailed description of the Innovation Field, as described in Table 
2. 

Impact  assessment:  this  section  of  the  form  describes  the  economic  /  market  impact  of  the 
Innovation  Field  in  both  the  Civilian  and  Defence  markets/capabilities,  as  better  detailed  in  the 
following 

  Civilian Market: this description includes data on the civilian market, and of the impact of this 
Innovation  Field  on  EU  civilian  supply  chain  as  well  as  non‐dependence.  Some  examples  of 
relevant  products,  as  suggested  by  the  experts  through  the  survey  or  during  the  workshops, 
are reported as in the following table for each data sheet template.  

Examples of 
Civilian 
products/ 
services / 
applications 

Example 1 

System Readiness Level 

Manufacturing Readiness Level 

The  range  of  SRL  is  reported 
according to the following scale: 

When applicable, the range of MRL is reported according 
to the following scale: 

1.  Concept Refinement;  
2.  Technology Development;   
3.  System Development & 

  MRL 1‐2: Material & Process Design & Development;  
  MRL 3‐4: Component & Equipment (tooling/machine) 

demonstrator;  

demonstration;  

  MRL  5‐6:  Component  pre‐production  &  System 

4.  Production & Development; 
5.  Operations & support 

Integration;  

  MRL 7‐8: SW & Production planning complete;  
  MRL 9‐10: Full scale stable production / improvement 
of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, 
waste, etc.) 

Example 2 

Same classifications as above

Same classifications as above

Etc. 

Same classifications as above

Same classifications as above

  Defence Market: this description includes data on the defence capabilities market, and of the 
impact  of  this  Innovation  Field  on  EU  defence  and  military  supply  chain  as  well  as  non‐
dependence. Some examples of relevant products for the defence sector, as suggested by the 
experts through the survey or during the workshops, are reported as in the following table for 
each data sheet template. 

Page: 53 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Examples of 
Defence 
products/ 
services / 
applications 

Example 1 

System Readiness Level 

Manufacturing Readiness Level 

The  range  of  SRL  is  reported 
according to the following scale: 

When applicable, the range of MRL is reported according 
to the following scale: 

1. Concept Refinement;  
2. Technology Development;   
3. System Development & 

  MRL 1‐2: Material & Process Design & Development;  
  MRL 3‐4: Component & Equipment (tooling/machine) 

demonstrator;  

demonstration;  

  MRL  5‐6:  Component  pre‐production  &  System 

4. Production & Development;  
5. Operations & support 

Integration;  

  MRL 7‐8: SW & Production planning complete;  
  MRL 9‐10: Full scale stable production / improvement 
of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, 
waste, etc.) 

Example 2 

Same classifications as above

Same classifications as above

Etc. 

Same classifications as above

Same classifications as above

Non‐Technological  Drivers  /  Barriers: This section describes the non‐technological issues related to 
this Innovation Field, particularly for the aspects related to the following topics: 

  Impact on EU policy 
  EU regulation / compliance 
  Standards 
  Education 
  Link to Societal Challenges 
  Other general remarks on training/standardisation / education, etc... 

Page: 54 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Research Synergies: This section provides references to the most significant recent research activities 
related  to  this  Innovation  Field  for  both  the  civilian  and  defence  sectors.  Such  section  includes  a 
worldwide  scientific  literature  analysis.  A  non‐exhaustive  analysis  of  the  scientific  literature  was 
carried  out  to  identify  specific  innovation  capabilities  in  the  EU,  particularly  related  to  Europe’s 
capacity  of  transforming  its  scientific  know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the 
innovation addressed in this domain. The analysis covered the period 2011‐2015. In this period the 
publication  rate  is  reported  in  each  Innovation  Field  Data  Sheet  as  well  as  two  graphs  showing  the 
publications by affiliations and by country in the same period (2011‐2015), as shown in the following 
as example. 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector: this paragraph refers to the main civilian research projects (e.g. FP7/H2020 
/  National  Programmes,  others...)  that  have  been  identified  for  the  Innovation  Field  in 
exam. 

Page: 55 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Acronym 

Short Description 

Research Project Acronym n°1 

Research Project Short Description 

Research Project Acronym n°2 

Same as above 

Etc. 

Same as above 

  Defence sector: this paragraph refers to the main defence/military research projects (e.g. 

EDA/National Programmes, others...). 

Acronym 

Short Description 

Research Project Acronym n°1 

Research Project Short Description 

Research Project Acronym n°2 

Same as above 

Etc. 

Same as above 

Timeline  to  Market:  this  section  provides  the  forecast  of  the  expected  time  needed  for  the 
products/services/applications of this Innovation field to have an impact in the civilian market and in 
the enhancement of the European Defence capability, according to the ranges of time proposed:  

• 
short term (2016‐2018) 
•  medium term (2019‐2022)  
• 

long term (>2022)  

An example of the graphs provided in each Innovation Field data sheet is provided below: 

Page: 56 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Associated  Technologies:  this section presents the resulting  technologies related to  this Innovation 
Field, following the STACCATO taxonomy and classified according to the following table: 

TECHNOLOGY 
GROUP 

Technology 
Group 1 

RELATION 

TRL 

KETs 

TRL 

range  of 

The 
the 
technology  Group  is  provided 
according  to  the  following 
scale: 

 TRL 1‐2: Basic Technology 

Research / Proof‐of‐
Concept;  

 TRL 3‐4: Validation in lab 
(TRL 3) or relevant (TRL 4) 
environment;  

 TRL 5‐6: Technology 
Demonstration;  
 TRL 7‐8: System / 

The Technology group can 
have  relation  with  either 
one or more than one KET, 
the 
identified 
following acronyms: 

with 

 AM: Advanced 
Materials;  

 AMS: Advanced 

Manufacturing Systems; 

 IB: Industrial 

Biotechnology;  
 MNE: Micro‐Nano 

Electronics;  

Subsystem development;  

 TRL 9: System Test & 

 NANO: Nanotechnology; 
  PHOT: Photonics 

Operations 

The  type  of  relation 
is 
classified  according  to  two 
types: 

 CORE: These 

technologies represent 
areas of innovative 
knowledge creation, 
which strongly influence 
competitive advantage. 
However, these 
technologies still involve 
considerable commercial 
risk in their 
development. 
 ENABLING: these 

technologies represent 
an area of expertise 
which is highly relevant 
to survive in the market, 
but which do not 
improve the competitive 
positioning of the 
company. 

Technology 
Group 2 

Same as above 

Same as above

Same as above 

Etc. 

Same as above 

Same as above

Same as above 

Software  Innovation  Dependency:  this  paragraph  describes  if  this  Innovation  Field  is  significantly 
linked  to  Software  development  aspects  or  to  Software  applications  (e.g.  Big  Data  Management, 
Internet of Things). If this is not the case, this paragraph is empty. 

Patent  Analysis:  Patents  statistics  can  be  used  as  indicators  of  the  technological  and  market 
relevance  of  EU‐based  actors  in  the  Innovation  Fields.  (A  summary  of  the  process  employed  is 
provided in Section 0.) The trend in IPR‐securing activity is an indicator of investor interest. However, 
the use of patent analysis, although interesting to understand the general trend within an Innovation 

Page: 57 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Field,  should  be  seen  as  complementary  to  stakeholders’  interviews,  surveys,  workshops  and  desk 
analyses.   

In  this  section,  the  results  of  a  KETs‐relevant  patent  scenario  analysis  are  reported.  Searches  were 
carried  out  using  the  global  patent  database,  Thomson  Innovation23,  with  the  relation  to  KETs 
identified  through  specific  query  criteria  related  to  the  International  Patent  Classification  (IPC4 
strings). 

The following table shows, as example, the graphs that can be found in each Innovation Field Data 
sheet. 

This  graph  shows  the  trend  of  patents’ 
publication in the period 2011‐2015 

350

300

250

s
t
n
e
t
a
P
°
N

200

150

100

50

0

2011 2012 2013 2014 2015

For  the  same  period,  this  graph  shows  in  which 
country  the  patents  have  been  published.  Each 
Innovation Field data sheet explains the acronym 
for the country.  

TW
1%

EP
4%

KR
10%
WO
10%

JP
16%

DE
2%

CA
1%

CN
36%

US
20%

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country 

For  the  same  period,  this  graph  shows  which 
are  the  most  frequent  KETs  in  the  set  of 
patents  identified.  Such  association  has  been 
done  using  the  same  method  already  applied 
in  the  RO‐cKETs  study,  i.e.  associating  one  or 
more  KET(s)  to  a  specific 
IPC  string,  as 
reported in Table 4.  

For the same period, this graph shows which are 
the  most  frequent  IPC4  (first  four  strings  of  the 
International  Patent  Classification) 
the 
patents  identified.    Each  Innovation  Field  Data 
IPC4 
sheet 
presented  in  the  graph,  according  to  the  WIPO 
classification24.  

the  meaning  of  each 

reports 

for 

23 http://info.thomsoninnovation.com/ 

24 WIPO ‐ http://web2.wipo.int/classifications/ipc/ipcpub/#refresh=page  

Page: 58 / 104

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

294

37

47

9

67

13

267

170

91

39

H01M C01B F17C B01J H02J

42

Relation between patents and KETs 

Most 
Classification 

frequent 

International 

Patent 

For  the  same  period,  this  graph  shows  which  are  the  most  active  applicants  worldwide  for  the 
Innovation Field under examination. 

25

19

16

14

12

11

11

Top Worldwide Patents’ Applicants 

Page: 59 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

TABLE 4: RELATION BETWEEN KETS AND PATENTS IPC 

Search strings for Patents’ analyses 

Nanotechnology 
B82Y or B82B 

Micro‐ and Nano‐electronics 
(H01H00577) or (H01L) or (H05K0001) or (H05K0003) or (H03B000532) or (Y01N0012) 

Photonics 
(F21K) or (F21V) or (G02B0001) or (G02B0005) or (G02B0006) or (G02B001314) or (H01L002500) or (H01L0031) 
or (H01L005150) or (H01L0033) or (H01S0003) or (H01S0004) or (H01S0005) or (H02N0006) or (H05B0031) or 
(H05B0033) 

Industrial biotechnology 
(C02F000334)  or  (C07C002900)  or  (C07D047500)  or  (C07K000200)  or  (C08B000300)  or  (C08B000700)  or 
(C08H000100)  or  (C08L008900)  or  (C09D001104)  or  (C09D018900)  or  (C09J018900)  or  (C12M)  or  (C12N)  or 
(C12P) or (C12Q) or (C12S) or (G01N0027327) 

Advanced materials 
(B32B009)  or  (B32B0015)  or  (B32B0017)  or  (B32B0018)  or  (B32B0019)  or  (B32B0025)  or  (B32B0027)  or 
(C01B0031)  or  (C04B0035)  or  (C08F)  or  (C08J0005)  or  (C08L)  or  (C22C)  or  (D21H0017)  or  (H01B0003)  or 
(H01F0001) or (H01F000112) or (H01F000134) or (H01F000144) or (Y01N0006) 

Advanced manufacturing technologies 
a) robotics/automation: 
(B03C) or (B06B00016) or (B06B000300) or (B07C) or (B23H) or (B23K) or (B23P) or (B23Q) or (B25J) or (G01D) 
or  (G01F)  or  (G01H)  or  (G01L)  or  (G01M)  or  (G01P)  or  (G01Q)  or  (G05B)  or  (G05D)  or  (G05F)  or  (G05G)  or 
(G06M) or (G07C) or (G08C) 

b) computer integrated manufacturing: 
(G06) and ((A21C) or (A22B) or (A22C) or (A23N) or (A24C) or (A41H) or (A42C) or (A43D) or (B01F) or (B02B) or 
(B02C) or (B03B) or (B03D) or (B05C) or (B05D) or (B07B) or (B08B) or (B21B) or (B21D) or (B21F) or (B21H) or 
(B21J) or (B22C) or (B23B) or (B23C) or (B23D) or (B23G) or (B24B) or (B24C) or (B25D) or (B26D) or (B26F) or 
(B27B) or (B27C) or (B27F) or (B27J) or (B28D) or (B30B) or (B31B) or (B31C) or (B31D) or (B31F) or (B41B) or 
(B41C) or (B41D) or (B41E) or (B41G) or (B41L) or (B41N) or (B42B) or (B42C) or (B44B) or (B65B) or (B65C) or 
(B65H) or (B67B) or (B67C) or (B68F) or (C13C) or (C13D) or (C13G) or (C13H) or (C14B) or (C23C) or (D01B) or 
(D01D) or (D01G) or (D01H) or (D02G) or (D02H) or (D02J) or (D03C) or (D03D) or (D03J) or (D04B) or (D04C) or 
(D05B) or (D05C) or (D06B) or (D06G) or (D06H) or (D21B) or (D21D) or (D21F) or (D21G) or (E01C) or (E02D) or 
(E02F) or (E21B) or (E21C) or (E21D) or (E21F) or (F04F) or (F16N) or (F26B) or (G01K) or (H05H)) 

Page: 60 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

PATENTS’ ANALYSIS RATIONALE 

The  team  adopted  a  structured  methodology  to  identify  the  technology  development  rates  and 
analyse  the  EU  companies’  innovation  positioning,  namely  their  level  of  activity  and  capability  in 
obtaining  demonstrable  results.  This  analysis  of  patents  aims  at  supporting  the  identification  of  the 
technical scenarios and the actual level of technology maturity.  

This  methodology  is  based  on  System  Evolution  Theory,  originally  formulated  by  the  Russian  author 
Genrich  Altshuller  and  his  colleagues  at  the  beginning  of  1946.  Following  Altshuller's  insight,  the 
theory developed on a foundation of extensive research covering hundreds of thousands of inventions 
across  many  different  fields  to  formulate  a  theory  defining  generalised  patterns  in  the  nature  of 
inventive solutions and the distinguishing characteristics of the problems that these inventions have 
overcome. 

The  theory’s  underlying  thesis  is  that  all  technologies,  commencing  from  their  invention,  evolve  by 
stepwise improvements and changes, to become mature and then obsolescent. This means that the 
development  curve  of  any  technology  follows  a  performance  that  is  predictable  given  a  suitable 
evidence base, for example through accurate analysis of new patents application rate. Figure 5 shows 
the  typical  “S”  curve  that  –  according  to  the  theory  –  represents  the  evolution  of  a  generalised 
technological system.  

FIGURE 5: TECHNOLOGY EVOLUTION 

Page: 61 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Therefore,  if  the  objective  of  those  people  who  perform  such  research  is  to  identify  an  extremely 
innovative  product,  then  it  would  be  good  to  be  in  the  area  where  the  technologies  under 
examination are still in their “Infancy” phase; on the contrary, if the objective is to reduce the time‐to‐
market and the risks for the introduction of a new product, then it would be very useful to be in the 
technological area of “Maturity”, possibly with a low number of patents in that specific industrial area.  

The project provides an overview of main current innovations in the areas that are linked to the most 
relevant dual‐use Innovation Fields as reported in Table 2. However, this approach could not be fully 
transposed to the Innovation Field concept because its prime application is in more complex product 
systems. However, it proved particularly useful as a complementary mean of analysis since it offered a 
particular  lens  for  examining  the  context  of  EU  current  innovation  capabilities,  a  view  which  was 
translated  into  the  individual  Innovation  Fields  data  sheets  (see  from  Annex  B  to  Annex  H  to  this 
document).   

The International Patent Classification (IPC), established by the Strasbourg Agreement 1971, provides 
a  hierarchical  system  of  language‐independent  symbols  for  the  classification  of  patents  and  utility 
models  according  to  the  different  areas  of  technology  to  which  they  pertain.  The  IPC  divides 
technology into eight sections with approximately 70,000 subdivisions representing the whole body of 
knowledge which may be regarded as proper to the field of patents for invention. Each subdivision has 
a symbol consisting of Arabic numerals and letters of the Latin alphabet. The Classification is essential 
for the retrieval of patent documents in the search for "prior art" retrieval facility essential to patent‐
issuing authorities,  potential  inventors,  research and development units,  and others concerned with 
the  application  or  development  of  technology.  In  this  document,  the  IPC  classification  makes 
reference to the latest version 2016.0125. The eight sections are:  

A.  Human necessities; 

B.  Performing operations; transporting; 

C.  Chemistry; metallurgy; 

D.  Textiles; paper; 

E.  Fixed constructions; 

F.  Mechanical engineering; lighting; heating; weapons; blasting; 

G.  Physics; 

H.  Electricity. 

25 WIPO ‐ http://web2.wipo.int/classifications/ipc/ipcpub/#refresh=page 

Page: 62 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

In  the  most  significant  thirty‐eight  (38)  dual‐use  Innovation  Fields,  the  results  by  IPC4  are  also 
presented.  The  graphs  reported  make  reference  to  a  subclass  of  the  General  IPC  classification,  the 
IPC4, i.e. to  only  the first four (4) symbols of  the general classification  is provided as  a result  of  our 
patents analysis, while the full IPC4 list is included is Annex I.  

Each  section  is  subdivided  into  classes  which  are  the  second  hierarchical  level  of  the  Classification. 
Each class symbol consists of the section symbol followed by  a two‐digit number.  For example, H01 
refers in the Electricity area to “Basic Electric Elements”.  

Each class comprises one or more subclasses which are the third hierarchical level of the Classification. 
Each subclass symbol consists of the class symbol followed by a capital letter. For example, F28F refers 
to “Details of heat‐exchange or heat‐transfer apparatus, of general application”. 

In  turn,  each  of  the  mentioned  subclasses  are  divided  into  different  subgroups  (e.g.  F28F  3/12: 
Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels). Nevertheless, the IPC4 is the 
only level reported in the network graphics as it is sufficient to identify the major areas of patenting 
and operations.  

The patent analysis was performed using the Thomson Engineering software tool26. 

26 http://info.thomsoninnovation.com/ 

Page: 63 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

 SWOT ANALYSES  

For  each  of  the  seven  clusters  identified,  as  specified  in  Par.  3.3,  a  SWOT  analysis  was  carried  out. 
These are presented in the following paragraph. 

The  SWOT  Analysis  is  a  strategic  planning  method  used  to  evaluate  the  Strengths,  Weaknesses, 
Opportunities,  and  Threats  involved  in  a  project  or  in  a  business  venture.  It  involves  specifying  the 
objective of the business venture or project and identifying the internal and external factors that are 
favourable and unfavourable to achieve that objective, as hereinafter specified: 

• 

Strengths (S): attributes of the person or company which are helpful to achieve the objective. 
In our exercise such perspective is that of the EU; 

•  Weaknesses  (W):  attributes  of  the  person  or  company  which  are  harmful  to  achieve  the 

objective. Again, in our exercise such perspective coincides with the EU one; 

•  Opportunities  (O):  external  conditions  which  are  helpful  to  achieve  the  objective.  In  our 
exercise, this can be translated as the positioning of the EU in the global competing market; 

• 

Threats (T): external conditions which could damage the objective. Also in this case, this can 
be translated into the positioning of the EU in the global competing market. 

The  identification  of  SWOTs  is  essential  because  subsequent  steps  in  the  process  of  planning  for 
achievement  of  the  selected  objective  may  be  derived  from  the  SWOTs.  First,  the  decision  makers 
have  to  determine  whether  the  objective  is  attainable,  given  the  SWOTs.  If  the  objective  is  not 
attainable a different objective must be selected and the process repeated. 

Main aim of any SWOT analysis is to identify the key internal and external factors that are important to 
achieve  the  objective.  These  come  from  within  the  Innovation  Fields  unique  value  chain.  SWOT 
analysis information may be divided into two main categories: 

• 

• 

Internal factors: The strengths and weaknesses internal to the EU; 

External factors: The opportunities and threats presented by the external environment to the 
EU. 

The internal factors may be viewed as strengths or weaknesses depending upon their impact on the 
organization's  objectives,  which  in  our  case,  coincide  with  the  EU  objectives.  What  may  represent 
strengths  with  respect  to  one  objective  may  be  weaknesses  for  another  objective.  The  factors  may 
include  all  of  the  so‐called  4P's  (Product,  Price,  Place  and  Promotion)  as  well  as  personnel,  finance, 
manufacturing  capabilities,  and  so  on.  The  external  factors  may  include  macroeconomic  matters, 
technological change, legislation, and socio‐cultural changes, as well as changes in the marketplace or 
competitive position. The results are hereinafter presented in the form of tables. 

Page: 64 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The main results that can be obtained in the use of SWOT analysis are: 

•  Combination of the most strategic factors based around SWOTs with the utility of a systematic 

process for relating identified elements and making decisions about what to do next; 

• 

It  guides  groups  through  a  process  whereby  individual  SWOT  factors  can  be  prioritised  in 
relation to other SWOT factors, rather than simply producing a list of items that are each given 
equal value in future decision‐making. 

In our study, the use of the SWOT analyses had the following goals: 

•  Validate  the  seven  clusters  of  aggregated  Innovation  Fields  addressing  strengths  and 
weaknesses  of  actors  with  respect  to  their  dependencies  (of  technologies  and  materials), 
competitiveness and performance; and opportunities and threats concerning their position in 
the market 

• 

Formulate  recommendations  concerning  policies  and  governance addressing  actors  involved 
in  dual  use  research,  including  suggestions  for  synergies  between  regional/national  and 
European R&D programs and their subsequent instruments 

In order to complete the SWOTs, the results of the desk research, the final workshop and the survey 
were aggregated addressing the questions reported in the following table: 

TABLE 5: QUESTIONS FOR THE COMPLETION OF THE SWOTS 

Question 

the  obstacles  at 

research,  administrative, 
What  are 
institutional,  industrial  or  other  level  for  the  increase  of  the  dual 
use synergies? 

the 

What  are  possible  solutions  for  overcoming  the  abovementioned 
obstacles (see question 1)? 

Relevant  quadrant  of  the 
SWOT (most relevant item) 
Weaknesses (all items) 

Threats (all items) 

Weaknesses (all items) 

Threats (all items) 

How can access to research results and dissemination be improved? 
What  are  ways  to  increase  awareness  on  the  research  results, 
especially at the level of SMEs? 

Opportunities 
policies 
/ 
breakthroughs) 

(Proactive 
Upcoming 

How  can  financing  from  public  and  private  sources  be  combined, 
and  how to  maximise  private funding for dual use technologies in 

(Proactive 
Opportunities 
policies  /  Growing  markets  / 

Page: 65 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Question 

the area of KETs? 

What are potential solutions for better exploitation of the dual use 
potential of KETs by SMEs? 

How  to  achieve  cost  saving  during  the  R&T  phase  for  civil  and 
military technology developers? What are ways to increase the cost 
saving  through  fully  exploiting  the  dual  character  of  TRL  phase  of 
the technology development? 

Relevant  quadrant  of  the 
SWOT (most relevant item) 
Upcoming breakthroughs) 

Opportunities 
policies 
/ 
breakthroughs) 

(Proactive 
Upcoming 

Weaknesses 
operational performance) 

(Cost 

and 

Based on all  the information gathered  above, during the final workshop also  general discussion was 
initiated  on  the  limits  for  dual  use  research  under  KET,  as  well  as  of  the  opportunities  coming  from 
different funding schemes, such as regional funding programmes. The purpose of this was to support 
the identification of recommendations to the Commission on ways to increase the dual use synergies, 
exploiting the exclusively civilian components of the H2020 framework or other support schemes. The 
resulting recommendations are reported in the following paragraphs. 

The following paragraphs present the resulting SWOTs coming as an integrated output of the original 
team work and the output gathered from the experts during the last workshop. These are hereinafter 
presented for each cluster. 

3.4  ENERGY FOR MOBILITY 

TABLE 6: ENERGY FOR MOBILITY SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative  players:  EU  has  some  innovative  players  for  fuel  cells  and  (portable) 
transport applications (e.g. Areva (FR), Air Products (UK), BOC/Linde (UK), ITM Power 
(UK), HSG (DE) and McPhy Energy SA (FR)), especially in the automotive industry. The 
EU  “Fuel  Cells  and  Hydrogen  Joint  Undertaking  (FCH  JU)”  platform27 has  a  very 
strategic  positioning  since  it  is  a  unique  Public  Private  Partnership  supporting 

27 http://www.fch.europa.eu/page/who‐we‐are 

Page: 66 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

research,  technological  development  and  demonstration  (RTD)  activities  in  fuel  cell 
and  hydrogen  energy  technologies  in  Europe.  Also  the  Energy  thematic  of  “Smart 
specialisation  Platform  (S3P)”  represents  an  opportunity  to  create  a  European 
network  on  fuel  cells  and  hydrogen  technologies  grouping  some  of  the  European 
regions with Fuel and Hydrogen Cell Policy Priority (i.e. (BE) Flemish Region, (EL) Dytiki 
Ellada, (ES) Aragón, (FR) Franche‐Comté, (FR) Corse).  

Contribution  to  EU  policies:  the  fuel  cells  and  hydrogen  storage  technologies 
addressed  in  this  cluster  are  clean  ‐  no  direct  GHG  emissions  –  and  are  of  direct 
interest  for  facing  societal  challenges  related  to  “Secure,  clean  and  efficient  energy” 
and “Smart, green and integrated transport”.  

R&D efforts: significant EU funding efforts in both FP7 and H2020 have been allocated 
on  "Fuel  Cells  &  Hydrogen  Joint  Undertaking"  (one  billion  one  hundred  thousand 
Euros)  and  projects  on  electro‐mobility  (including  R&I  on  batteries),  such  as  VEZ28, 
Giantleap29, H2ME 230, Safe Hydrogen Fuel31. 

 A  key  in  the  energy  transition:  greener  mobility  is  needed  in  the  overall  energy 
transition,  including  strengthening  the  use  of  renewable  energy  during  energy  peak 
demand. 

A  key  for  EU  non‐dependence:  reducing  European  dependence  on  hydrocarbon 
imports for transport is of direct strategic and economic interest. Europe can build on 
state of the art knowledge and R&D capacity. Europe is very strong in certain niches 
such as thermal batteries. 

28 http://cordis.europa.eu/project/rcn/194693_en.html 

29 http://cordis.europa.eu/project/rcn/204280_en.html 

30 http://cordis.europa.eu/project/rcn/205454_en.html 

31 http://cordis.europa.eu/project/rcn/204311_en.html 

Page: 67 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

O 

Growing markets: all market forecasts agree on the huge market potential for energy 
storage technologies for utility applications and fuel cells, with pilot markets such as 
professional  vehicle  fleets,  swarms  and  autonomous  vehicles  or  portable  energy 
systems for the soldier of the future. The driving market in this cluster is civilian and, 
in particular, the automotive and portable devices are leading the global trend. 

Proactive  policies:  some  European  Member  States  and  regions  are  developing 
dedicated policies aiming at activating or even creating the value chains and markets 
in this domain (e.g. Germany, Netherlands). The EU policy has set specific, quantified 
targets, for example the 2030 Energy and Climate Policy Framework sets a binding EU 
target  of  at  least  40%  domestic  reduction  in  greenhouse  gas  emissions  by  2030 
compared to 1990. These targets have the potential to really change the behaviour of 
relevant actors in the value chain. 

Standards:  generation  of  standards  and  certification  could  create  additional  market 
opportunities in EU. 

Upcoming  breakthroughs:  nearly  mature  nanomaterials  and  other  solutions,  such  as 
miniature  devices,  hybridization  of  different  technologies  (e.g.  chemical  and  solar), 
lighter  materials  and  high  temperature  resistant  materials  are  about  to  come  out  of 
research  and  enable  strong  reductions  in  costs  and  critical  materials  dependencies 
whilst increasing performance. 

Potential  parallel  markets:  fuel  cells  are  of  potential  high  interest  for  the  space  and 
defence sectors (spin‐in from automotive, for example). However, these sectors have 
highly different requirements and specifications.  

W 

Follower: Most of the EU players are lagging behind in the scale up of the technology 
for  production  with  respect  to  US.  This  also  applies  to  European  capability  of 
protecting its intellectual properties. 

Cost and operational performance: Costs for these  technologies are still  high  and for 
most applications, performances still need to be improved. 

Supply  dependency:  rare  materials:  catalysts  and  other  high  cost  materials  (e.g. 
Platinum  Group  Metals)  are  needed  for  these  technologies  that  are  often  procured 
from outside Europe posing issues of secure supply. 

Communication: A common platform where large enterprises and SMEs can exchange 
information  on research  projects results and industrial  initiatives is  either missing  or 
fragmented. 

Fragmented research and policy efforts: EU is trying to catch on a delay with respect to 
US  and  China,  funding  research  projects.  However,  the  research  effort  seems  to  be 

Page: 68 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

fragmented  and  widespread  in  different  areas,  therefore  limiting  the  possibility  to 
achieve a real breakthrough at continental level 

Low risk attitude: although Europe has significant financial capability, aversion to risk 
taking prevents its full exploitation 

Civilian/Defence  Requirements:  Different  requirements  exist  between  civilian  and 
defence  applications,  especially  for  high  temperature.  Commercial  life  profile  of 
energy solution is not always compatible with defence. 

T 

Fierce global competition: United States has a consolidated know‐how and market for 
fuel cells technology, while Asian countries host most global leaders in batteries and 
holds  a  dominant  intellectual  property  in  fuel  cells.  Furthermore,  Lithium  based 
batteries are becoming predominant, but are produced largely outside EU.   

Critical material supply risk: in addition to related costs, the need for critical materials 
creates a risk for new dependencies and unfair/unfriendly commercial practices from 
source economies 

Regulations: Europe is imposing REACH on EU product, thus creating additional costs 
and  delaying  the  developments,  since  the  research  for  substitutes  of  chemical 
substances may take too long. ITAR regulations prevent US from funding EU SMEs. 

3.5  FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

TABLE 7: FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative players: In components and system integration, EU has a few innovative large 
players  like  Bosch,  Infineon,  STMicroelectronics,  NXP  and  ARM  (but  now  Japanese 
owned).  In  innovative  materials,  leading  EU  players  include  Arkema  (FR),  BASF  (DE), 
Evonik (DE), E2V (UK) and GKN (UK). Good research capabilities are available in Europe 
including  high  TRL  level.  European  players  are  strong,  in  particular,  in  mixed  signal 
electronics markets, especially for safety and security management 

Contribution  to  EU  policies:  New  materials  and  embedded  storage  directly  link  to 
societal  challenges  including  “Secure,  clean  and  efficient  energy”;  Embedded  systems 
are  important  for  “smart  green  &  integrated  transport”  and  “Secure  societies  – 
protecting freedom and security of Europe and its citizen”. Europe’s pilot line program is 
a strength and qualification for particular markets would enhance its impact. 

Page: 69 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

O 

Growing markets: All markets are growing strongly, but 3D system on chip markets are 
still immature, e.g. stacked 3D memory.  

Proactive policies: The EU is funding several initiatives within H2020 looking at advanced 
materials  and  component  integration.  Technology  Transfer  policies  are  needed  to 
ensure that proper transfer of technologies can contribute to the development of other 
components (e.g. CMOS, advanced materials for additive manufacturing, etc.) 

Critical Technologies. Some technologies addressed in this cluster are already included 
in  the  List  of  Critical  Space  Technologies  for  European  Strategic  Non‐Dependence32. 
(e.g.  ASICS  for  mixed  signal  processing  and  Deep  Sub‐Micron).  Some  of  the  critical 
technologies  were  included  in  the  H2020  Space  calls;  therefore,  potential  dual‐use 
applications could be practically available. 

Upcoming  breakthroughs:  breakthroughs  are  still  needed  in  battery  technologies  for 
embedded storage. Methodologies for more advanced 3D integration are needed.   

W 

Follower:  EU  players  are  generally  lagging  behind  the  US,  Japan,  China  Korea  in  most 
categories,  though  are  better  placed  in  advanced  materials.  Europe  is  behind  in  bulk 
products,  such  as  semiconductor  Market  (FPGA,  cards,  microprocessor,  NVRAM, 
memories). Some examples of main European players are STMicroelectronics, NXP and 
Infineon. 

Cost  and  operational  performance:  The  performance  requirements 
environments like Space make costs high.  

in  specific 

R&D Spending: The comparison between US $1.2 billion investment and $100 million of 
the Europe shows the actual gap. 

Dependency:  By  definition,  this  cluster,  related  to  materials,  is  critical  for  EU  non‐
dependence,  also  due  to  the  importance  of  the  market  (20%  in  safety  and  security). 
Embedded storage and some advanced materials manufacture (like the use of Titanium) 
rely  on  materials  that  are  often  sourced  from  outside  Europe.  For  example,  Russia’s 
VSMPO  (world's  largest  Titanium  manufacturer)  provides  30%  of  the  market  for 
aerospace Titanium. 

EU  is  also  dependent  from  the  manufacturing  infrastructures;  in  fact,  some  principal 

32 EC‐ESA‐EDA ‐ Critical Space Technologies for European Strategic Non‐Dependence – Actions for 2015/2017" – 
v1.16, March 2015 

Page: 70 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

foundries, as well as the related linked industries, are closing down in Europe.   

T 

Fierce global competition 

All  markets  have  substantial  competition  and  the  balance  favours  the  US  and  Asia  in 
component supply, storage devices and advanced materials (e.g. titanium, aluminium...) 

US and APAC (Asia‐Pacific) have a good IP positioning  

Fragmented markets and efforts between Member States  

Financial program: The current European financial plan does not allow competing with 
USA and APAC.  

3.6  PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

TABLE 8: PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative  players:    EU  has  some  top  players,  such  as  ARCAM  (SE)  and  EOS  (DE), 
Siemens  (DE)  acting  worldwide,  mainly  in  additive  manufacturing  and  smart  supply 
networks.   

Contribution  to  EU  policies:  This  cluster  can  significantly  contribute  to  the 
improvement  of  societal  challenges  such  as  “Secure,  clean  and  efficient  energy”, 
“Smart,  green  and  integrated  transport”  and  “Secure  societies  ‐  protecting  freedom 
and security of Europe and its citizens”. 

Regional  excellence:  There  is  already  increased  inter‐regional  innovation.  Particularly 
in  the  area  of  metal  additive  manufacturing,  Europe  has  significant  knowledge  base, 
for powder bed metals (e.g. ARCAM (SE) and EOS (DE). 

Page: 71 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

O 

Growing markets: Currently the markets related to Industry 4.0, Internet of Things and 
Additive  Manufacturing  (also  for  metal  applications),  are  all  expanding  and  are 
expected  to  grow  much  further  in  the  short‐medium  term  globally.  In  addition,  the 
creation  of  new  markets,  not  yet  known  markets  can  be  created  by  the  full 
exploitation of metal 3D printing. 

Transversal  Impact:  The  technologies  addressed  in  this  area  have  a  potential  impact 
on every industrial sector and could support increasing competitiveness in production 
in comparison to US and China. 

Proactive  policies: especially in the additive manufacturing processes, new standards 
processes  are  under  development,  especially  in  national  policies.  DG  CONNECT  has 
been developing new policy on the ownership of IoT/Big Data.  

Funding schemes: The  European Network for Defence regions is also promoting dual‐
use  activities  in  this  area.  H2020  Factory  of  the  Future  is  also  well  aligned  to  the 
innovations in this cluster. 

Upcoming  breakthroughs:  The  Industry  4.0  approach  is  expected  to  drive  innovation 
and technological development in future manufacturing processes. 

W 

Follower: EU is significantly behind US in the innovation process. 

Cost  and  operational  performance:  Although  European  efforts  in  research  are  quite 
significant, there is a gap between research and market outreach, since research is not 
enough demand‐driven. 

Dependency:  EU  strongly  depends  on  non‐EU  suppliers  of  raw  materials,  especially 
considering the future perspective of need for advanced materials, such as titanium, 
scandium, etc. 

Policy: A common EU policy supporting the manufacturing sector, especially for SMEs, 
is missing. 

T 

Fierce  global  competition:  US  and  East  Asia  companies  own  significant  IP  rights  and 
have a strong market positioning, especially for fleet management aspects. 

IPR Management: EU has difficulties in protecting its strategic know‐how, and needs to 
strengthen  methods  to  protect  its  intellectual  properties  especially  when  non‐EU 
players acquire strategic or potentially strategic EU companies. 

Page: 72 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

3.7  HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

TABLE 9: HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative players: Some major European top players (e.g. ABB (CH), EtonCorporation 
(IE) and Siemens (DE)) are present in this cluster, especially in robotics. 

O 

W 

Contribution  to  EU  policies:  The  development  of  technologies  involved  in  this  sector 
significantly  contribute  to  two  societal  challenges,  namely  “Secure  societies  – 
protecting freedom and security of Europe and its citizen” and “Health, demographic 
change and well‐being.” 

Open approach:  the European market is not as highly constrained as the US one and 
presents many areas of innovation in a fragmented way. 

Growing  markets:  The  robotics  (and  relevant  HMI  developments)  represents  an  ever 
increasing market that is expected to grow much further in the short term period. In 
addition,  on  a  longer  term,  it  is  expected  to  grow  even  further  to  address  the 
challenges  of  other  extreme  fields  (e.g.  deep  sea,  planetary  exploration,  etc.).  New 
applications are expected also for the adaptation to military and civilian markets, such 
as for remote operations applicability. 

Proactive policies: Strengthening of synergies between public and private sectors will 
enable  using  robotic  systems  for  human  health  applications,  especially  for  problems 
related  to  surgical  sterile  uses,  EMC  (Electro‐Magnetic  Compatibility)  and  HMI 
(Human‐Machine Interface) 

Upcoming  breakthroughs:  Artificial  intelligence  for  autonomous  robots,  that  can 
support  human  health  for  rehabilitation  and  remote  assistance,  represents  an 
increasing market need 

Great  commonalities:  In  this  area  civilian  and  military  markets  have  significant 
commonalities in many requirements (e.g. for security and handling). Another area of 
commonality  is  with  the  energy  storage  capability  of  batteries  that  is  essential  for 
robots in remote rescue operations, for example.  

Follower:  Although  some 
technological  maturity  is  currently 
companies are small when compared to non‐EU ones. 

large  EU  players  are  present,  the  highest 

level  of 
in  Chinese  and  US  companies.  Typical  EU 

Cost and operational performance: A significant technological gap with respect to US 
players is evident in Europe, mainly due to EU fragmentation of the research efforts. 
Particularly  for  autonomous  robotics,  the  energy  storage  still  suffers  from  short 
efficiency uptime (especially for defence applications). 

Page: 73 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

T 

Fierce global competition: US and China have a strong IP positioning in this sector. 

Safety  and  Security  Rules:  Use  of  robotics  has  in  itself  issues  of  safety  and  security; 
therefore,  the  regulations  need  to  be  restrictive  to  avoid  risks  as  much  as  possible. 
This becomes relevant especially for the protection from the more pervasive Artificial 
Intelligence systems around us. 

Page: 74 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

3.8  SECURITY – CYBERSECURITY SYSTEMS 

TABLE 10: SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS SWOT ANALYSIS 

S 

O 

Innovative players: EU has some top companies acting worldwide in the security and 
cybersecurity  markets,  such  as  Airbus,  BAE  Systems,  Barco,  Safran  and,  for  example, 
on  biometrics  and  Structural  Health  Monitoring  physical  and  cyber  solutions.  In 
Europe  there  are  also  leading  military  labs  (e.g.  UK/DE/Estonia)  covering  the  core 
knowledge  ‐  also  at  low  TRL.  In  addition,  significant  semiconductor  players  are  also 
present in Europe that could further exploit IoT and consumers’ products. 

Contribution  to  EU  policies:  these  physical  and  cyber  protection  technologies  are  of 
significant  interest  in  facing  the  societal  challenge  related  to  “Secure  societies  ‐ 
protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

Growing  markets:  Market  forecasts  agree  on  the  huge  market  potential  for  both 
physical  and  cyber  solutions  that  provide  fast,  secure  and  real‐time  methods  for 
access  control,  threat  recognition  and  cyber  protection.  As  IoT  is  becoming  widely 
distributed, the need for connected cars and smart cities put pressure on the use of 
data and its security against attacks. The need for higher connections between smart 
devices requires higher protection of data. 

Proactive policies: Current International crisis, require urgent prevention and counter 
measures against potential physical and cyber‐attacks and natural disasters. 

Upcoming breakthroughs: Future results of research trends (e.g.  generation  of single 
photons  as  carriers  of  quantum  information  in  security  systems,  etc.)  will  enable 
improved cyber protection performances. 

Page: 75 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

W 

Follower: EU  is significantly behind US in the  innovation process.  Although European 
excellence is high in some sectors (e.g. biometrics), the efforts in other areas (e.g. data 
mining and encryption solutions) are fragmented. 

Cost and operational performance: Due to the huge demands on big data processing 
for  security  applications,  cost  minimization  has  become  an  emerging  issue  for  the 
upcoming big data era. 

EU  dependence:  EU  companies  are  not  fully  able  to  cover  the  entire  value  chain 
process  since  players,  such  as  Intel  (US),  pose  strong  limitation  to  the  real  and 
In  addition,  Europe  does  not  have  major  chip 
complete  EU 
manufacturers, and is mostly based on US hardware, as well as for most of SW and DB 
(DataBase) systems. 

independency. 

Fragmentation of the research/policy efforts: R&D in Europe is fragmented. No global 
EU–based  policy  and  legislation  (e.g.  for  the  public  servers)  is  yet  defined  and  data 
infrastructures are not controlled. This is also reflected by the limited preparation of 
the police and justice systems for cyber‐attacks.  

T 

Fierce  global  competition:  United  States  have  a  consolidated  know‐how  and  market 
jointly with dominant intellectual property for cyber security technologies. 

Time  to  Market:  Time  to  market  is  very  slow  and  is  the  core  limitation  for  EU 
competitiveness. 

3.9  HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

TABLE 11: HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative  players:  EU  has  significant  top  players  ‐  both  companies  and  research 
centres  ‐  acting  worldwide  for  CBRN‐E  detection,  decontamination  and  screening 
devices,  owning  significant  IP.  European  players  have  reached  a  high  level  of 
technology  readiness.  Some  examples  include  CEA  (FR),  Qinetiq  (UK),  Rheinmetall 
Defence (DE), Cristianini (IT), CNIM Group (FR). 

EU positioning: The EU has strong materials expertise in lightweight composites. 

Contribution  to  EU  policies:  CBRN‐E  technologies  contribute  to  societal  challenges 
related  to  “Secure  societies  –  protecting  freedom  and  security  of  Europe  and  its 
citizen” and “Health, demographic change and wellbeing.” 

Page: 76 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

O 

Growing  markets:  International  needs  for  prevention  and  counter  measures  against 
potential  CBRN‐E  attacks  are  clear.  Additional  opportunities  may  arise  for  high  TRL 
technologies in health and sanitary protection that can be exploited also within Green 
/  Environmental  monitoring.  Evolving  CBRN‐e  threats  may  constitute  new  fields  of 
investigation. 

Proactive policies: CBRN‐E security has become an essential part of strategic security 
preparedness of countries prone to terrorist threats 

Regulation:  Regulation  can  boost  technologies  by  developing  high‐quality  standards. 
REACH regulations may be a driver. 

integration  of  advanced  CBRN‐E  sensors  (e.g. 
Upcoming  breakthroughs:  The 
miniaturised,  highly  sensitive,  etc.)  in  drones  represents  an  emerging  market 
opportunity. Other significant synergies emerge from IoT technologies. 

W 

Follower:  

Although EU players are taking care of innovating in this sector, Europe is still behind 
US and China in Intellectual Property protection share. 

In emerging health technologies, European research is often fragmented. Due to the 
very  specific  skills  needed  in  this  sector,  experts  are  often  neither  interested  nor 
encouraged  to  share.  This  leads  to  a  lack  of  knowledge  on  what  is  the  current  EU 
technical  offering  (both  from  the  civilian  and  defence  sector)  among  the  scientific 
network. 

CBRN‐E  systems  require  the  integration  of  multiple  technologies  (sensor,  battery, 
electronics, software) requiring industrials to collaborate 

Cost and operational performance 

EU players are lagging in the scale up of decontamination technologies and processes. 

Defence and military programmes are not as well funded as in the US. 

EU experiences a lack of a central policy on health and sanitary protection issues. 

T 

Fierce  global  competition:  United  States  and  APAC  (Asia‐Pacific)  have  a  consolidated 
know‐how  and  market  for  health  and  sanitary  protection  including  against  CBRN‐E 
threats. 

Closed markets: A significant part of the defence market is not open to competition, 
but  favours  domestic  players.  Rapidly  evolving  CBRN‐E  threats  may  also  prevent  EU 
from being in line with the latest health and sanitary protection requirements. 

Page: 77 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

3.10  COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

TABLE 12: COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS SWOT ANALYSIS 

S 

Innovative players: EU has significant top players acting worldwide in both civilian and 
defence sectors, for example Leonardo (IT), Infineon (DE), Bosch (DE), Airbus (FR/DE). 

Contribution  to  EU  policies:  This  cluster  can  significantly  contribute  to  the 
improvement  of  societal  challenges  such  as  “Secure,  clean  and  efficient  energy”, 
“Smart,  green  and  integrated  transport”  and  “Secure  societies  ‐  protecting  freedom 
and security of Europe and its citizens.” 

Relevant only for COMMUNICATION AND SURVEILLANCE 

EU non dependence: EU players (SMEs, RTOs, etc.) are mostly non‐dependent  in the 
areas  of  surveillance  and  communication  (this  is  not  valid  for  navigationsee 
weaknesses) 

O 

Relevant only for COMMUNICATION AND SURVEILLANCE 

Growing  markets:  Currently  the  markets  related  to  5G  and  Machine2Machine 
communication  systems  are  significantly  expanding  and  are  expected  to  grow  even 
further  in  the  short‐medium  term  globally.  Big  data  economy  (e.g.  Copernicus  and 
geo‐localisation)  provides  lots  of  new  data  which  could  result  in  new  services  and 
products. 

Proactive  policies:  Unmanned  surveillance  systems  need  regulation  regarding 
aviation/airspace  and  operation  of  highly  automated  systems/vehicles.  EU 
harmonisation  of  standards  and  regulation  framework 
is  needed  to  ensure 
interoperability with terrestrial networks. 

Upcoming breakthroughs: Quantum  technology is  expected to become the next step 
after fibre optics in terms of speed for communication systems. 

Page: 78 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

W 

Relevant only for COMMUNICATION AND SURVEILLANCE 

Cost  and  operational  performance:  EU  companies  need  to  get  organized  with  a 
harmonized approach to promptly react to the fast changing communication market 
requirements. EU administrative/bureaucratic costs are high with respect to US. 

Relevant only for NAVIGATION 

EU  dependence:  EU  players  in  the  navigation  sector  are  mostly  relying  on  third 
countries  technologies.  This  is  mainly  true  for  the  defence  market,  where  they  are 
completely depending on US for services/devices. EU Navigation development is only 
civilian‐based  (e.g.  Galileo),  therefore  the  defence  market  has  never  become 
independent from US. 

EU knowledge base: particularly for the navigation sector, EU is far behind US. A lack of 
coordination at EU level in the defence strategies is also visible. 

T 

Fierce  global  and  local  competition:  US  and  East  Asia  companies  own  significant  IP 
rights and have a strong market positioning. However, the competition (especially for 
surveillance and communication) is visible also in the European civilian market  

Privacy  protection:  the  global  increasing  communication,  navigation  and  surveillance 
devices  will  demand  additional  increased  security  requirements  and  protection  of 
privacy. 

Page: 79 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

RESULTS & RECOMMANDATIONS 

This paragraph presents the summary of the recommendations. These are organised according to the 
following scheme: 

•  R&D  Recommendations:  these  recommendations  address  technical  and  technological 
requirements for the successful implementation of research activities within the framework of 
the 38 most relevant dual‐use innovation fields identified during the study. 

•  Policy Recommendations: these are grouped according to the following types: 

o  Market:  recommendations  that  are  related  to  the  development  or  support  of  the 
economics and financial environment in Europe to support the growth of the civilian 
and defence markets 

o  Regulatory Framework / Standard: recommendations that are related to the creation 
of  standards,  or  of  regulations  that  can  support  the  development  of  the  Innovation 
Field in the market. 

o  Public  Awareness:  recommendations  that  are  related  to  the  improvement  of 
dissemination  and  to  the  increase  of  the  acceptance  of  the  innovation  field  by  the 
general public, generating higher awareness. 

3.11  R&D RECOMMENDATIONS 

ENERGY FOR MOBILITY 

In the cluster dedicated to “Energy for Mobility”, three Innovation Fields are recommended as most 
relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE 13: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR ENERGY FOR MOBILITY 

Recommended  Innovation 
Field 

Detailed Description 

Hydrogen  storage  systems 
for  fuel  cells,  for  transport 
portable 
as 
as  well 
application 

Systems  for  hydrogen  storage  for  fuel  cells  transport  as  well  as 
portable  and  consumer  applications  (e.g.  hydrogen  cylinders,  metal‐
hydride tanks, chemical‐hydride tanks, methanol cartridges (for direct 
methanol fuel cells, DMFCs) 

Page: 80 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

On  board  energy  systems  for  transport  applications  with  improved 
performance  at  both  single  component  and  system  level,  relying  on 
hydrogen  fuel  cells  as  a  primary  energy  source,  with  efficient  and 
reliable units for fuel processing of liquid fuels to hydrogen (reforming 
of,  for  example,  gasoline,  diesel  and  kerosene)  or  as  a  secondary 
"range extender" source for electric propulsion. 

Embedded  energy  systems,  including  fuel  cell  and  battery  systems  as 
well  as  hybrid  solutions,  for  portable  applications  and  with  improved 
autonomy  and  performance  at  both  single  component  and  system 
level,  designed  towards  miniaturisation,  compatibility,  safety,  user‐
friendliness,  cost‐effectiveness  and  optimized  system  efficiency, 
dynamics, start‐up time and durability. 

cells‐based  energy 
transport 

for 

Fuel 
systems 
applications 

Small‐scale embedded 
energy systems for 
portable applications 

The resulting recommendations for the Energy for Mobility cluster are hereinafter summarised: 

The  EU  has  gained  extensive  experience  in  the  domains  of  the  “Energy  for  Mobility”  cluster.  
However, except in a few high added value markets, Europe has fallen behind its competitors with 
respect  to  the  production  of  batteries,  and  has  still  achieved  only  limited  progress  in  creating 
markets  for  hydrogen  fuel  cell  transport  and  nomadic  applications.    Hydrocarbon‐based  solutions 
remain ‐ in most cases ‐ more competitive. Considering such competitive market, European players 
should  either  reinforce  their  technological  differentiation  in  niche  markets  or  develop  industrial 
strategies as to obtain a sufficient scale to reach a  critical mass in these  highly strategic industrial 
activities. 

Both  the  military  and  space  sectors  are  highly  interested  in  exploiting  the  results  of  this  cluster, 
particularly for the application of fuel cells in their respective environments (spin‐in). However, since 
the  research  effort  is  mainly  in  other  civilian  areas  (e.g.  automotive  and  mobile  communication 
systems), a harmonisation of the requirements between civilian sectors and space/defence should 
be taken into account from the commencement of the design process to underpin subsequent space 
/defence applications.  

The portable fuel cell applications are highly transferrable across sectors and would have an impact 
in different industrial areas, for example autonomous robots (see Human Assistance and Robotics), 
space, electronics, electric and communication systems, etc. 

Page: 81 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

In  the  cluster  dedicated  to  “Fundamental  Non‐Dependence  Materials  and  Components”,  six 
Innovation Fields are recommended as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE  14:  R&D  RECOMMENDED  INNOVATION  FIELDS  FOR  FUNDAMENTAL  NON‐DEPENDENCE  MATERIALS  AND 
COMPONENTS 

Recommended  Innovation 
Field 

Detailed Description 

High  Performance  /  Low 
Weight 
and 
Materials 

Design 

High  Performance  /  Low  Weight  Design  and  Materials  for  launch 
systems  (Truss  like  Carbon  Fibre  Composites  design  solutions,  High 
Strain  philosophy,  Ultrathin  composites,  Probabilistic  design  process, 
use of new materials like nano‐modified resins, etc.) 

System  on 

3D 
technologies 
than Moore systems 

Chips 
for  More 

Chip‐level 
integration solutions 

system 

Embedded  power  storage 
and distribution systems 

Cost‐effective components and circuits going beyond Complementary 
Metal‐Oxide  Semiconductor  (CMOS)  technologies  and  potentially 
integrate‐able  with  “System  on  Chip”.    The  aimed  technology  will 
enable  delivering  powerful  low  cost,  sensing  and  actuation  solutions, 
radio  frequency  capabilities,  optical  imaging  and  analysis,  and  other 
cognitive systems.  

Chip and near‐chip level integration capabilities which provide robust, 
highly  miniaturized  system  integration  ‐  including  3D  integration  ‐  to 
greatly  reduce  size,  form  factor,  weight  and  bill  of  materials  while 
maintaining performance and cost targets. This includes the capability 
to physically integrate components that allow traceability of the chips, 
to  enable  use  of  commercial  off  the  shelf  (COTS)  components  while 
limit  the  need  for  new 
delivering  advanced  functionalities  and 
certification in those applications that need it. 

Increase  power  efficiency  of  embedded  energy  storage  systems,  in 
particular batteries and low power super‐capacitors, whilst mastering 
lifetime and resilience to severe operational conditions. Reduce mass 
and  increase  efficiency  of  power  control  and  distribution  units, 
especially  for  aircraft  or  Low  Earth  Orbit  satellites.  Extend  voltage 
operational  range  of  embedded  power  electronics  and  electrical 
systems,  in  particular  for  supporting  electrical  propulsion  or  high 
performance telecommunication payloads. Optimize embedded power 
management and distribution. 

Page: 82 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Recommended  Innovation 
Field 

Detailed Description 

Advanced,  smart  materials 
for satellite applications 

performance 
High 
components 
competitive 
for 
highly 
harsh, 
constrained environments 

Advanced  and  smart  materials,  with  specific  developments  for  space 
applications.  New  materials  and  advanced  manufacturing  techniques 
to  address  new  and  emerging  challenges  for  spacecraft  systems.  The 
mitigation  of  REACH 
impact  on  the  space  sector  drives  many 
challenges  for  space  applications,  from  surface  treatment,  to  the  use 
of  solvents,  glues,  resins  etc.  Some  specific  spacecraft  functions  also 
provide  a  breadth  of  opportunities  with  the  implementation  of 
materials  with  mechanical  and  thermal  properties  (e.g.  high  stability 
structural elements for antennas and mirrors). These are areas where 
dependence  situations  are  frequent.  The  potential  offered  by  new 
manufacturing  techniques  (additive  manufacturing  e.g.) 
is  very 
important  in  space,  where  the  benefits  in  terms  of  cost  and  mass 
reduction for equipment are very high. New manufacturing techniques 
may also support the development and adoption of new designs and 
complete new concepts, with strong potential for innovation. 

Deep‐submicron (DSM) digital components, specifically processors and 
memories, based on advanced technology nodes such as 65nm CMOS 
or 28nm FDSOI, designed so as to deliver high performance, flexibility 
and  scalability  while  competitively  answering  stringent  mission 
requirements  such  as  that  of  satellite  payload  or  other  systems  in  a 
high  level  of  radiation  context  (e.g.  anti‐electromagnetic  warfare 
military  systems  or  embedded  systems  for  post  nuclear  disaster 
robotic  field  operations).  This  primarily  means  radiation  hardening 
(e.g.  based  on  advanced  component  packaging  solutions  or  inherent 
resistance  of  advanced  semiconductor  solutions)  but  also  material  to 
complete  application  specific  integrated  circuits  (ASIC)  modelling, 
simulation  and  operational  characterization  capabilities,  ultralow  fail 
rates  for 
integrity  and  reliability  validation, 
including  in  wide  temperature  qualification  domains,  as  well  as 
assessment  and  qualification  of  the  relevant  supply  chain,  from 
material and machinery suppliers to partner design houses. 

long  campaign 

life 

Page: 83 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The  resulting  recommendations  for  the  Fundamental  Non‐Dependence  Materials  and  Components 
cluster are hereinafter summarised: 

Sectors  with  highly  demanding  requirements,  such  as  aerospace  and  nuclear  industries  pull 
technology needs in these high‐tech domains, which are highly dependent on fundamental scientific 
discoveries.  Such know‐how should be further exploited in other industrial segments, but requires 
technology  transfer  initiatives.    Examples  of  European  best  practice  can  be  identified  in  the  ESA 
(European  Space  Agency)  Technology  Transfer  Programme 33 or  similar  models  deployed  by  the 
Research and Technology Organizations (RTOs) in particular in the field of microelectronics34.  

for  electronics 

(in  which  Asia  dominates  manufacturing),  and 

Considering  the  significant  strategic  relevance  of  this  broad  cluster  to  both  defence  and  civilian 
markets, Europe’s capabilities need to be strengthened. Europe is weak in certain consumer mass 
markets 
in  mainstream 
processor/memory  segments,  and  trying  to  close  gaps  in  manufacturing/capabilities  in  these 
segments  would  be  hard.  However,  Europe’s  strengths  in  mixed  signal  electronics  markets, 
especially for applications  in safety and security management,  need  to be fostered. Best  practices 
developed  within  the  EU’s  pilot  line  program  should  be  reinforced  and  qualification  of  this 
manufacturing  capability  for  specific  market  segments  would  enhance  its  impact.  Important 
synergies  between  mixed  signal  capabilities,  system‐on‐chip  and  sensing  technologies,  in  which 
Europe  also  has  key  strengths,  should  be  further  developed.  Seeking  commonalities  between 
commercial, critical space and defence applications and their research needs would go some way to 
closing  the  gap  in  ICT/microelectronics  research  funding  that  exists  between  Europe  and  other 
regions (US, Japan, Rest of Asia). 

The R&D developments in advanced smart materials and materials processing are highly relevant for 
both space and defence industrial sectors.  Embedded power storage and distribution systems are 
also transferrable across sectors and would have an impact in different industrial areas, for example 
energy storage (see Energy for Mobility), electronics, electric and communication systems.  

33 http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/TTP2 

34 http://www.cea‐tech.fr/cea‐tech/english/Pages/resources‐and‐expertise/technology‐platforms.aspx 

Page: 84 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

In  the  cluster  dedicated  to  “Production  and  Supply  Chain  Solutions”,  three  Innovation  Fields  are 
recommended as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE 15: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Recommended  Innovation 
Field 

Detailed Description 

Flexibility 
in  production 
environment  for  custom 
made parts 

New processes enabling flexibility and rapid change, including optimal 
topological features, added functionality and levels of personalization 
not  previously  possible  at  large  scale.    Examples  include  additive  and 
hybrid  manufacturing,  printing  inks/processes  (including  3D  printing), 
on‐demand (nano‐) coatings, use of different materials. 

supply  networks 
Smart 
based 
object 
on 
connection  and  industrial 
for 
control 
products  and  production 
systems 

systems 

tracing 
and 
Tracking 
devices  to  secure  supply 
chain 

"Internet of Things" of assets and products (objects carry information 
and  communicate).    It  is  e.g.  needed  to  bridge  the  gap  between 
different  abstractions  of  objects  operating  at  the  shop  floor  level, 
business  systems  level,  and  at  the  level  of  supply  networks  for  data 
analytic. 

Tracking  and  tracing  devices  for  freight  and  fleet  management,  for 
example  RFID  tracking  solutions  or  optical  cameras,  to  secure 
international  logistics  supply  chain.    Dependable  data  links  and  user‐
friendly service oriented central Command & Control (C2) systems, or 
innovative  Command,  Control,  Communications,  Computing  and 
Intelligence  (C4I)  to  optimise  geographical  coverage,  maintenance, 
catering, crew timetables, etc.  

The resulting recommendations for the Production and Supply Chain Solutions cluster are hereinafter 
summarised: 

Page: 85 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

All innovations related to additive manufacturing capabilities, including for metal materials, have the 
potential  to  provide  impact  in  all  industrial  sectors.    The  R&D  development  in  the  innovation  area 
related to additive and hybrid manufacturing for custom‐made parts could significantly contribute to 
the advancements of European manufacturing capabilities, while increasing EU resilience to potential 
international supply chain disruptions. 

The  development  of  Industry  4.0  or  hybrid  (additive  and  subtractive  manufacturing  techniques) 
manufacturing  industries  will  require  changing  policy,  for  example  to  manage  phasing  out  of  the 
equipment  (e.g.  3D  printing  machines,  etc).    This  implies  also  robust  management  of  the  original 
proprietary  data  (IP)  when  industry  4.0  and  advanced  manufacturing  methodologies  are  actually 
implemented. 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

In the cluster dedicated to “Human Assistance and Robotics”, five Innovation Fields are recommended 
as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE 16: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Recommended  Innovation 
Field 

Detailed Description 

User‐friendly 
machine 
asynchronous learning  

human‐
interfaces  & 

for 

Robots 
interventions 
rehabilitation treatment 

medical 
& 

Easy  human‐machine  interactions  and  interfaces  that  increase  user‐
friendliness  through  e.g.  real‐time  human  language  technologies, 
multimodal  interfaces  mimicking  human  communication  skills,  safe 
natural  proximity  and  hands‐free  interaction  and  up  to  virtual  reality 
for  high  complexity  systems,  including  experimental  demonstrations, 
animations, virtual labs.  

Robotic systems supporting professional medical interventions such as 
e.g.  robotized  assistance  during  surgery,  robotized  precision  surgery, 
robot  assisted  micro‐surgery,  robotic  devices  for  minimally  invasive 
surgery,  medical  micro‐  and  nano‐bots,  robotized  assistance  in  small 
medical  interventions,    including  robot  assisted  motor‐coordination 

Page: 86 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

therapy,  robot  assisted  physical  training  therapy,  robot  assisted 
mental, cognitive and social therapy (e.g. new concepts for distributed 
intelligence, such as swarms). 

Robotized systems capable 
to  assist  personal  mobility 
or other living functions 

Passive robotized systems (including intelligent prostheses) capable to 
assist  and/or  enhance  human  functions,  e.g.  exoskeletons  to  assist 
disabled  patients’  mobility  or  other  living  functions  or  to  support 
workers or soldiers in carrying heavy burdens  

Robotic  devices  for  search 
and rescue 

Robotized  systems  capable  of  assisting  rescuers  or  hazardous 
environment  operators  in  their  activities  (e.g.  incident  or  disaster 
for  hazardous 
extraction 
victim 
environments, etc.)  

robotized 

robots, 

labour 

Infrastructure 
disaster operations 

for  post‐

Deployable,  easy‐to‐use  and  autonomous  infrastructures  for  post‐
disaster/attack  triage,  accommodation  and  relief  of  victims,  including 
sufficient  energy  systems,  food  and  water  supply  solutions  as  well  as 
field capabilities for contamination  

The  resulting  recommendations  for  the  Human  Assistance  and  Robotics  cluster  are  hereinafter 
summarised: 

The portable fuel cell applications are highly transferrable across sectors and would have an impact 
in  different  industrial  areas,  for  example  autonomous  robots,  space,  electronics,  electric  and 
communication systems, etc. It is recommended to make use of the various commonalities between 
these different applications to exploit shared R&D activities. 

The  main  gap  for  Europe,  with  respect  to  US  and  China,  is  in  its  capability  of  commercialising  the 
products.  For this reason, it is recommended to particularly support projects where higher levels of 
TRL are targeted in order to bridge the gap over the valley of death up to the commercial product. 
This aspect is particularly relevant for robotic applications where time to technological obsolescence 
occurs faster. 

Further  integration  between  the  Human  Machine  Interface  and  Artificial  Intelligence  capabilities  is 
needed  to  avoid  data  transmission  lag,  which  could  become  a  significant  issue  in  operational 
scenarios for this cluster. 

Page: 87 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

In  the  cluster  dedicated  to  “Security  /  Cybersecurity  Systems”,  five 
recommended as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

Innovation  Fields  are 

TABLE 17: R&D RECOMMENDED INNOVATION FIELDS FOR SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

Recommended Innovation 
Field 

Detailed Description 

for  early 
Data  mining 
detection 
threat, 
suspicious  activities  and 
law enforcement 

of 

Performant  and  state‐of‐law  compliant  solutions  ‐  including  web 
navigation  tracing,  big  data  processing,  behavioural  modelling, 
advanced  text  and  data  management  and  mining  techniques  ‐  to 
identify as early as possible any suspicious activities 

Improved 
solutions 

encryption 

Advanced  encryption  systems  to  ensure  secured  exchange  of 
confidential data, including with pure digital solutions or cyber physical 
systems (CPS) 

Individuals  and  events 
recognition solutions 

Solutions  to  recognize  a  specific  individual,  an  unusual  or  dangerous 
event  on  a  multimedia  support  such  as  video‐surveillance,  other 
surveillance  sensors  and/or  any  complementary  source  of  data 
(including  web  data),  with  capabilities  for  autonomous  or  semi‐
autonomous data processing and support to human decision‐making 

Secure  and  fast  biometric 
access control systems  

Solutions  to  quickly  and  accurately  identify  an  individual  based  on 
biometric identification techniques at a security check‐point.  

solutions 

Smart  materials 
structural 
protect 
infrastructures 
physical threat 

and 
to 
critical 
against 

Innovative  materials  (e.g.  anti‐blast  concrete)  and  structural  solutions 
(e.g.  structural  health  monitoring  solutions  designed  to  support  crisis 
management  as  well  as  maintenance  processes  that  optimize  the 
resilience  of  the  structures)  to  protect  critical  infrastructures  against 
physical threat. All aspects of physical threats can be considered, both 
natural  (e.g.  floods,  earthquakes,  space  radiations...)  and  human  (e.g. 
bombing, plane or drone over flights and crashes, etc.) 

The resulting recommendations for the Security / Cybersecurity Systems cluster are summarised in the 
following box: 

Page: 88 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The  recent  launch  of  the  PPP  (Public‐Private  Partnership)35 initiative  on  cyber  security  needs  is  a 
good  method  to  develop  a  common  framework  against  organised  attacks,  which  represent  a 
significant  problem  for  the  European  Member  States.  Such  initiative  needs  to  be  strengthened  to 
create opportunities and reinforce European businesses to seize these opportunities and reinforce 
trust  of  citizens  and  businesses  in  the  digital  world,  contributing  to  the  goals  of  the  Digital  Single 
Market Strategy. 

Cyber  security  is  a  service  to  be  implemented  within  programs  for  Internet  of  Things,  smart 
autonomous vehicles cars and other IT‐related sectors.  The definition of common grounds between 
these sectors would allow cost reduction and increased competitiveness. 

In order to increase EU competitiveness, significant efforts should be further dedicated to the area 
of encryption and data protection, which are currently mastered by US IT (Information Technology) 
companies.  

35 https://ec.europa.eu/digital‐single‐market/en/cybersecurity‐industry 

Page: 89 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

In  the  cluster  dedicated  to  “Health  and  Sanitary  Protection,  Including  against  CBRN‐E  Threats”,  five 
Innovation Fields are recommended as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE  18:  R&D  RECOMMENDED  INNOVATION  FIELDS  FOR  HEALTH  AND  SANITARY  PROTECTION,  INCLUDING 
AGAINST CBRN‐E THREATS 

Recommended 
Innovation Field 

Detailed Description 

Screening  devices 
detection of traces  

for 

Portable,  high‐speed,  sensitive,  low  cost  and  easy  to  use  screening 
devices and associated methods for the detection of any kind of traces of 
potential threats (including chemical, radioactive and all sorts of CBRN‐E 
traces…). 

Enhanced  land  structures 
and  vehicle  C‐IED  & 
CBRN‐E protection  

New  lighter  land  systems  protections,  upgrade  of  legacy  vehicles  (New 
protection  capabilities  against  IED  threats).  New  protection  capability 
with light weight structures for new land systems, and soldiers. 

filtration 

Advanced 
for 
municipal,  industrial  and 
settlement  wastewater 
treatment 

Advanced  filtration/separation  processes  (such  as  micro‐filtration  (MF), 
ultra‐filtration  (UF),  nano‐filtration  (NF),  reverse  osmosis  (RO))  including 
Membrane Bio‐Reactors (MBR), bio‐processes based on the use of yaws 
or fungus or other processes such as ozone or ultra‐violet treatment for 
municipal,  industrial  or  any  sorts  of  permanent,  semi‐permanent  or 
temporary settlements wastewater, all of these characterized by superior 
product  water  quality,  ability  to  process  poor  and/or  versatile  incoming 
water  quality,  reduced  footprint  at  plant  level  and  reduced  energy 
consumption. 

Rapid 
on‐demand 
production  of  antibiotics 
and antibodies 

Rapid production and supply, including with the help of decentralized and 
flexible  production  systems,  of  antibiotics,  antibodies  and  all  sorts  of 
treatment needed to quickly react to epidemics or any sort of natural or 
malevolent  contamination,  including  anthrax,  toxins  and  any  sort  of 
biological weapons. 

Mobile  equipment 
CBRN‐E 
analysis 

for 
detection, 
and 

Laboratory,  field  laboratory  and  in  situ  devices  for  rapid,  reliable  and 
easy‐to‐use  in‐depth  CBRN‐E  materials  analysis  and  characterization  of 
related  threats.  To  develop  rapid,  safe  and  cheap  diagnostics,  portable 

Page: 90 / 104

 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

characterisation 
situ investigation 

for 

in‐

and  miniaturized  devices  or  easy  kits  for  diagnosis  or  treatment 
monitoring  at  home  or  any  other  position  where  sufficient  medical 
support  is  not  available  (capable  of  data  collection  and  Communication 
with  the  medical  doctor).  Portable  Point‐of‐Care  (POC)  devices  and  test 
kits for instant diagnosis based on microfluidics, biosensors and/or arrays. 

CBRN‐E  decontamination 
technologies 
and 
for  people, 
processes 
equipment and structures 

Complete  sets  of  complementary  decontamination  solutions,  such  as 
towels or powders to be used on human skins or washing water additives 
to  be  used  on  equipment  and  structures  and  in  coherence  with  threat 
identification  capabilities,  designed 
sorts  of  Chemical, 
Bacteriological, Radiological, Nuclear and Explosive (CBRN‐E) hazards. 

for  all 

The  resulting  recommendation  for  the  Health  and  Sanitary  Protection,  Including  against  CBRN‐E 
Threats cluster is summarised in the following box: 

Page: 91 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Numerous  events  in  recent  years  (terrorist  attacks,  avian  flu,  ebola  outbreaks)  show  that  in  an 
interconnected world with a high degree of freedom, numerous health threats are posed to civilian 
as well as defense populations and that this cluster shows clear duality of technology use. In spite of 
the maturity of certain segments and European strengths in areas like water treatment, there are key 
areas  in  which  EU’s  position  and  competitiveness  can  be  strengthened.  Better  coordination  of 
research and of knowledge concerning emerging health technologies (relevant for healthcare as well 
as  health  protection)  is  needed  to  allow  better/faster  integration  into  new  CBRN‐E  systems.  In 
addition,  knowledge  sharing  and  matchmaking  programs  should  address  investment  issues, 
especially among SMEs, such as the high investment required to move from one TRL level to another 
for high‐performance detection technologies.  

As  part  of  this  cluster,  major  synergies  exist  in  the  civilian/defence  communities  in  the  area  of 
antibiotic  research.  Given  the  growing  evidence  of  antibiotic  resistance  of  certain  microbes  (a  key 
challenge  to  global  health)  and  the  greater  reluctance  on  the  part  of  mainstream  pharmaceutical 
companies  to  continue  research  in  this  area,  the  EU  has  a  clear  role  to  play  to  promote  dual‐use 
research in this area. 

Many  of  the  sensing  technologies  developed  for  CBRN‐E  have  clear  synergies  with  the  emerging 
areas  of  drones  and  the  IoT  (Internet  of  Things)  and  in  cases  in  which  there  is  a  high  level  of 
technology  readiness,  promotion  of  technology  transfer  initiatives  would  benefit  areas  beyond 
Health such as in environmental monitoring. Identifying R&D commonality between different market 
segments,  in  the  early  phase  of  definition  of  end‐use  requirements,  should  be  promoted  as  a  best 
practice. 

Page: 92 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

In  the  cluster  dedicated  to  “Communication,  Navigation  and  Surveillance  Systems”,  ten  Innovation 
Fields are recommended as most relevant for R&D dual‐use purposes: 

TABLE  19:  R&D  RECOMMENDED  INNOVATION  FIELDS  FOR  COMMUNICATION,  NAVIGATION  AND  SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Recommended Innovation 
Field 

Detailed Description 

for 
Unmanned  Vehicles 
wide  area  surveillance  in 
air, 
and 
land,  water 
underwater  

Remotely  piloted  unmanned  vehicles  or  autonomous  systems  for 
surveillance in air, land, water and underwater environments aimed at 
border  /  battlefield  security,  including  land,  maritime  and  country 
borders  or  critical 
infrastructure  (e.g.  underwater  pipelines,  TLC 
network, etc.) and perimeter protection  

Permanent passive wide 
area surveillance system 

Solutions such as remote  sensors to quickly and efficiently  detect any 
abnormal event or presence in a given area, for instance close to land 
or  maritime  borders  and  without  an  additional  need  of  spectrum  and 
not producing interference to the existing systems. 

High autonomy 
communicating devices 

Advanced broadband 
wireless communication 

Specialized networks for 
the Internet of Things 

Cost‐effective and all‐size embedded sensors with high connectivity for 
the  Internet  of  Things,  or  for  airborne  or  satellite‐based  Earth  / 
environment  observation,  with  embedded  sensor  systems  and 
observation/detection  instrument  chains  or  autonomous  sensors  / 
devices  making  use  of  remote  power  supply/storage  and/or  micro 
energy harvesting. 

Radio‐frequency  technologies  and  respective  component  technologies 
for  seamlessly  networked,  high‐performance  (broadband),  reliable, 
interoperable,  energy  efficient  and  secure  wireless  communication, 
eventually  capable  of  reconfiguration  and  use  of  mobile  and/or 
temporary  relays,  including  cognitive  radio,  light  communication  (LiFi) 
or other directional transmission and new radio technologies that make 
better use of the limited radio spectrum.  

Smart  and  highly  specialized  networks  addressing  specific  needs  as 
remote  controlled  embedded  networks  or  independent  Machine‐2‐
Machine networks (e.g. low data transfer but precise timing or specific 
taking  advantage  of  self‐organization  and 
energy  constraints), 
low  power  communication  protocols, 
collective 
including  passive  near‐field  communication  (RFID)  for  wireless  sensor 

intelligence  or 

Page: 93 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Recommended Innovation 
Field 

Detailed Description 

networks  (e.g.  measuring  biological  parameters  and  transfer  to 
healthcare monitoring system). 

Embedded data handling 
and processing 

High  throughput  low  energy  data  handling  and  processing  capabilities 
embedded into all sorts of smart vehicles, from individual cars to space 
systems, with optimised architectures and optimised data transfer and 
processing capabilities. 

Enhanced global 
navigation solutions and 
location based services 

Internet  of  Things 

Solutions  for  cross  modal  assisted  positioning  and  mobility,  including 
indoor,  eventually  using 
infrastructures  and 
exploiting  the  interconnectivity  of  devices  and  their  location,  for  all 
sorts  of  nomadic  applications  ‐  meaning  device  embedded  and 
therefore  miniaturized  ‐  as  well  as  applications  for  urban  operations, 
secure  financial  transactions,  tracking  solutions,  social  networking, 
safety and emergency, e‐health, etc. 

High  throughput  Satellite 
Communication  

to 

support 

Implementation  of  high  data  rate/high  throughput  optical  and  laser 
communications 
future  missions  needing  optical 
communication links and two ways communications (e.g. GEO/ground). 
Development of low cost lightweight optical communications terminals 
for  Inter  Satellite  Links  (ISL)  &  optical  data‐relay  for  high‐speed  fully‐
optical links.  

Information‐based 
management systems 

fleet 

Instruments  and  systems 
for all weather operations 
long  range  remote 
and 
visualization 
detection, 
and 
of 
threats 

identification 

Services  from  fleets  of  trucks,  bus,  ships,  aircraft,  swarms  of  UAVs, 
soldiers,  etc.  benefit  from  accurate  real‐time  positioning,  dependable 
data  links  and  user‐friendly  service‐oriented  central  command  & 
control systems, in particular so as to optimize geographical coverage, 
maintenance, catering, crew timetables, etc. 

Instruments  and  systems  robust  to  extreme  weather  conditions,  able 
to  receive  useful  external  information  and  provide  operators  with 
operational  assistance,  so  that  operations  can  be  run  safely  in  a  wide 
range  of  meteorological  and  environmental  conditions.  Development 
of Through‐The‐Wall radar techniques to support indoor navigation. 

Page: 94 / 104

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

The resulting recommendations for the Communication, Navigation and Surveillance Systems cluster 
are summarised in the following box: 

Navigation solutions are of a tremendous importance for a long list of civilian and military activities 
and  most  of  those  in  use  in  Europe  are  highly  dependent  on  US  technologies,  including  the  GPS 
(Global  Positioning  System).  The  imminent  start‐up  of  Galileo  will  deliver  a  solution  for  civilian 
applications,  however  considering  the  relevance  of  non‐dependence  as  well  as  economic  issues; 
navigations systems (such as Galileo) should also apply to military transport, battlefield movements 
and weapon systems. 

This cluster is particularly synergic with many areas, namely Space (e.g. SATCOM and navigation and 
geo‐localisation  services);  electronic  components  (e.g.  broadband  wireless  communication,  data 
handling  and  processing)  and  transport  (e.g.  fleet  management  and  radars).    A  way  to  increase 
identify  the 
commonalities  and  prevent  duplication  of  efforts  could  be  to  systematically 
requirements  for  the  different  sectors  (e.g.  Space  /  Defence)  and  coordinate  them  to  optimise  the 
R&D process. For example, by identifying basic and platform technologies and developing them to a 
point of performance where demand divergence between domains arises. 

Page: 95 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

3.12  POLICY RECOMMENDATIONS 

Some general recommendations were identified across all the R&D areas above.  These are reported 
in the following paragraphs, according to the groupings of market, regulation and public awareness. 

MARKET RECOMMENDATIONS 

In  order  to  decrease  the  European  dependence  on  other  States  for  raw  materials,  it  is 
recommended to organise a Joint European Procurement of materials, which will inter alia maximise 
purchasing  power.    The  development  of  a  common  strategy  for  purchase  orders  could  also  solve 
some Export limitations, such as ITAR 36  

EU  should  further  increase  other  funding  mechanisms  (e.g.  Business  Angel,  incentives,  etc.)  that 
support  the  transition  between  research  results  into  industrial  products,  but  also  measure  such 
results by using proper indicators (e.g. wealth creation). Key Performance Indicators, not just limited 
to the presentation of a high‐level Business Plan should ensure that each project proposal includes 
measures  for  filling  the  gaps  at  the  higher  TRL  levels  and  facilitate  access  to  market.  Some  good 
examples/lessons learnt should be shared, such as ESA harmonisation model experience, in order to 
facilitate  quantitative  analysis  of  threats  and  less  fragmented  programs  targeting  high  TRL.  The 
ability  to  focus  research  on  higher  TRLs  (e.g.  H2020  Innovation  Actions)  will  enable  filling  the  gap 
between R&D and market, thus contributing to increase the number of European patents.  

In  certain  key  domains  critical  for  non‐dependence,  Europe  should  develop  a  shared  industrial 
strategy in order to identify market segments on which to become leader (it can be niche, emerging 
or mature). Such an approach would avoid the current situation of trying to compete with US and 
APAC  and  would  allow  Europe  becoming  a  leader  in  specific  areas.  Some  typical  example  for  this 
recommendation is microelectronic components and portable fuel cells 

Europe should find mechanisms to better protect the potential acquisition of strategic or potentially 
strategic  EU  companies  by  non‐EU  players  with  rapid  solutions.  This  is  related  to  the  previous 
recommendation, as the industrial strategy would indicate which areas need more protection. 

The creation of a common mapping of required critical raw materials in Europe is recommended to 
standardise and share in different sectors (e.g. electronics, space, defence, etc.). 

36 International Traffic in Arms Regulations 

Page: 96 / 104

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Europe effort should be addressed to promote Call for Collaborations, and to foster links between 
different industrial areas; some example could be: space, electronics, electric storage. Such links and 
cooperation can also be encouraged through stronger technology transfer initiatives. 

In  order  to  optimise  the  transfer  capability  of  technologies  from  militarynon‐military  and  vice‐
versa, it is recommended to support/promote projects at low TRL stages, considering fundamental 
performances and common synergies (spin‐along) within EC member states involved in the industry 
‐  whether  small  or  large,  new  or  experienced.  A  significant  positive  example  is  the  ESA  ARTES37 
programme, which enables the industry to explore, through R&D activities, innovative concepts to 
produce  leading‐edge  products  and  services  in  the  SATCOM  sector.  The  scheme  accommodates 
varying degrees of support to projects with different levels of operational and commercial maturity. 

REGULATORY FRAMEWORK / STANDARDS 

Strengthening  of  regional  ecosystems  which  are  currently  fragmented  throughout  Europe  should 
become  a  central  objective  of  development.  The  EU  could  play  a  supporting  role  in  combining 
funding instruments from different Member States and regions to support collaboration in R&D&I. 
The  creation  of  comprehensive  (not  fragmented)  policies  and  standards  and  learn  from  good 
practices at Member State/Regional level is needed. (e.g. ECSEL support). 

Harmonisation,  in  terms  of  creating  common  standards,  to  support  EU  non‐dependence  (e.g. 
ECSEL/JTI/Contractual  Photonics  21).  In  addition,  there  is  a  clear  need  for  a  common  European 
defence policy, in order to be more competitive with the US industry, to foster stronger economic 
possibilities for R&D.  

Europe  to  identify  a  common  policy  for  taxes,  since,  for  example  ITAR 38 restrictions  are  not  the 
same  in  all  EU  countries.  In  addition,  common  policies  should  be  identified  to  promote  linkages 
between  demand  and  supply  to  increase  potential  investments,  thus  allowing  a  timely  market 
uptake. 

37 https://artes.esa.int/about‐artes 

38 International Traffic in Arms Regulations (ITAR) 

Page: 97 / 104

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Europe to promote a new Intellectual Propriety strategy to protect EU companies/universities with 
timely solutions. For example, the IPR framework for production & supply chain is not following the 
rapid  evolution  of  the  manufacturing  industry.  In  general,  increasing  the  generation  of  European 
patents would leverage the capacity to build and attract investors. 

The Netherlands have implemented a dedicated Network of Innovation Advisors (“Innovatie Attaché 
Netwerk” in Dutch) as part of the Ministry of Economic Affairs. Such network operates in multiple 
countries (often through the Embassies) with a strong innovation capacity and/or potential. The goal 
of  this  initiative  is  to  facilitate  research,  high‐tech  development  and  innovation  cooperation 
between  the  Netherlands  and  foreign  countries  (even  beyond  Europe),  by  informing  stakeholders 
about  developments,  opportunities  and  business  models.  Stakeholders 
include  companies, 
universities, governments, and grant providers. Considering that this approach proved successful, it 
is recommended to implement similar models also in other EU countries to support the growth of 
EU SMEs, large enterprises and innovation centres 

In  the  technological  areas  where  the  use  of  personal  data  and  human  interaction  are  becoming 
critical, a rapid development of regulatory and ethical frameworks is urgently needed to solve issues 
such  as:  relation  to  future  robots,  artificial  intelligence  processes  and  liability,  cyber  security,  Big 
Data management/infrastructures and Internet‐of‐Things products. 

The  collaboration  system  of  the  EU  innovation  chain  needs  to  be  enhanced  by  encouraging  a 
collaborative  process  between  military  labs  and  civilian  research,  currently  not  fully  exploited  in 
Europe, even starting from low TRL technologies. For example, specific funds can be assigned to this 
kind of activity. 

In order to standardise the identification of dual‐use technologies, it is recommended to implement 
a methodology similar to the one already adopted by ESA in its strategy & harmonisation process.  
Such  a  harmonisation  process  is  highly  dynamic,  with  meetings  being  held  and  active  feedback 
received  continuously39.    In  order  to  prepare  the  technology  roadmaps,  two  steps  are  held  per‐ 
technology.    At  first,  national  institutional  and  industrial  parties  gather  all  information  with  the 
objective of mapping the technology in question as completely as possible. Afterwards a follow‐up 
meeting is held, restricted to funding bodies to discuss the detailed roadmap sequence, sources of 
finance and possibilities of sharing skills and resources during the technology's development.  The 
roadmaps are revisited every few years. 

39 www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/About_strategy_and_harmonisation 

Page: 98 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

PUBLIC AWARENESS 

Strengthening instruments to further develop communication skills (leveraging relationships to build 
multi‐disciplinary, multi‐country networks for knowledge  transfer and capitalization), such as KIC40 
(Knowledge Innovation Centre) and identification of measures to further align industrial needs with 
academic training and research. 

A common framework/platform where Large Enterprises/SMEs/RTOs operating in both the defence 
and civil sectors can share information on their research results should be implemented, to improve 
the  coordination  of  regional/national  activities.  In  addition,  such  common  framework/platform 
would expand the communication on dual‐use research activities for training/education purposes at 
university level and would enhance general public awareness. 

40 http://www.knowledgeinnovation.eu/ 

Page: 99 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

CONCLUSIONS 

Recent political  evolutions  in many countries have  made clear that people  of Europe  are  concerned 
with  non‐dependence,  which  is  by  nature  a  “dual”  concern.    From  a  civilian  perspective,  economic 
non‐dependence  is  a  matter  of  local  jobs,  growth  and  continued  hope  of  being  able  to  build  up 
altogether  a  better  world  for  future  generations.    From  a  military  one,  dependence  is  a  strategic 
weakness to be exploited by malevolent and competing entities.  

Key  Enabling  Technologies  are  the  basic  material  technology  building  blocks  to  be  used  in  most  of 
tomorrow’s innovations.  As such, they are the very level on which a strong geopolitical power must 
consider  reinforcing  its  strategic  technological  non‐dependence.    This  is  apparent  throughout  the 
study; not only are most of the identified KET‐based innovation fields dual‐use, but many of these are 
of dual interest: for strategic sovereignty as well as with a high potential for economic value creation. 

Setting  up  a  dedicated  industrial  policy  for  strong  dual  use  technology  issues  is  a  way  of  addressing 
some of the most taxing concerns of the peoples of Europe. 

This  study  contributed  to  the  identification  of  highly  relevant  dual‐use  Innovation  Fields  that  reflect 
the  increasing  relationship  between  the  civil  and  defence  sectors.  The  armed  forces  and  defence 
industry’s  dependence  on  technologies  with  a  civilian  origin  is  increasing,  as  is  the  tendency  of  the 
latter to diversify into civil companies. 

Meanwhile,  civil  companies  are  adopting  technologies  which  are  also  of  interest  to  defence  firms, 
such as for example technologies in the field of robotics.   

Building on the results of a previous study RO‐cKETs ‐ Roadmap for cross cutting KETs activities under 
H2020  –  this  study  was  conducted  focusing  on  dual‐use  research,  with  particular  reference  to  the 
ability of applying technologies developed in the KETs programme for the civil and defence sectors. 

The methodology applied in RO‐cKETs, extended in a dual‐use perspective, was used to identify KETs 
related innovation fields and examples of technologies within these with a dual use potential and of 
high relevance to the European Defence community. Such analysis led to the prioritisation of a set of 
Innovation  Areas  that  have  been  clustered  into  the  following  areas,  reflecting  the  structure  of 

Page: 100 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

Framework  Programmes,  and  sharing  similar  technical  and 
advancement: 

industrial  challenges  for  their 

• 
Energy for mobility; 
• 
Fundamental non‐dependence materials and components; 
•  Health and sanitary protection, including against CBRN‐E threats; 
•  Communication, navigation and surveillance systems; 
•  Human assistance and robotics; 
• 
Security / Cybersecurity systems; 
•  Production and supply chain solutions. 

Page: 101 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

REFERENCES 

[1]  High Level Expert Group on Key Enabling Technologies – Final Report KETs: Time to Act – 

June 2015 

[2]  COM(2014) 387 final http://eur‐lex.europa.eu/legal‐

content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52013DC0542&from=EN 

[3]  http://ec.europa.eu/growth/industry/key‐enabling‐technologies/eu‐actions/ro‐

ckets/index_en.htm 

[4]  COM(2013) 542 of 24.7.2013 

[5]  https://ec.europa.eu/growth/sites/growth/files/docs/body/cross‐cutting‐kets‐roadmap‐

brochure_en.pdf 

[6]  European Defence Agency ‐ https://www.eda.europa.eu/Aboutus/how‐we‐work/expert‐

teams/capability‐technology‐areas  

[7]  http://ec.europa.eu/growth/tools‐databases/newsroom/cf/itemdetail.cfm?item_id=7393 

[8]  http://www.agenciaidea.es/web/dualuseandalusia2015 

[9]  STACCATO – Stakeholders Platform for Supply Chain Mapping, Market Condition Analysis 

and Technologies Opportunities ‐ Main Conclusions and Recommendations on the European 
Security Equipment Market (ESEM) and Executive Summary of the Final Study Report ‐ 
Preparatory Action on the enhancement of the European industrial potential in the field of 
Security research – September 2008 

[10]  ETCETERA Project ‐ http://www.etcetera‐

project.eu/deliverables/documents/Etcetera%20WP4%20‐%20D4%201%20‐
%20Prioritised%20List%20of%20Emerging%20Technologies.pdf 

[11]  FOCUS Project ‐ http://www.focusproject.eu/web/focus/focus‐results 

[12]  EDA ‐ https://www.eda.europa.eu/docs/default‐source/procurement/eda‐technology‐

taxonomy.pdf 

[13]  http://info.thomsoninnovation.com/ 

[14]  WIPO ‐ http://web2.wipo.int/classifications/ipc/ipcpub/#refresh=page 

[15]  EC‐ESA‐EDA ‐ Critical Space Technologies for European Strategic Non‐Dependence – Actions 

for 2015/2017" – v1.16, March 2015 

[16]  DG Enterprise and industry ‐ EU funding for Dual Use – Guide for Regions and SME 

[17]   http://www.fch.europa.eu/page/who‐we‐are 

[18]   http://cordis.europa.eu/project/rcn/194693_en.html 

[19]   http://cordis.europa.eu/project/rcn/204280_en.html 

Page: 102 / 104

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

[20]    http://cordis.europa.eu/project/rcn/205454_en.html 

[21]  http://cordis.europa.eu/project/rcn/204311_en.html 

[22]  https://ec.europa.eu/digital‐single‐market/en/cybersecurity‐industry 

[23]  https://artes.esa.int/about‐artes 

[24]  http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/About_strategy_and_h

armonisation 

Page: 103 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

THIS PAGE IS INTENTIONALLY LEFT BLANK. 

Page: 104 / 104

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

The STACCATO technology taxonomy includes different sections, namely: 

I. 
II. 
III. 

TECHNOLOGIES‐ COMPONENTS 
EQUIPMENTS AND SUB SYSTEMS 
SYSTEMS‐& DESIGN 

a.  SYSTEMS‐SERVICES FUNCTIONS 
b.  DESIGN‐MANUFACTURING 

INTEGRATED PLATFORMS AND SYSTEMS AND HFS (HUMAN FACTOR SERVICES) 

IV. 
V.  MISSION  & POLICY 

a.  MISSION CAPABILITIES 
b.  POLICY & SUPPORT 

However,  for  the  scope  of  the  KET4Dual  Study,  only  the  first  section  dedicated  to  Technologies  – 
Components was adopted to allow the experts associating to each dual‐use Innovation Field a number of 
technologies. The following table therefore only reports the STACCATO taxonomy for the “Technologies – 
Components” section, which was adopted throughout the KET4Dual study. 

100 

Structural materials and 
technologies and 
structural effects 
analysis 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

Ceramics and glass technology 

Ceramic composites 

Composites materials technology 

Powder metallurgy 

Dense alloys 

Organic composites 

100‐1 

100‐2 

100‐3 

100‐4 

100‐5 

100‐6 

100‐7  Metal metric composites 

100‐8 

100‐9 

Carbone carbon composites 

Polymeric materials 

100‐10 

Synthetics fluids and lubricants 

100‐11 

EM radiations absorbers 

100‐12  Magnetic metals 

100‐13 

Superconductile conductors 

100‐14  New metallic alloys 

100‐15  Metallic composites 

100‐16  New concretes  

100‐17 

Concretes resistant  

100‐18 

Anti blast glasses 

100‐19  Materials for thermal control  

100‐20  Nano components and structures (tubes, ceramics, …) 

101 

Light and strong 
materials, surface 
treatments. 

101‐1 

101‐2 

101‐3 

101‐4 

Light materials for human protection 

Light materials for site protection 

Armor and anti‐armor materials 

Self‐protective and explosive resistant material technology 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 1 / 7 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

Special function materials 

Structural & Smart Materials  

Surfaces treatments for improvement of mechanical properties 
Surfaces treatments for improvement of life duration, corrosion 
reduction 
Paints (without CoVs…) 

101‐5 

101‐6 

101‐7 

101‐8 

101‐9 

101‐10 

Replacement of Cd, Hg, Cr 

101‐11 

Simulation for surfaces treatment 

101‐12  Nano surfaces 

101‐13 

Smart textiles 

102‐1 

102‐2 

102‐3 

102‐4 

102‐5 

103‐1 

103‐2 

Fissile materials enrichment 

Nuclear materials processing 

Nuclear‐related materials 

Fission reactor 

Inertial confinement fusion (electrostatic, ...)  

Radar passive absorbing materials 

IR passive materials 

103‐3  Multifunctional stealth materials 

103‐4 

103‐5 

103‐6 

104‐1 

104‐2 

104‐3 

104‐4 

104‐5 

104‐6 

104‐7 

104‐8 

104‐9 

Coatings and absorbing materials for laser signature reduction 

Passive materials for acoustic reduction 

Obscurants materials/equipments 

Underground nuclear weapons effects testing 

Blast and shock effects 
Structures vulnerability prediction after explosures and structural 
solutions 
Thermal radiation effects 
Transient radiation effects in electronics (TREE) and Systems‐generated 
electromagnetic pulse (SGEMP) effects 
Nuclear effects on electromagnetic signal propagation 
High altitude electromagnetic pulse (HEMP) effects including dispersed 
EMP (DEMP) 
Source region electromagnetic pulse (SREMP) effects 

Pulsed‐power driven nuclear weapons effects simulation sources 

104‐10  Hardening against natural environment lighting 

102 

Materials for 
deterrence 

103 

Stealth materials and 
Technologies 

104 

Survivability and 
hardening 

105 

Energetic materials  

104‐11 

EMC evaluation and hardening 

104‐12 

Strong fields and MFP hardening 

104‐13  Damage reduction techniques 

105‐1 

105‐2 

105‐3 

105‐4 

Propellants 

Conventional fuels and lubricants 

Explosives 

Pyrotechnics  

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 2 / 7 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

105‐5 

(Micro‐) pyrotechnology 

107‐1 

107‐2 

107‐3 

107‐4 

107‐5 

107‐6 

107‐7 

107‐8 

107‐9 

Electrical generators 

Electrical batteries 

Electrical fuel cells 

Solar cells  

RF power sources and devices 

Acoustic power sources and devices 

Other electric power sources and devices 

Inertial / gravitational devices (flywheels, …) 

Other Energy storage & conditioning 

107‐10 

Energy distribution 

108‐1 

108‐2 

108‐3 

108‐4 

108‐5 

108‐6 

109‐1 

109‐2 

109‐3 

109‐4 

109‐5 

109‐6 

109‐7 

109‐8 

109‐9 

110‐1 

110‐2 

110‐3 

110‐4 

110‐5 

110‐6 

110‐7 

110‐8 

110‐9 

Optical surfaces. 

Passive materials. 

Active and adaptive optical systems   (material, sensors, actuators,…). 

Optical busses 

Sights 

Optical fibre material technology 
Lasers based power systems (lasers, optics, fibres, amplifiers, 
collimating, ...) 
High density conventional systems 

Pulsed and high power systems 

Laser matter interaction 

Short pulses laser propagation 

Flame spectrometry technologies 

Laser induced fluorescence 

Quantum Cascade Lasers  

Blooming simulation for components and optronic subsystems 

Neutronic detection technologies (neutron tubes, ...) 

X‐ray technologies 

Gamma technologies  

Ion Mobility Spectrometry technologies  

IR Spectroscopy 

UV/Visible wave sensor technologies 

UV VIS Spectroscopy 

Terahertz technologies 

Terahertz Spectroscopy 

110‐10 

RF sensor technologies  

110‐11  Micro‐ and Millimeter Wave sensor technologies 

106 

Plasma Technology 

107 

Energy generation 
storage & distribution 

108 

Photonic/Optical 
Materials and Device 
Technology 

109 

Opto‐electronics: Laser, 
optics and related 
devices 

110 

Sensor Technology and 
Components 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 3 / 7 

 
 
 
 
  
  
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

110‐12  Hyperspectral technologies 

110‐13  Multispectral technologies 

110‐14 

Acoustic sensor technologies 

110‐15  Nanotechnologies for sensors 

110‐16  NAI detectors  

110‐17 

BGO detectors  

110‐18 

CZT detectors  

110‐19 

Techniques for discrete surveillance 

110‐20 

Sensor related imaging and mapping techniques 

110‐21  Microelectromechanical Systems (MEMS) 

111‐1 

111‐2 

111‐3 

111‐4 

111‐5 

Silicon‐based Materials 

III‐V Compounds 

Other Semiconducting Materials (AsGa, GaN, ...) 

Insulating & Dielectric Materials 

Carbon‐based Materials 

111 

Electronic components  

111‐6 

Superconductiong Materials 

112 

Signal processing 
technologies  

113 

Information 
technologies  

111‐7  Magnetic Materials 

111‐8 

111‐9 

Device Concepts and Fabrication 

Device Packaging 

111‐10  Device Integration/Reliability 

111‐11 

COTs assessment and obsolescence management 

112‐1 

112‐2 

112‐3 

112‐4 

113‐1 

113‐2 

113‐3 

113‐4 

113‐5 

113‐6 

113‐7 

113‐8 

113‐9 

Analog Signal Processing Technology 

Digital signal processing technology 

Analog/digital conversion technologies 

High precision time measurement 

Image / pattern processing technology 

Pattern recognition 

Data collection, data classification  

Data and Information fusion technologies 

Speech processing technology 

Natural language processing technology 

Data and information management technology (DB, … ) 

Data analysis 

Contextual search techniques 

113‐10 

Jamming and anti‐jamming technologies 

113‐11  Web intelligence  

113‐12 

Text‐mining / data‐mining 

113‐13 

Time synchronization 

114 

Artificial Intelligence & 

114‐1 

IKBS/AI/Expert techniques 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 4 / 7 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

Decision support 

114‐2 

Neural network techniques 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

114‐3  Mathematical modelling development 

114‐4 

Optimisation and decision support technology 

114‐5  Modelling and simulation 

114‐6 

114‐7 

Operational Analysis tools and techniques 

Knowledge Management 

114‐8  War gaming techniques  

114‐9 

Actionable intelligence 

114‐10  Decisional software 

115‐1 

115‐2 

115‐3 

115‐4 

115‐5 

115‐6 

116‐1 

116‐2 

116‐3 

116‐4 

116‐5 

116‐6 

116‐7 

116‐8 

116‐9 

Virtual and augmented reality 

Synthetic environments 

Synthetic environments ‐ synthetic force generation 

Synthetic environments ‐ natural environment generation 

Synthetic environments ‐ management systems 

Equipment simulation techniques 

Software engineering 

Protocol technology 

COTS software assessment 

SW Architectures 

High integrity and safety critical computing 

Secure computing techniques 

Software verification and accreditation techniques 

Hybrid computing 

High performance computing  

116‐10  Grid computing 

116‐11 

Software agents  

117‐1 

117‐2 

117‐3 

117‐4 

117‐5 

117‐6 

117‐7 

117‐8 

Content filtering 

Cryptoanalysis 

Cryptography algorithms (including quantum cryptography)  

Cryptography implementation (including quantum cryptography)  

Cyber attack technologies 

Key management 

Intention detection  

Intrusion detection technologies  

117‐10 

Integrity protection 

117‐11 

Intrusion prevention technologies 

117‐12 

IT Authentication technologies  

117‐13  OS hardening 

117‐14  Hardware protection technologies (tamper‐evidence or tamper‐

115 

Simulation tools and 
technologies 

116 

Computing 
Technologies 

117 

Information Security 
Technologies 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 5 / 7 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

protection)

117‐15 

Protocol Filtering 

117‐16 

Retro engineering protection 

117‐17 

Secure development 

117‐18 

Secured communication protocols  

117‐19 

Source code Static Analysis (Source code vulnerability analysis) 

117‐20 

Virtual Private Networks (VPN) technologies 

118‐1 

Below microwave frequencies 

118‐2  Micro‐ and millimeter wave 

118‐3 

118‐4 

118‐6 

118‐7 

118‐8 

Ultrawide band 

IR / Visible / UV laser 

Acoustic communication, including underwater. 

Optical fibre 

Cable technologies 

119‐1  Medical products and materials 

119‐2 

119‐3 

119‐4 

119‐5 

119‐6 

119‐7 

119‐8 

119‐9 

Surgical techniques and medical procedures 

Human survivability, protection and stress effects 

Human health physics 

Neurosciences 

Genome Engineering  

Biomedical technologies 

Rapid diagnosis of infectious disease 

Telemedicine (diagnosis and surgery) 

119‐10  Novel antivirals, antibiotics, vaccines, and drug development 

119‐11 

C & B knowledge and related data bases 

120‐1 

120‐2 

120‐6 

120‐8 

Security / Military human resources management technologies 

human performance enhancement in crisis situations 

Behavioural analyses 

Psychology of workplaces and in emergency situations 

118 

Communication 
technologies 

119 

Physiology Science & 
Medical technologies 

120 

Human sciences, 
including research and 
studies 

120‐10 

Social analyses of  teams and groups 

120‐13 

Crisis Communication 

120‐14  Human behaviour models 

120‐25  Human factors in computers security 

120‐28  User friendliness technologies 

120‐29 

Knowledge management 

408B‐3 

R&D on user friendly technologies , Man‐Machine‐Interface 

408B‐4  Anthropometric studies for security systems 

408B‐5 

Special Studies about the automation of human tasks in security related 
environment 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 6 / 7 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Last revision: 
13/1/2017 

I. TECHNOLOGIES‐COMPONENTS 

Biological technologies 

Biomaterials and nanofabrication 

Bio‐compatible materials 

Biosensitive materials 
Rapid analysis of biological agents and of human susceptibility to 
diseases and toxicants 
Agri/food‐biotechnologies 
Contamination and intoxication of agriculture (water beddings, rivers, 
soil, air, …) 
Crop and animal viruses 

Food testing and control techniques 

121‐1 

121‐2 

121‐3 

121‐4 

121‐5 

121‐6 

121‐7 

121‐8 

121‐9 

121‐10  Water testing and purification techniques 

121‐11  Decontamination techniques 

121 

Biotechnology 

ANNEX A – STACCATO TECHNOLOGY TAXONOMY 

Page A 7 / 7 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

ENERGY FOR MOBILITY 

ENER-09 

INNOVATION FIELD: Hydrogen storage systems for fuel cells, for transport as well as portable 
applications 

Description 

Systems  for  hydrogen  storage  for  fuel  cells  transport  as  well  as  portable  and  consumer  applications  (e.g. 
hydrogen cylinders, metal‐hydride tanks, chemical‐hydride tanks, methanol cartridges for direct methanol 
fuel cells ‐ DMFCs). 

Impact assessment 

  Civilian Market  

increasingly 

Based  on  the  importance  of  energy  storage  and  the  relevance  of  hydrogen  and  fuel  cell  technologies,  it 
could  be  predicted  that  innovation  in  the  field  of  hydrogen  storage  systems  for  fuel  cells  will  have 
significant effect on civilian applications. 
In 2012, the global market for energy storage technologies for utility applications (including both transport 
and portable applications) was valued at US$1.66 billion (EUR 1.29 billion)1. The market is dynamic and has 
become 
important  for  efficient  utilization  of  renewable  energy  sources  and  energy 
conservation.  New  technologies  are  being  developed  to  facilitate  future  growth  of  the  energy  storage 
market1.  
As  a  clean  energy  carrier,  combined  with  the  high  conversion  efficiency  provided  by  fuel  cell  technology, 
hydrogen  is  relevant  to  all  energy  sectors:  transportation,  buildings,  utilities  and  industry.  Meanwhile, 
nomadic applications  can  benefit from  fast refuelling and long outdoor energy storage  capability without 
experiencing the power losses affecting batteries in such conditions. 
Sustainable,  secure  and  competitive  energy  supply  and  green  transport  services  are  at  the  heart  of  the 
EU2020  strategy  towards  a  low  carbon  and  inclusive  economy,  geared  towards  80%  reduction  of  CO2 
emissions by 2050. Hydrogen and fuel cell technologies are vital components of this low carbon economy 
and therefore can play a significant role in Europe’s new energy and transport systems. The increase of the 
renewable share in the European energy mix, as part of the EU2020 ambition, is shifting our energy system 
management from a purely demand‐driven system to a more complex demand and supply‐driven system, 
with  storage  capacities  and  smart  grids  as  key  enablers  for  energy  network  management.  In  parallel, 
transport  will  shift  from  a  purely  fossil‐driven  sector  into  a  more  diversified  low  carbon  sector  with  a 
progressive increase in electric drive trains – including fuel cell electric power‐trains.  
On the other end of this innovation field, a connected personal mobility, able to feed in energy all sorts of 
nomadic devices, is also a major enabler for an innovative, inclusive, safe and secure society. 
The  period  2014‐2020  is  expected  to  be  critical  to  ensure  that  the  necessary  investments  are  realized  to 
support  the  EU2020  vision.  Public‐Private  cooperation  and  European  alignment  are  of  critical  importance 
when approaching these huge challenges. The total investment for the period 2014‐2020 in the sector of 
hydrogen  and  fuel  cells  is  estimated  at  €17.9  billion  across  the  major  application  areas  of  hydrogen  plus 

1 Grant Thornton, Renewable Energy Storage – Conference Presentation, 2013 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 1 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

market introduction support for early market‐applications2. Investments should be shared between society 
and  the  private  sector,  whereby  the  closer  an  application  gets  to  the  market,  the  larger  the  industry 
financial  share  becomes.  In  such  projections,  about  €6.4  billion  is  dedicated  for  R&D  and  demonstration 
activities while an €11.5 billion investment is needed to support market introduction activities2. The main 
challenge  to  overcome  for  market  introduction  is  to  break  through  the  first‐mover  disadvantage  and  to 
raise sufficient financial resources. Due to the high risk and amount of initial investments to enter a mature 
and established market, there is little economic incentive for any individual market‐player to move first. It 
will be essential to maximise the fundraising and to reduce the risk perceived.2  
Some of the main players in hydrogen storage systems for fuel cells are: Areva (FR), Air Products (UK) BOC / 
Linde  (UK),  ITM  Power  (UK),  HZG  (GE),  McPhy  Energy  SA  (FR),  Ovonic  (US),  Millennium  Cell  Inc  (US), 
Ergenics (US). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Fuel cells 
Compressed gas storage systems (ambient 
temperatures) 
Compressed cold  and cryogenic hydrogen storage
Cryogenic liquid hydrogen system 
Metal‐hydride storage technologies 
Sorbents for hydrogen containment 
Chemical hydrogen storage materials 

  Defence Market 

System Readiness 
Level3 
4

Manufacturing Readiness 
Level4 
5‐6 

5 

3
3
2
2
2

10 

3‐4 
3‐4 
1‐2 
1‐2 
1‐2 

The  innovation  field  is  also  expected  to  have  a  significant  impact  on  the  defence  market.  This  could  be 
inferred  from  the  prognosis  of  the  US  Army  Communications,  Electronics  Research  Development  and 
Engineering Center (CERDEC) which envisions three thrust areas for portable fuel cell systems for military 
applications5.  These  areas  include  soldier  power  (<500  W),  sensor  power  (0–100  W),  and  auxiliary  power 
units  or  APUs  (0.5–10  kW).  The  US  Army  develops  and  deploys  a  vast  array  of  powered  equipment 
necessary to accomplish its mission. Advancements in micro‐electronics during the 1980s and 1990s have 
resulted  in  the  introduction  of  new  equipment  with  powerful  capabilities  such  as  night  vision  devices, 
global  positioning  systems,  laser  range  finders  and  target  designators,  digital  communications  systems, 
intelligence  gathering sensors, and others. These systems are part of the  plan  to ‘digitize’  the battlefield. 
The use of these advanced electronic systems provides commanders and soldiers with a common picture of 
the  battlefield  and  enable  them  to  conduct  operations  at  a  tempo  in  which  the  enemy  is  hardly  able  to 
react.  At  the  same  time,  they  are  creating  an  ever‐growing  demand  for  power  sources,  either  on  board 

2  NEW  IG  BOARD,  Fuel  Cell  and  Hydrogen  technologies  in  Europe,  Financial  and  technology  outlook  on  the  European    sector 

ambition 2014- 2020, 2011 

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5  Ewa  C.E.  Rönnebro,  Technology  and  Manufacturing  Readiness  of  Early  Market  Motive  and  Non-Motive  Hydrogen  Storage 

Technologies for Fuel Cell Applications, June 2012 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 2 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

vehicles or part of the footman equipment, that are power dense, reliable, and affordable6. 
Some of the main players in hydrogen storage systems for fuel cells specifically in defence sector are: 
Hydrogenics (US), Boeing (US), Pragma Industries (FR). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Fuel cells 
Application of fuel cells in defence related equipment
Fuel cell systems for unmanned vehicles   

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL3  MRL4 

4 
2‐3 
2‐3 

5‐6
3‐4
3‐4

  Despite the rise of the energy storage technologies market in the US and Europe, its future growth 

is expected to be hindered by the following challenges: 
–  Need for a clear identification of possible business models able to support the development of 

advanced storage technologies without depending only on government initiatives 

–  Over‐estimated energy storage technology market, with more than 20% projects announced in 

first half of 2012 inactive to date1 

  The cost of hydrogen storage systems is significantly higher than fuel systems on gasoline‐powered 
vehicles. This implies the need for low‐cost hydrogen storage system designs, materials, and high‐
volume manufacturing methods7 

  Applicable codes and standards for hydrogen storage systems and interface technologies, which 
will facilitate implementation/commercialization and assure safety and public acceptance, are 
being established for automotive applications. Standardized certification and regulation test 
methods are required for all hydrogen storage technologies7  

  Hydrogen Delivery could be a bottleneck, investments for new distribution infrastructure will be 

essential, both on civilian and military sides 

  The  technological  developments  involved  in  this  Innovation  Field  address  societal  challenges 
related  to  “Secure,  clean  and  efficient  energy”,  “Smart,  green  and  integrated  transport”  and 
“Europe in a changing world ‐ inclusive, innovative and reflective societies” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001.  
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria8. 

6 Ashok S. Patil et al., Portable fuel cell systems for America’s army: technology transition to the field, 2004 
7 US Drive, Hydrogen Storage Technical Team Roadmap, June 2013 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 3 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. In this period the publication rate has been rising 
since the 2013, which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 4 / 24 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian sector 

The FCH JTI9 (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking) is a public private partnership supporting 
research, technological development and demonstration (RTD) activities in fuel cell and hydrogen energy 
technologies in Europe. Its aim is to accelerate the market introduction of these technologies, realising 
their potential as an instrument in achieving a carbon‐lean energy system. 185 projects have already 
been funded and the 2016 call has just closed.  The objective of the FCH JU is to bring the FCH benefits to 
Europeans through a concentrated effort from all sectors.  
Some initiatives are also running within H2020 Programme on the research and development of 
Hydrogen storage systems for fuel cells as briefly summarised in the following table: 

Acronym 

BIG HIT 

HY4ALL 

HySEA 

GULWESS‐
PROP 

Short Description 

Building Innovative Green Hydrogen systems in an Isolated Territory: a pilot for Europe 

Hydrogen For All of Europe (HY4ALL) 

Improving Hydrogen Safety for Energy Applications (HySEA) through pre‐normative research 
on vented deflagrations 

Green Ultra‐Light Weight Energy Storage System for Propulsion 

At  member  states  level,  the  private  sector  appears  to  be  much  active  in  developing  initiatives  –  often 
supported  with  public  money  –  to  enable  the  rise  of  effective  markets  for  hydrogen  and  fuel  cells, 
including transport and nomadic applications. Examples of these include the Air Liquide H2E+ program 
(Programme Horizon Hydrogène Energie) in France, sponsored by public players such as OSEO and BPI 
France, NOW (National organization for hydrogen and fuel cell technology), supported by  the BMBF in 
Germany (e.g. with the e4ships program aiming at using fuel cells on board large boats) or the UK HFCA 
(Hydrogen and Fuel Cell Association), gathering public and private industry and research organizations so 
as to setup programs, eventually funded by the Innovate UK agency. 

  Defence sector  

The success of non‐nuclear propulsion military submarines in recent years is one of the results of the 
dedicated and still on‐going efforts (but mostly confidential) regarding fuel cell based power production. 
Yet, submarine applications of hydrogen does not limit to large underwater vessels and the European Defence 
Agency, in particular, has developed a flexible way of carrying out research & technology projects in the 
field of Unmanned Maritime Systems (UMS) for future naval applications10. This integrated research 
programme was approved by European defence ministers as early as 2009. So far 15 projects have been 
launched in that framework for a total value of more than €50 million. Ten EDA Member States (Belgium, 
Finland, France, Germany, Italy, Netherlands, Poland, Portugal, Spain and Sweden) and Norway are 
currently active in the programme. A relevant on‐going project is: 

Acronym 

STHENIS 

Short Description 

Study of Hybrid fuel cells Energy Interoperable System  

9 http://www.fch.europa.eu/ 
10 https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/unmanned-maritime-systems-(ums)-research 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 5 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2018‐2022) and will 
be later further explored. 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12

KETs13 

Energy generation storage & distribution 
Structural  materials  and 
structural effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments

technologies  and 

Core
Core

Enabling

4‐5
9

7‐8

AM|NANO 
AM | AMS | NANO 

AM | AMS | NANO 

Software Innovation Dependency: Not Applicable  
Patent Analysis 

Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use of patent analysis, although interesting to understand the general trend within an Innovation Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 6 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

350

300

250

200

150

100

50

0

TW
1%

DE
2%

CA
1%

EP
4%

KR
10%

CN
36%

WO
10%

JP
16%

US
20%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country15

294

267

170

37

47

67

9

13

H01M C01B

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

91

F17C

39

B01J

42

H02J

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification16 

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
15  CN:  China,  US:  United  States,  JP:  Japan,  WO:  Worldwide  patent,  KR:  South  Korea,  EP:  European  patent  TW:  Taiwan,  DE: 

Germany, CA: Canada 

16  H01M:  PROCESSES  OR  MEANS,  e.g.  BATTERIES,  FOR  THE  DIRECT  CONVERSION  OF  CHEMICAL  ENERGY  INTO 
ELECTRICAL  ENERGY,  C01B:  NON-METALLIC  ELEMENTS;  COMPOUNDS  THEREOF,  F17C:  VESSELS  FOR 
CONTAINING  OR  STORING  COMPRESSED,  LIQUEFIED,  OR  SOLIDIFIED  GASES;  FIXED-CAPACITY  GAS-
HOLDERS;  FILLING  VESSELS  WITH,  OR  DISCHARGING  FROM  VESSELS,  COMPRESSED,  LIQUEFIED,  OR 
SOLIDIFIED  GASES  ,  B01J:  CHEMICAL  OR  PHYSICAL  PROCESSES,  e.g.  CATALYSIS,  COLLOID  CHEMISTRY; 
THEIR  RELEVANT  APPARATUS,    H02J:  CIRCUIT  ARRANGEMENTS  OR  SYSTEMS  FOR  SUPPLYING  OR 
DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 7 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

25

19

GM GLOBAL
TECH
OPERATIONS
INC

SHANGHAI
HYDROGEN
MOBILE
REFORMER
INSTR CO LTD

16

14

12

11

11

OVONIC
BATTERY CO

UNIV CHINA
GEOSCIENCES
WUHAN

NUVERA FUEL
CELLS INC

HONDA
MOTOR CO
LTD

HYUNDAI
MOTOR CO
LTD

Top Worldwide Patents’ Applicants 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 8 / 24 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

ENER‐11 

ENERGY FOR MOBILITY 

INNOVATION FIELD: Fuel cells‐based energy systems for transport applications 

Description 

On board energy systems for transport applications with improved performance at both single component 
and system level, relying on hydrogen fuel cells as a primary energy source, with efficient and reliable units 
for fuel processing of liquid fuels to hydrogen (reforming of, for example, gasoline, diesel and kerosene) or 
as a secondary "range extender" source for electric propulsion. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The future impact of innovation in the field of fuel cell‐based energy systems for transport applications is 
currently  difficult  to  predict  due  to  some  still  pending  challenges  such  as  costs  and  infrastructure. 
Nonetheless, based on the growing fuel cells market and the need of vehicle manufacturers to comply with 
increasingly stringent emission standards, it can be surmised that the impact of this innovation area will be 
substantial.  
Transport manufacturers are expected to comply with the CO2 standards by marketing vehicles equipped 
with hybrid system, which are becoming more appealing to the consumers thanks to combination of cost 
decrease and extension of the power range. Electrically chargeable vehicles are expected to be growing and 
emerge around 2020. They can be kick‐started by existing  EU  national and regional policies as well as by 
incentive  schemes  aiming  to  boost  their  penetration.  The  share  of  total  light  duty  electric  vehicles  in  the 
activity of vehicles is expected to reach 15% by 20501. Fuel cells would add an additional 2% by 2050. Other 
energy forms such as liquefied petroleum gas (LPG) and natural gas shall maintain a rather limited share1. 

1 EU Reference Scenario 2016 Energy, transport and GHG emissions Trends to 2050 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 9 / 24 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

than 

70,000 

from 
forecasts 

to 
forecasts3. 

The  European  fuel  cell  market  revenue  is  estimated  to  reach  $613.7  million  by  20182.  Major  factors 
responsible for the growth of the fuel cell market include the usability of fuel cells in stationary, portable 
and  transportation  applications  as  a  source  of  off‐grid  power  source,  zero  local  emission,  clean  energy 
source and the potential to be powered in absence of fossil resource2. 
Referring to the automotive sector, which could be significantly affected by the development of better fuel‐
cells,  a  new  report  on  fuel  cell 
IHS  Automotive 
vehicles 
(2016)3 
that  global 
production  of  hydrogen  fuel  cell 
electric vehicles (FCEVs) will reach 
vehicles 
more 
annually  by  2027,  as  more  FCEVs 
models are brought to the market. 
However,  this  will  only  represent 
less  than  0.1%  of  all  vehicles 
IHS 
produced, 
according 
Automotive 
IHS 
expects  that  during  the  next  11  years,  the  number  of  available  FCEV  models  will  jump  to  17  from  the 
current  3  (Toyota  Mirai,  Hyundai  ix35/Tucson  and  the  Honda  Clarity),  as  more  OEMs  add  FCEVs  to  their 
product  portfolios. In the near‐term, most FCEV production is expected to be in Japan and Korea, but by 
2021, European FCEV production is expected to take the lead globally. 
Current generation FCEVs share similar benefits to conventional cars; short refuelling times and long range. 
Most BEVs (Battery Electric Vehicle) on the road today 
do  not  have  these  advantages.  However,  battery 
technology is improving each year, decreasing the cost 
($/kWh)  and  increasing  energy  density.    While  FCEVs 
have the advantage of short refuelling times and long 
range, there is still the problem of hydrogen refuelling 
infrastructure. To date, there are more than 100 public 
hydrogen refuelling stations globally3.  
Thus,  while  significant  progress  has  been  made  with 
the  technology,  and  while  the  first  generation  of 
consumer‐available fuel cell vehicles is now being sold 
in  parts  of  the  US,  there  are  still  challenges  to 
overcome with respect to the cost of the technology and the build‐out of a supporting hydrogen refuelling 
infrastructure. 
Some  of  the  fuel  cell‐based  energy  systems  for  transport  applications  suppliers  include  Ballard  Power 
Systems  (CA),  Nuvera  (US), Ceres  Power  (UK),  Intelligent  Energy  (UK),  Rolls‐Royce  Fuel  Cell  Systems  (UK), 
Hydrogenics  (US),  Panasonic  (JP),  Toshiba  (JP).  Other  significant  industry  share  contributors  include  AFC 
Energy PLC (UK), SFC Energy AG (DE), UTC Power (US), Nedstack fuel (NL), Clearedge Power (US), and Bloom 
Energy (US). 

2  Markets&Markets    -  "Europe  Fuel  Cell  Technology  Market:  By  Applications  (Portable,  Stationary,  Transport),  Types  (PEMFC, 
DMFC,  PAFC,  SOFC,  MCFC),  Fuel  (Hydrogen,  Natural  Gas,  Methanol,  Anaerobic  Digester  Gas)  and  Geography-  European 
Trends And Forecast To 2018" -  June 2013 

3 IHS Automotive, part of IHS, Inc, FCEV report, 2016 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 10 / 24 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Materials handling vehicles 
Fuel cell electric vehicles(FCEV) 
Trucks and buses 

  Defence Market 

System Readiness 
Level4 
5
5
5

Manufacturing Readiness 
Level5 
9‐10 
9‐10 
9‐10 

In  the  defence  domain,  main  propulsion  will  seemingly  keep  on  with  stringent  requirements  that  will 
prevent hydrogen to be the primary source for fuelling the movement of large vehicles. However, military 
vehicles  also  require  reliable  on‐board  power  for  electrical  and  electronic  devices  to  support  soldier 
missions, as well as all sorts of payload. The vehicles also have to act as charging stations for soldiers in the 
field. Having to start the vehicle engine to charge batteries results in emissions, waste of fuel and significant 
noise.  A  silent,  emission‐free  and  fully  automatic  fuel  cell  system  on‐board  could  provide  continuous, 
independent power, without ever producing noise, smell or vibrations.  
As  a  matter  of  fact  fuel  cell  manufacturers  and  Original  Equipment  Manufacturers  (OEMs)  continue  to 
benefit from an increased U.S. military emphasis on energy security and logistical efficiency associated with 
the  complex  and  challenging  operational  conditions  being  encountered  in  remote  wartime  environments 
such  as  Afghanistan.  The  U.S.  Department  of  Defense  (DOD)  and  other  military  agencies,  indeed,  are 
exploring fuel cells as an increasingly important part of their energy strategy for a variety of applications.  
According to a new report from Pike Research6, the escalating adoption of fuel cells will create a $1.2 billion 
market for military fuel cells by 20176, up from only $9 million in 2011. 
Some  of  the  fuel  cell‐based  energy  systems  for  transport  applications  suppliers  specifically  in  defence 
market include Ardica (CA), Hydrogenics (US), Neah Power Systems (US). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Application of fuel cells in defence related equipment
Fuel cell systems for unmanned vehicles  
Non Technological Drivers / Barriers 

SRL4  MRL5 
2‐3 
2‐3 

3‐4
3‐4

  The research in this domain is important to enhance EU independence in energy storage materials 

and components, thus potentially creating new market opportunities 

  To become an everyday reality, the sector will be highly dependent of an appropriate recognition of 
its potential for the technology in existing and future legislation. Key points are the support for 
renewable, decarbonized hydrogen as a clean alternative fuel for transport and vehicle embedded 
energy (including under Renewable Energy Directive – RED ‐ framework), an effort to complete the 
list of hydrogen production pathways in the reporting methodology of the Fuel Quality Directive – 

4 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6: Component pre-production & System Integration; MRL 7-8: SW & Production planning complete; MRL 9-10: Full scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

6 US Department of Energy - 2013 Fuel Cell Technologies Market Report Fuel Cell Technologies Office - November 2014 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 11 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

FQD – as well as the development of minimum obligatory targets at Member State level for 
Hydrogen Refuelling Stations Deployment (Clean Power for Transport Package ‐ CPTP) 7. The overall 
balance with alternative mobility solutions – and in particular battery‐based and hydrogen‐battery 
hybrid electric mobility – and the acceptable requirements on the power grids also have a high 
potential indirect impact on the feasibility of a mass deployment of fuel cell based mobility. 

  The carbon yield of the technologies involved in this Innovation Field depend on the way hydrogen 
is produced but have a great potential for cleanliness and sustainability, and therefore support EU 
societal challenges related to “Secure, clean and efficient energy” and “Smart, green and integrated 
transport”, as well as the reduction of EU dependence on imported hydrocarbons.  

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001.  
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria8. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. In this period the publication rate has been rising 
since the 2013, which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

7 HydrogenEurope - The ultimate guide to fuel cells and hydrogen technology - 2016 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 12 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of this Innovation 
Field. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

NewBusFuel 

Short Description 

New Bus ReFuelling for European Hydrogen Bus Depots 

Safe Hydrogen Fuel 

Safe Hydrogen‐On‐Demand Fuel for E‐Vehicles 

H2REF 

H2ME 

VOLUMETRIQ 

COMPASS 

VEZ 

Development of a cost effective and reliable hydrogen fuel cell vehicle refuelling system 

Hydrogen Mobility Europe 

Volume Manufacturing of PEM FC Stacks for Transportation and In‐line Quality Assurance 

Competitive Auxiliary Power Units for vehicles based on metal supported stack technology 

Zero emission boat for public transports in water cities, featuring mission and 
characteristics at least similar to the typical Venice ‘Vaporetto’ 

  Defence sector  

European Defence Agency’s Energy and Environment Programme, launched in 2014, aims to support 
Member States Armed Forces’ journey towards a low‐carbon, sustainable future. One of its purposes is to 
examine opportunities to reduce fuel and energy consumption on operations for sea, land and air 
capabilities. EDA has developed a flexible way of carrying out research & technology projects in the field of 
Unmanned Maritime Systems (UMS) for future naval applications. This integrated research programme was 
approved by European defence ministers as early as 2009. So far 15 projects have been launched in that 
framework for a total value of more than €50 million.  A relevant on‐going project is reported in the 
following table: 

Acronym 

 STHENIS 

Short Description 

Study of Hybrid fuel cells Energy Interoperable System 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 13 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the long term (>2022) and will be later 
further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION9

TRL10

KETs11 

Energy generation storage & distribution 
Structural  materials  and 
structural effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments

technologies  and 

Core
Core

Core

Software Innovation Dependency:  Not applicable. 
Patent Analysis 

3‐4
3‐4

3‐4

AM|NANO 
AM|AMS|NANO 

AM|AMS|NANO 

Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use of patent analysis, although interesting to understand the general trend within an Innovation Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   

9  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

10 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

11 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 14 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation12, with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

EP
5%

KR
9%

CA
2%

JP
25%

US
24%

CN
16%

WO
9%

DE
10%

2008

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country13

3944

630

425

205

97

28

57

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

779

H01M B60L

379

H02J

202

B60K

154

H02P

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification14 

12 http://info.thomsoninnovation.com/ 
13  JP:  Japan,  US:  United  States,  CN:  China,  DE:  Germany,  WO:  Worldwide  patent,  KR:  South  Korea,  EP:  European  Patent,  CA: 

Canada 

14  H01M:  PROCESSES  OR  MEANS,  e.g.  BATTERIES,  FOR  THE  DIRECT  CONVERSION  OF  CHEMICAL  ENERGY  INTO 
ELECTRICAL  ENERGY,  B60L:  PROPULSION  OF  ELECTRICALLY-PROPELLED  VEHICLES  SUPPLYING  ELECTRIC 
POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE 
SYSTEMS  FOR  VEHICLES  IN  GENERAL;  MAGNETIC  SUSPENSION  OR  LEVITATION  FOR  VEHICLES; 
MONITORING  OPERATING  VARIABLES  OF  ELECTRICALLY-PROPELLED  VEHICLES;  ELECTRIC  SAFETY 
DEVICES  FOR  ELECTRICALLY-PROPELLED  VEHICLES,  H02J:  CIRCUIT  ARRANGEMENTS  OR  SYSTEMS  FOR 
SUPPLYING  OR  DISTRIBUTING  ELECTRIC  POWER;  SYSTEMS  FOR  STORING  ELECTRIC  ENERGY,  B60K: 
ARRANGEMENT  OR  MOUNTING  OF  PROPULSION  UNITS  OR  OF  TRANSMISSIONS 
IN  VEHICLES; 
ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR 
VEHICLES;  INSTRUMENTATION  OR  DASHBOARDS  FOR  VEHICLES;  ARRANGEMENTS  IN  CONNECTION  WITH 
COOLING,  AIR  INTAKE,  GAS  EXHAUST  OR  FUEL  SUPPLY  OF  PROPULSION  UNITS  IN  VEHICLES,  H02P: 
CONTROL  OR  REGULATION  OF  ELECTRIC  MOTORS,  ELECTRIC  GENERATORS  OR  DYNAMO-ELECTRIC 
CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 15 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

959

666

583

514

406

392

TOYOTA
MOTOR CO
LTD

HONDA
MOTOR CO
LTD

GM GLOBAL
TECH
OPERATIONS
INC

HYUNDAI
MOTOR CO
LTD

NISSAN
MOTOR

DAIMLER AG PANASONIC

CORP

BOSCH
GMBH
ROBERT

Top Worldwide Patents’ Applicants 

131

101

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 16 / 24 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

ENERGY FOR MOBILITY 

INNOVATION FIELD: Small scale embedded energy systems for portable applications 

ENER-12/ELE-11 

Description 

Embedded energy systems, including fuel cell and battery systems as well as hybrid solutions, for portable 
applications  and  with  improved  autonomy  and  performance  at  both  single  component  and  system  level, 
designed towards miniaturisation, compatibility,  safety, user‐friendliness, cost‐effectiveness and optimized 
system efficiency, dynamics, start‐up time and durability. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

This Innovation Fields actually integrates two main technological paths: batteries and fuel cells. Predictions 
of the significant impact of innovation in this field can be made based on the expected growth rate of both 
the batteries and fuel cells markets. 
Nowadays, the portable energy systems market is mainly dominated by batteries (e.g. Lithium). The global 
portable battery market is expected to reach $10.94 Billion by 2020, at an estimated CAGR of 17.53 % from 
2014  to  20201.  Asia‐Pacific  is  the  leading  region  in  the  overall  market  followed  by  North  America  and 
Europe. The main players in the portable (e.g. Smartphone, Tablet, Portable Devices) batteries include: BYD 
Company Ltd. (CN), China Bak Battery, Inc. (CN), Duracell International Inc. (US), Energizer Holding Inc. (US), 
LG  Chem  Inc.  (KR),  Mophie  Inc.  (US),  Panasonic  Corporation.  (JP),  Samsung  Sdi  Co.  Ltd  (KR),  Simplo 
Technology Co. Ltd and Sony Corporation (JP). 
In  parallel  to  batteries,  fuel  cells  are  devices  that  electrochemically  combine  hydrogen  and  oxygen,  to 
produce electricity, water, and heat. The European fuel cell market revenue is estimated to reach $613.7 
million  by  20182.  According  to  global  Market  Insights3,  only  portable  application  segment  is  predicted  to 
register more than 7.1% of CAGR during the period 2016‐2024. Growing demand for portable charger as 
power  source  for  consumer  electronic  items  like  camera,  laptop,  smart  phones,  etc.  are  predicted  to 
promote portable fuel cell market trends.  
Some of the main small scale embedded energy systems for portable applications suppliers include AFC 
Energy (UK), Heliocentris (DE), Topsoe (DE), Genport SRL (IT), SFC Energy (DE), and Ceres Power (UK), Bolt 
Battery Company Limited (HK).  
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1 MarketsandMarkets – “Portable Battery Pack Market by Capacity Range, Product Type (Smartphone, Tablet, Portable Devices and 
Others), Technology (Li-ion, Nickel Metal Hydride, Li-Polymer, and Nickel Cadmium) & Geography - Global Forecast to 2014 – 
2020” – June 2014 

2  Marketsandmarkets,  Europe  Fuel  Cell  Technology  Market:  By  Applications  (Portable,  Stationary,Transport),  Types  (PEMFC, 
DMFC, PAFC, SOFC, MCFC), Fuel (Hydrogen, Natural gas, Methanol, Anaerobic Digester gas) & geography – European Trends 
And Forecast To 2018,  June 2013 

3 GlobalMarketInsights inc. – “Fuel Cell Market Size By Application (Stationary, Portable, Transport), By Product (PEMFC, DMFC, 
SOFC),  Industry  Analysis  Report,  Regional  Outlook  (U.S,  Canada,  Germany,  UK,  Japan,  South  Korea,  South  Africa,  Brazil), 
Application Potential, Price Trends, Competitive Market Share & Forecast, 2016 – 2024” – August 2016 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 17 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

Micro‐fuel cell for powering or recharging handheld or wearable electronic 
devices 
Energy Sensing and Control 
Radio equipment 
All portable electronic devices (e.g. mobile phones, watches, cars, etc..)

System 
Readiness 
Level4 
3 

Manufacturing 
Readiness 
Level5 
5‐6

3 
2‐3 
5 

5‐6
3‐4
9

  Defence Market 

The impact of this innovation field on the defence market can be surmised based on a number of factors. 
Firstly,  with  the  growing  demand  for  portable  power  and  the  current  limitations  of  batteries  and 
generators, fuel cell technology has been predicted to become a key future power source for the military 
customers. There are 1.4 million soldiers currently on active duty in the US army6; more than $1.1 billion 
have been spent in 2006 on batteries for US military and aerospace applications.  Also European armies 
have  been  working  on  this  topic,  since  for  example  France  started  the  FELIN  program,  Germany  the 
GLADIUS program and the UK has the FIST (Future Infantry Soldier Technology) programme as well as the 
Russian RATNIK programme are all relying on portable energy systems. All these initiatives show how the 
integration  of  an  efficient  lightweight  energy  system  ‐  eventually  coupled  with  energy  harvesting  from 
movement or with the environment capabilities – is a key development for European armies’ future soldier.
The military sector is actively seeking advanced, proven technologies to better meet its needs for compact, 
lightweight,  high‐performance  power.  In  addition,  the  military  sector  has  a  strong  need  for  advanced 
portable power sources with low heat, noise and emissions to replace existing petrol and diesel generator 
sets7. 
Therefore, portable fuel cells power supplies are of great interest to military forces worldwide. Compared 
to  the  most  commonly‐used  military  lithium‐ion  batteries,  fuel  cells  power  supplies  enable  either  much 
longer missions with the same weight, greatly reduced mass, or a combination of the two. Portable fuel cell 
power  supplies  cover  a  wide  range  of  sizes  and  powers,  from  sub‐kilogram  power  supplies  for  individual 
soldiers  at  the  20  W  power  levels  to  multi‐kilowatt  auxiliary  power  units  for  vehicles  to  enable  “silent 
watch” capability. The military sector offers a unique early market for portable fuel cells, as it is one of the 
few organizations that routinely operate portable equipment consuming kilowatt‐hours of equipment using 
batteries8. 
Furthermore, particularly the U.S. military sector demonstrated an interest in this field through funding and 
support  of  militaries  over  the  past  decade.  Indeed  an  example  of  these  financial  efforts  can  be  Protonex 
Technology9. In 2009 it was the latest portable fuel cell developer to land a military contract to advance the 
potential  for  its  technology.  The  Southborough,  Mass‐based  company  affirmed  that  the  U.S.  Army  was 
giving  it  $1.48  million  to  find  ways  to  run  its  solid  oxide  fuel  cells  on  other  fuels,  including  biodiesel  and 
butanol.  

4 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

6 Protonex, Market overview from Frost and Sullivan, 2003 
7 https://protonex.com/company/ 
8 Jerry L. Martin, Portable Military Fuel Cell Power Systems, 2009 
9 Jeff St. John, Uncle Sam Wants Portable Fuel Cells, 2009 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 18 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

The  benefits  that  fuel  cells  can  offer  are  reduced  fuel  and  battery  use,  extended  run‐times  and  quiet 
operation. Two of the most developed markets for fuel cells in military applications are unmanned vehicles 
(UVs)  and  portable  soldier  power.  These  two  markets  alone  represent  millions  of  dollars  in  potential 
demand. Portable soldier power refers to power units that soldiers carry into the field. These range from 
power  packs  carried  by  soldiers  to  power  equipment  on  their  person  to  larger  units  used  to  power 
installations  in  the  field.  Fuel  cells  used  in  portable  soldier  power  are  generally  used  for  radio  and 
communications  applications  as  well  as  mobile  surveillance.  Other  applications  for  larger  fuel  cell  units 
include fixed installations for communications devices and remote monitoring. Like portable fuel cells for 
the  dismounted  soldier,  these  power  units  must  often  be  carried  into  position  at  a  remote  monitoring 
station or to  an expeditionary base by a dismounted soldier. Once again, weight,  durability and run‐time 
are  critical  issues.    The  key  drivers  behind  growth  in  the  market  for  fuel  cell  portable  devices  are 
government funding and the need to reduce the weight borne by soldiers. A number of fuel cell companies 
in the U.S. and Europe are actively working with military organisations on developing extended range SOFC 
and DMFC‐battery mobile charging units. Hybridised DMFC‐battery units have a substantial advantage over 
pure  battery  devices  in  terms  of  extended  run‐times.  The  market  barriers  for  these  specific  technologies 
include  competing  technologies  such  as  advanced,  lightweight  batteries  with  extended  run‐times 
(particularly lithium‐ion and lithium polymer), and military acceptance of methanol fuel. Methanol is not a 
commonly  used  fuel  in  the  military  and  its  introduction  would  add  an  extra  logistical  dimension  to  field 
operations10.  
Some of the main small scale embedded energy systems for portable applications defence market suppliers 
include SFC Energy (UK), Nortec Electronics (DE), UltraLife (US), Denchi Power (UK), Fabrimex (CH), Dewey 
(US), Protonex (US), ASB Aerospatiale Batteries (FR).  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Lightweight and robust solution for powering electronic devices, e.g. devices worn by infantry 
soldiers  
Surveillance equipment for civil protection 
Radio‐ equipment 
All portable electronic devices

SRL4  MRL5 

5 

2‐3 
2‐3 
5 

9

3‐4
3‐4
9

Non Technological Drivers / Barriers 

  The research in this domain is important to enhance EU independence in energy storage materials 

and components  

  The area provides lightweight, safe and low‐cost solutions for powering or recharging a wide range 

of handheld or wearable electronic devices, this translates into a strong economic impact 
  The technological developments involved in this Innovation Field address societal challenges 

related to “Secure, clean and efficient energy” and “Smart, green and integrated transport” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001.  

10 Anissa Dehamna and Lisa Callaghan Jerram, Fuel Cell Today, Military and Fuel Cell Adoption, 2010 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 19 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

  On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 

Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria11. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. In this period the publication rate has been rising 
since the 2013, which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

This Innovation Field is related to the key applications identified by ECSEL, within its multi‐annual Strategic 
Plan 2016, for the field of SMART ENERGY: Sustainable power generation and energy conversion, reduction 
of energy consumption and efficient community energy management. According to ECSEL, research targets 
have to cover innovations in further enhancements of efficiency, reduction of consumption and by 
miniaturization of the system sizes. Along with new applications, the demand for highly reliable and robust 

11 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 20 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

devices has to be supported. The necessary innovations in smart energy require applied research including 
validation and prototyping. Furthermore, research activities, developments and demonstration scenarios 
should be open to different application scales. As an application oriented area, the majority of projects, in 
terms of spent funding, should be on research projects with capability to be quickly transferred into market 
relevant solutions.  
Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of Small scale 
embedded energy systems for portable applications. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

FlexiFuel‐SOFC 

Development of a new and highly efficient micro‐scale CHP system based on fuel‐flexible 
gasification and a SOFC 

Micro‐SOLUTION  Micro‐Solid Oxide Fuel Cells based on highly catalytic ceramic oxide thin films nanostructures 

ULTRA‐SOFC 

BATMAN 

ARPEMA 

ARTIST 

LIB‐Si anode 

NANOGEN 

iPUBLIC 

QUALICERT 

Breaking the temperature limits of Solid Oxide Fuel Cells: Towards a newfamily of ultra‐thin 
portable power sources 

Feasibility study of a high energy BATtery with novel Metallic lithium ANode 

Anionic redox processes: A transformational approach for advanced energy materials 

Advancing Rechargeable‐Batteries Through In Situ Techniques 

Silicon/Carbon Nano‐Hybrid Lithium‐Ion Battery Anode: Green Facile Scalable Synthesis 
Inspired by Thermosetting Polymers 

Polymer‐based piezoelectric nanogenerators for energy harvesting 

Inkjet Printed Ultrafast Batteries and Large Integrated Capacitors 

Quality certification & accreditation for installers of small‐scale renewable energy systems 
(from Intelligent Energy Europe, 2009‐20011) 

  Defence sector  

Within the Combat Equipment for Dismounted Soldier Feasibility Study Programme (CEDS FSP) (01/2013 ‐ 
12/2015)  EDA  looked  at  the  possibilities  offered  by  innovative  technologies  for  soldier  systems.  The 
programme focused on four key areas: observation, energy, human factors, and survivability. Within each 
of the four key areas multiple projects were running. (Further information is yet to come). 
The “GO GREEN” project was officially launched at the European Defence Agency (EDA) Steering Board on 
March  22nd,  2012  with  the  aim  of  enabling  participating  Armed  Forces  to  produce  by  themselves  the 
electricity they need (from renewable sources) and even to generate additional revenues for the defence 
budgets by feeding surplus electricity into the general electricity network.  
Some projects build on previous work conducted at EDA under its MILITARY GREEN initiative and include 
numerous studies and working papers originating as far back as 2006. In the following table an example of 
a relevant on‐going project is reported: 

Acronym 

Short Description 

EnE 

Energy and Environment Programme 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 21 / 24 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market  

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Energy generation storage & distribution 
Sensor Technology and Components 
Structural  materials  and  technologies  and  structural  effects 
analysis 
Light and strong materials, surface treatments

Core
Enabling
Core

9 
5‐6 
9

AM|NANO|MNE 
AM | AMS 
AM | AMS | NANO

Enabling

7‐8 

AM | AMS | NANO

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use of patent analysis, although interesting to understand the general trend within an Innovation Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 22 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings). 

s
t
n
e
t
a
P
°
N

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

EP
4%

TW
2%

CA
1%

WO
6%

CN
43%

US
19%

KR
11%

JP
14%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country16

2431

614

562

1376

246

181

144

19

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

H01M H02J

294

F21L

194

G06F

130

G01R

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16  CN:  China,  US:  United  States,  JP:  Japan,  KR:  South  Korea,  WO:  Worldwide  patent,  EP:  European  patent,    TW:  Taiwan,  CA: 

Canada  

17  H01M:  PROCESSES  OR  MEANS,  e.g.  BATTERIES,  FOR  THE  DIRECT  CONVERSION  OF  CHEMICAL  ENERGY  INTO 
ELECTRICAL  ENERGY,  H02J:  CIRCUIT  ARRANGEMENTS  OR  SYSTEMS  FOR  SUPPLYING  OR  DISTRIBUTING 
ELECTRIC  POWER;  SYSTEMS  FOR  STORING  ELECTRIC  ENERGY,  F21L:  LIGHTING  DEVICES  OR  SYSTEMS 
THEREOF, BEING PORTABLE OR SPECIALLY ADAPTED FOR TRANSPORTATION, G06F: ELECTRIC DIGITAL DATA 
PROCESSING,  G01R: MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES  

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 23 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

768

171

136

111

85

84

SAMSUNG SDI
CO LTD

LG CHEMICAL
LTD

PANASONIC
CORP

APPLE INC

SANYO
ELECTRIC CO

KUNSHAN
SHENGGUANG
NEW ENERGY
TECHNOLOGY
CO LTD

Top Worldwide Patents’ Applicants 

ANNEX B – ENERGY FOR MOBILITY 

Page B 24 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

DEF-15 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: High Performance / Low Weight Design and Materials 

Description 

High  Performance  /  Low  Weight  Design  and  Materials  for  launch  systems  (Truss  like  Carbon  Fibre 
Composites design solutions, High Strain philosophy, Ultrathin composites, Probabilistic design process, Use 
of new materials like nano‐modified resins, etc.) 

Impact assessment 

  Civilian Market  

It  is  still  difficult  to  estimate  the  full  impact  of  innovation  in  the  field  of  high  performance/low  weight 
design  and  materials.  Nonetheless,  based  on  the  growth  and  recent  developments  in  the  prototyping 
materials market, it can be predicted that the impact will be significant. 
The global rapid prototyping materials market was valued at USD 217.5 Million in 2015 and is projected to 
reach  USD  903.8  Million  by  2021,  at  a  CAGR  of  26.8%  from  2016  to  20211.  Increasing  demand  of  rapid 
prototyping  materials  from  varied  end‐use  industries  is  expected  to  drive  the  growth  of  the  rapid 
prototyping  materials  market  in  the  near  future.  Recent  advancements  in  the  field  of  rapid  prototyping 
such as implementation of 3D printing technology for prototyping as well as manufacturing applications has 
also  contributed  to  the  growth  of  this  market.  Moreover,  manufacturers  are  working  on  cost‐effective 
prototyping materials for niche applications, wherein testing the performance of prototype is not required1.
The ecosystem of the rapid prototyping materials market comprises raw material suppliers, manufacturers, 
and  distributors.  Major  activities  carried  out  by  raw  material  suppliers  and  manufacturers  in  the  rapid 
prototyping  industry  include  development  of  new  grades  or  applications,  approval  of  products,  and 
certifications. Some of the raw material suppliers in this market include Evonik AG (DE), Arkema S.A. (FR), 
and ArcelorMittal (LU). Manufacturers of rapid prototyping materials include 3D Systems Corporation (US) 
and Stratasys Ltd. (US), among others. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Advanced materials for space launch tanks 
3D printed components for reduced assembly

System Readiness 
Level2 
2
3

Manufacturing Readiness 
Level3 
3‐4 
1‐2 

1 MarketsandMarkets – “Rapid Prototyping Materials Market by Type (Polymers, Metals, Ceramics), Form (Filament, Powder, Ink), 
Function  (Conceptual,  Functional  Prototype),  End  User  (Aerospace  &  Defense,  Manufacturing  &  Construction,  Healthcare)  - 
Global Forecast to 2021” – August 2016 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3  1-2:  Material  &  Process  Design&Development;  MRL  3-4:  Component  &  Equipment  (tooling/machine)  demonstrator;  MRL  5-6: 
Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning complete;  MRL  9-10: Full  scale  stable 
production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 1 / 41 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence Market 

Possible  impact  of  this  innovation  field  on  the  defence  market  can  be  inferred  from  the  interest  of 
governments in ballistic protection for protection of armed forces. Most of major defence spenders such as 
the US, UK, Germany, China, Russia, India are directing their investments on armed personnel protection. 
The  armed  personal  protection  refers  to  the  ballistic  protection  given  to  the  armed  forces,  homeland 
security and law enforcement officers, private security officials, and their vehicles from projectiles such as 
bullets,  explosive  materials,  falling  glass  materials,  mortar  shrapnel,  and  mines.  Growing  violence  and  an 
increase in the number of terrorist threats and attacks are major factors that have elevated the demand for 
ballistic protection equipment. 
Technavio's analysts forecast the global ballistic protection market to grow at a CAGR of 5.15% during the 
period  2016‐20204.  In  particular,  on  the  subject  of  launchers  market,  Space  X  reached  a  role  in  military 
launches, which include satellites that let troops communicate on battlefields. The segment, estimated at 
about  $70  billion  through  2030  by  the  U.S.  Government  Accountability  Office,  is  the  largest  in  a  market 
that also includes civilian and commercial contracts, such as work SpaceX does for NASA. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Low weight Missile System 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 

4 

7‐8

  This domain shall entail a regulation problem for EU policy and a significant economic impact on EU 

civilian market 

  Raw  materials  for  component  manufacturing  are  mainly  outside  European  control  and  it  is  likely 
that  this  will  remain  in  the  future.  Without  access  to  raw  materials,  industry  will  not  be  able  to 
produce a range of products with cutting‐edge features. European defence industries will have to 
adapt  or  manage  dependence  on  a  number  of  sources  outside  the  EU.  If  this  dependence  is 
problematic  or  could  develop  in  the  future,  a  strategy  to  mitigate  the  dependence  and  a  set  of 
policy actions at EU level should be put in place. EDA intends to identify for defence and defence 
industries the existing dependencies on raw materials, and as such champion the defence‘s needs 
for the wider EU strategy which is being championed by the European Commission 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR5/EAR6 restrictions in case of re‐export outside EU7. 

 

4 Technavio – “Global Ballistic Protection Market 2016-2020” – August 2016 
5 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
6 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 2 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is 
decreasing, which could represent an area of lower scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of advanced 
materials. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

ESCaPE 

Short Description 

A game‐changing light aircraft enabled by advanced materials and novel production methods 

SPS_TFP_Strut  Application of tailored fibre placement technology in integral composite structures for ultra‐

lightweight space applications 

C3HARME 

EURO‐CARES 

Next  Generation  Ceramic  Composites  for Combustion  Harsh  Environments and Space 

European Curation of Astromaterials Returned from the Exploration of Space 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 3 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence sector  

During the 10th edition of European Defence Matters 2016 EDA stated the importance for Europe to 
respond to short and longer‐term security challenges both on its territory and beyond. Raw Materials are 
one of the most challenges in order to maintain the sustainability of EU defence industry. Some relevant 
on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

MATERIEL 
STANDARDISATION 

Project with the aim of:

 
 
 

Support harmonised standardisation for defence materiel 
Promote defence standardisation activities 
Provide a network for defence standardisation experts 

RAW MATERIAL 

A project to assess criticality of raw materials for EU defence technologies. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019 – 2022) and will 
be later further explored. 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 4 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

Structural  materials  and  technologies  and  structural  effects 
analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Energetic materials 

RELATION8

TRL9 

KETs10

Core

3‐4 

NANO|AM|AMS

Core
Enabling

3‐4 
7‐8 

NANO|AM|AMS
NANO|AM|AMS

Software Innovation Dependency: Not Applicable. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation11 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

35

30

25

20

15

10

5

0

WO
9%

KR
8%

EP
6%

JP
9%

RU
4%

IL
3%

AU
5%

US
25%

CN
18%

CA
13%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country12

8  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

9 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

10 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

11 http://info.thomsoninnovation.com/ 
12  US:  United  States,  CN:  China,  CA:  Canada,  JP:  Japan,  KR:  South  Korea,  WO:  Worldwide  patent,  EP:  European  patent,  AU: 

Australia, RU: Russia, IL: Israel 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 5 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

1

1

48

26

6

5

0
NANO

IB

0
MNE

0

0

AMT

AM PHOT

F41F

B64G B64D

4

A63H

F42B

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification13

29

10

6

5

4

4

3

Top Worldwide Patents’ Applicants

13  F41F:  APPARATUS  FOR  LAUNCHING  PROJECTILES  OR  MISSILES  FROM  BARRELS,  e.g.  CANNONS;  LAUNCHERS 
FOR  ROCKETS  OR  TORPEDOES;  HARPOON  GUNS,  B64G:  COSMONAUTICS;  VEHICLES  OR  EQUIPMENT 
THEREFOR, 
  B64D:  EQUIPMENT  FOR  FITTING  IN  OR  TO  AIRCRAFT;  FLYING  SUITS;  PARACHUTES; 
ARRANGEMENTS  OR  MOUNTING  OF  POWER  PLANTS  OR  PROPULSION  TRANSMISSIONS  IN  AIRCRAFT,  A63H: 
TOYS,  e.g.  TOPS,  DOLLS,  HOOPS,  BUILDING  BLOCKS,  F42B:  EXPLOSIVE  CHARGES,  e.g.  FOR  BLASTING; 
FIREWORKS; AMMUNITION  

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 6 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

ELE-05 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: 3D System on Chips technologies for “More than Moore” systems 

Description 

Cost‐effective components and circuits going beyond Complementary Metal‐Oxide Semiconductor (CMOS) 
technologies  and  potentially  integratable  with  “System  on  Chip”.  The  aimed  technology  will  enable 
delivering powerful low cost, sensing and actuation solutions, radio frequency capabilities, optical imaging 
and analysis, and other cognitive systems. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

the 

total 

chip  packaging 

Given  the  importance  of  the  system  on  chip  (SoC)  market  within  the  wider  electronics  business  and  the 
need for better integration, a clear potential impact exists for 3D systems‐on‐chip for “more than Moore” 
systems.  For  example,  according  to  Transparency  Market  Research1    the  SoC  market  was  worth  US$35.9 
billion  in  2014  and  will  reach  US$71.9  billion  by  2021,  a  CAGR  of  10.5%  from  2015  to  2021.  As  a 
semiconductor 
comparison, 
business  was  worth  around  $330  billion  in 
2014.)  In  addition,  today’s  MEMS  (micro‐
electro‐mechanical‐systems) 
market 
comprises  both  SoC  and  multichip  module 
approaches  to  integration,  the  latter  often 
referred to as system‐in‐package.  
Though  system‐in‐package  solutions  using 
is  most 
side‐by‐side 
common,  several  examples  of  3D  stacked 
MEMS devices, for example a MEMS sensor 
and stacked ASIC, do exist. Other examples 
include  3D  electro‐optics  integration  using 
flip‐chip  bonding  of 
IC  with  detectors, 
imagers  or  emitters.  The  significance  of 
such  3D  “More‐than‐Moore”  integration  in  the  civilian  follows  the  general  importance  of  the  MEMS 
market,  which  particularly  includes  the  consumer  and  automotive  markets,  and  within  these  segments, 
those  applications  requiring  a  very  high  level  of  integration.  Already,  MEMS  sensor  integration  such  as 
multi‐axis acceleration and gyro sensors to create commercial inertial measurement units is high.  
The demand for system basis chip (SBC) solutions, those combining multiple dies for electronic control units 
in  automobiles  is  expected  to  increase  owing  to  the  increasing  vehicle  production  and  rising  trend  of 
vehicle electrification and human‐machine interaction. It is also worth noticing that the automotive market 
in  Europe  is  really  significant  also  in  terms  of  employment,  since  about  5.6%  of  the  EU  employed 
population, work in the automotive sector2. 
The growing demand for LED lighting in automobiles is expected to be a major driver for the system basis 
chip market. The demand for LED lights for high‐end cars and a few mid‐range cars are rising significantly. 

1  Transparency  Market  Research  –  “System-on-Chip  (SoC)  Market  -  Global  Industry  Analysis,  Size,  Share,  Growth,  Trends  and 

Forecast 2015 – 2021” 

2 European Automobile Manufacturers Association  - ACEA http://www.acea.be/statistics/tag/category/employment-trends 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 7 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

LED has been widely used in many automotive dashboard backlighting, interior lighting, and brake lights. In 
addition,  the  luxury  car  manufacturers  have  significantly  increased  the  usage  of  the  LED  lightings.  The 
demand for SBCs containing LED drivers is expected to grow at a high rate during the forecast period. The 
system  basis  chip  ecosystem  includes  raw  material  suppliers;  semiconductor  manufacturers  such  as  NXP 
Semiconductor NV (NL), Infineon Technologies AG (DE), Texas Instruments, Inc. (US), Robert Bosch GmbH 
(DE),  STMicroelectronics  NV  (CH),  ON  Semiconductor  Corp.  (US),  Atmel  Corporation  (US),  Microchip 
Technology Inc. (US), Elmos Semiconductor AG (DE), and Melexis Semiconductors (BE); system integrators; 
automobile manufacturers; and end users3. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 
Integrated  miniaturized  accelerometers  for  consumer 
electronics 

System Readiness 
Level4 
5

Manufacturing Readiness 
Level5 
9‐10 

  Defence Market 

The  impact  of  this  innovation  field  on  the  defence  sector  can  be  surmised  based  on  factors  such  as  the 
need  for  higher  system  integration  in  all  markets  and  increased  revenue  for  the  global  Aerospace  & 
Defence sector regarding semiconductor. 
The  revenue  growth  for  the  global  Aerospace  &  Defence  sector  regarding  semiconductor  is  expected  to 
take  a  positive  turn,  anyway  the  global  related  industry  has  experienced  decades  of  rapid  technological 
change. This rapid innovation creates an associated problem, called technologic obsolescence6, a problem 
predominantly  and  determining  in  military  application.    Amplification  of  complication  in  communications 
applications and network infrastructure has compelled companies to choose cost‐effective and distributed 
Information  Technology  (IT)  applications.  Heterogeneity,  multiplicity,  and  varying  distinctiveness  of  most 
applications  have  resulted  in  the  need  for  higher  system  integration  services/solutions.  Reforming 
regulatory  regimes  and  the  pressing  need  for  industry  growth  are  the  prominent  factors  driving  the 
consistent  demand  for  integration  of  systems  globally7.  Verticals  such  as  defence,  aviation  and  marine 
systems, energy, oil and gas, and telecommunication and IT are the opportunity drivers for vendors in the 
market. The main players in the IT market are: Accenture (US), Capgemini Group (FR), Computer Sciences 
Corporation  (CSC)  (US),  Fujitsu  Limited  (JP),  IBM  Corporation  (US),  Infosys  Technologies  (IN),  Lockheed 
Martin  Corporation  (US),  Northrop  Grumman  Corporation  (US),  Science  Applications  International 
Corporation (US), Tata Consultancy Services (IN) and Wipro (IN). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

3  MarketsandMarkets  –  “System  Basis  Chip  Market  by  Vehicle  Type  (Passenger  Car,  Light  and  Heavy  Commercial  Vehicle, 
Automated  Guided  Vehicle),  Application  (Powertrain,  Safety,  Chassis,  Body  Electronics,  Telematics  &  Infotainment),  and 
Geography - Global Forecast to 2022” - September 2016 

4 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
6 Australian Government DoD – “A Survey of Electronics Obsolescence and Reliability”, July 2010 
7  MarketsandMarkets  –  “System  Integration  Market  [ALM,  Building  Management  System,  C2/C4isr,  Cloud  Integration  (IAAS), 
Data  Integration,  EAI,  Integrated  Communication,  Network  Integration,  Integrated  Security  Software,  SOA]  -  Worldwide 
Forecasts & Analysis 2013 – 2018” -  December 2013 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 8 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Examples of Defence products/ services / applications

Autonomous (weapon) systems 
Sensor equipment 

Non Technological Drivers / Barriers 

Last revision: 
13/1/2017 

SRL4  MRL5 

1 
5 

‐‐‐
9‐10

  System on chips is particularly critical from the independency of EU industry point of view; in fact 

semiconductor technology is actually unbalanced to USA/Asia.  

 

  Additional opportunities for search are going to be exploited by ECSEL that stated the importance 
to maintain and grow semiconductor and smart system manufacturing capability in Europe, 
including leadership in manufacturing equipment and materials processing8. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. US supplies could be 
subject to ITAR9/EAR10 restrictions in case of re‐export outside EU11. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest:  

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

8 ECSEL - (Multi-BI-) Annual Work Plan and Budget ECSEL (“Electronics Components and Systems for European Leadership”) 

Joint Undertaking - 2016. . 

9 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
10 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
11 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 9 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

ECSEL will open call in 2016 on “Semiconductor Manufacturing, Technology, Equipment and Materials, 
particularly dealing with: a) Equipment and Materials for “More Moore / Advanced and Beyond CMOS”; b) 
Equipment and Materials for “More than Moore”; c) Building blocks of Smart Systems (sensors, actuators, 
controls and interfaces) and d) Integration methods enabling smart functionality, automation and reliable 
operation in harsh and complex environments. 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have also been funded under FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

PILOTS 
TCLS  ARM  FOR 
SPACE 
REFERENCE 
EQR‐Equid 

PLASMOfab 
NeuRAM3 
REMINDER 
PRIME 

Prototyping Internet Lot of Things Software 
Feasibility  and  Definition  of  a  Triple  Core  Lockstep  ARM  System‐on‐Chip  for  Space 
Applications 
Rf Engineered substrates to FostER fEm performaNCE 
Real Time, Secure Equine ID Information Platform (EQR‐Equid) 
A generic CMOS‐compatible platform for co‐integrated plasmonics/photonics/electronics PICs 
towards volume manufacturing of low energy, small size and high performance photonic 
devices 
NEUral computing aRchitectures in Advanced Monolithic 3D‐VLSI nano‐technologies 
Revolutionary embedded memory for internet of things devices and energy reduction 
Ultra‐Low PoweR technologIes and MEmory architectures for IoT 

The French 3.5 billion euros Nano2017 programme, supporting the micro‐nano electronics ecosystem in 
Grenoble, also coordinated with the ECSEL initiative, is significantly related with this field of innovation. 

  Defence sector  

Relevant on‐going projects helping to move the European defence industry towards independence was 
promoted. A multinational research and development project under the leadership of the European 
Defence Agency (EDA) succeeded in implementing the entire supply chain for the realization of power 
electronics components based on gallium nitride within Europe. 

Acronym 

Short Description 

New electronic 
components 

Manufacturable GaN‐SiC‐substrates and GaN epitaxial wafers supply chain 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 10 / 41 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Structural  materials  and  technologies  and  structural  effects 
analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Electronic components 

Core

Core
Enabling

8

8
7‐8 

AMS | AM

AMS | AM | NANO
MNE 

Software Innovation Dependency:  As with other system‐on‐chip approaches, software is a key enabler. 
Indeed in “more than Moore” applications, the diversity of potential chip‐level integration makes 
simulation and modelling more complex. Design layouts, and the integration of different processing steps 
(for example, MEMS‐first or MEMS‐last approaches) is also more complex. As yet, unlike more conventional 
SoC integration, “more than Moore” the extent of design libraries is limited and standardization is 
immature. 

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 11 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

1200

1000

s
t
n
e
t
a
P
°
N

800

600

400

200

0

2014
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2013

2011

2012

TW
4%

EP
4%

WO
7%

KR
7%

CN
35%

JP
13%

US
30%

2015

Patents Publication Country16  

1956

2059

1601

445

145

305

118

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

288

245
H01L H01M H04N

190

G01N

57

H01B

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification17 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, US: United States, JP: Japan, KR: South Korea, WO: Worldwide patent, TW: Taiwan, EP: European Patent 
17  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES;  ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  H01M: 
PROCESSES  OR  MEANS,  e.g.  BATTERIES,  FOR  THE  DIRECT  CONVERSION  OF  CHEMICAL  ENERGY  INTO 
ELECTRICAL  ENERGY,  H04N:  PICTORIAL  COMMUNICATION,  e.g.  TELEVISION,  G01N:  INVESTIGATING  OR 
ANALYSING  MATERIALS  BY  DETERMINING  THEIR  CHEMICAL  OR  PHYSICAL  PROPERTIES,  H01B:  CABLES; 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 12 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

151

70

53

49

46

38

38

Top Worldwide Patents’ Applicants

CONDUCTORS;  INSULATORS;  SELECTION  OF  MATERIALS  FOR  THEIR  CONDUCTIVE,  INSULATING  OR 
DIELECTRIC PROPERTIES 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 13 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

ELE-27 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: Chip‐level system integration solutions 

Description 

Chip  and  near‐chip  level  integration  capabilities  which  provide  robust,  highly  miniaturized  system 
integration ‐ including 3D integration ‐ to greatly reduce size, form factor, weight and bill of materials while 
maintaining performance and cost targets. This includes the capability to physically integrate components 
that  allow  traceability  of  the  chips,  to  enable  use  of  commercial  off  the  shelf  (COTS)  components  while 
delivering advanced functionalities and limit the need for new certification in those applications that need 
it. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

System‐on‐chip technology (SoC) is the integration of several components that are useful in the working of 
a device onto a single silicon chip to form an electronic system. SoC can be considered as a small computer 
carrying all the essential components such as motherboard, processor, graphics processor, memory, and 
peripherals, all onto a single chip.  
As such SoC is a subset of the total semiconductor market and is driven primarily by the need for reduced 
form factor and improved power consumption.  
According to Transparency Market Research1, the SoC market was worth US$35.9 billion in 2014 and will 
reach US$71.9 billion by 2021, a CAGR of 10.5% from 2015 to 2021. As a comparison, the total 
semiconductor business was worth around $330 billion in 2014. 
Miniaturization of electronics is a continuing major trend, as can be seen in the ever‐increasing number of 
smartphones,  smart  watches  and  wearables,  and  the  global  competition  in  this  domain  is  fierce.  Most 
industrial segments are involved by this trend, including automotive, healthcare, and industrial equipment 
and the military. Technological advancements mean that SoCs are displaying high performance, less power 
consumption, and more energy efficiency than ever before. 
Major players worldwide include: Apple (US), Intel (US), MediaTek (TW), Qualcomm (US), Samsung (KR), 
ARM (UK), Broadcom (US), Freescale Semiconductors (US), Infineon Technologies (DE), Marvel Technology 
(US), ST Microelectronics (CH) and Texas Instruments (US). Important to note is the increasing roles of 
companies like Apple, but also system players like Cisco and Amazon, in electronics design. 
In  terms  of  3D  chip‐level  integration,  this  trend  is  being  led  by  the  memory  segment  and  specifically  by 
NAND  flash.  Both  Micron  and  Samsung  have  produced  3D  integrated  flash  memory  solutions.  As  to 
emphasize  the  importance  of  this  future  trend  in  memory,  Micron  has  stated  that  all  future  products  in 
development are now based on 3D NAND and that its last planar memory products will end with 16 nm 128 
Gb chips. This development is important for all civilian and defence applications requiring ultra‐high levels 
of integration, though as yet are not being substantially applied to heterogeneous chip integration outside 
of research and some MEMS (Micro‐Electro Mechanical Systems) segments. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

1  Transparency  Market  Research  –  “System-on-Chip  (SoC)  Market  -  Global  Industry  Analysis,  Size,  Share,  Growth,  Trends  and 

Forecast 2015 – 2021” 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 14 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 
Body (wearable) electronic devices 
Single chip mobile transceivers 
Automotive infotainment SoC solutions 

System Readiness 
Level2 
4
5
5

Manufacturing Readiness 
Level3 
7‐8 
9‐10 
9‐10 

  Defence Market 

While it is still difficult to predict, the potential impact of this innovation field on the defence market can be 
illustrated through the developments in the military satellite market.  
One  of  the  most  representative  examples  of  SoC  implementation  is  the  C4ISR  (command,  control, 
communications, computers, intelligence, surveillance & reconnaissance). The C4ISR market is estimated to 
be valued at USD 93.80 Billion in 2016, and is projected to reach USD 110.78 Billion by 2021, at a CAGR of 
3.38% from 2016 to 20214. The integration of C4ISR systems into existing platforms is driving the market. 
This  ensures  faster  integration  of  the  system  to  the  platform  and  reduces  associated  costs.  Various 
technological  advancements  in  the  market  such  as  cyber‐defence,  combat  systems,  and  wind  shear 
technology,  among  others  have  led  to  the  development  of  enhanced  C4ISR  systems4.  Vendors  are 
constantly  innovating  in  formulations  and  are  even  inventing  new  ways  to  offer  better  solutions  to  the 
defence  industries.  For  instance,  with  the  implementation  of  small  satellites,  military  troops  can  utilize 
navigation and communication facilities effectively. These satellites are ten times cheaper and faster than 
legacy  satellites  and  are  made  with  the  help  of  COTS  technology.  The  global  military  satellite  market  is 
highly  competitive  owing  to  the  presence  of  many  prominent  players  that  hold  maximum  market  shares 
during  the  forecast  period.  However,  the 
innovative 
technologies, such as COTS systems, by the vendors will bring about a change in market  dominance.  The 
competitive  environment  in  this  market  is  likely  to  intensify  due  to  an  increase  in  product/service 
extensions, technological innovations. 
Another domain to be mentioned is the connected soldier. In national programs such as FELIN or Gladius, 
weight and autonomy is one of the major challenges to be faced, and improvements on the integration of 
worn electronics appears as a key for success. 
Leading vendors in the market are: Boeing (US), Israel Aerospace Industries (IL), Northrop Grumman (US), 
Raytheon (US), Leonardo (IT) and Thales (FR). Other prominent vendors in the market include GE Aviation 
(US),  Lockheed  Martin  (US),  SpaceX  (US),  and  ViaSat  (US)5.  Such  a  predominance  of  the  US  players 
highlights  the  need  for  a  dedicated  effort  towards  supporting  research  and  innovation  of  the  European 
value chains in the field. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

launch  of  new  cost‐efficient  solutions  and 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4  MarketsandMarkets  –  C4ISR  Market  by  Platform  (Land,  Naval,  Airborne)  Application  (Command  &  Control,  Communications, 
Computers,  ISR,  EW)  Component  (Networking  Technologies,  Communication  Networks,  Display  Consoles,  Software,  EW 
Hardware) and Region - Forecast to 2021- July 2016 

5Technavio – “Global Military Satellite Market 2016-2020”- May 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 15 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Examples of Defence products/ services / applications

Future soldier Body (wearable) electronic devices
System‐on‐chip (military applications) 
C4I (Command, Control, Communications, Computers, & Intelligence)

Non Technological Drivers / Barriers 

Last revision: 
13/1/2017 

SRL2  MRL3 

4 
4 
4 

7‐8
7‐8
7‐8

  The independency of EU governments, military forces and industry in chip integration is particularly 
linked to this Innovation Field; an important facilitation could be the use of certified commercial off 
the shelf (COTS) components. 

 

  Additional opportunities for search are going to be exploited by ECSEL that stated the importance 
to maintain and grow semiconductor and smart system manufacturing capability in Europe, 
including leadership in manufacturing equipment and materials processing6. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. US supplies could be 
subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

6 ECSEL - (Multi-BI-) Annual Work Plan and Budget ECSEL (“Electronics Components and Systems for European Leadership”) 

Joint Undertaking - 2016. 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 16 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

ECSEL will open call in 2016 on “Semiconductor Manufacturing, Technology, Equipment and Materials” 
dealing with: Equipment and Materials for "More Moore / Advanced and Beyond CMOS; Equipment and 
Materials for "More than Moore" and Design Technologies. 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

SMARTCARS 

HERCULES 
Space‐COTS 
MaMMoTH‐Up 

DigiTech 

Low cots Advanced Driver Assistance Systems (ADAS): A cost affordable solution for 
improved road safety 
High‐Performance Real‐time Architectures for Low‐Power Embedded Systems 
High‐tech commercial‐off the‐self electronics low‐cost qualified for space 
Massively extended Modular Monitoring for Upper Stages 
Development of a novel generic digital controller for hydraulic load profiling control 
systems  to  significantly  reduce  costs  and  time  in  aircraft  test  rig  development  and 
commissioning 

  Defence sector  

A relevant on‐going project in EDA framework is: 

Acronym 

Short Description 

NLC 

Non‐lethal capabilities 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 17 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

TRL11 

KETs12

Sensor Technology and components 
Computing technologies 
Communication technologies

Core
Core
Enabling

MNE
MNE

7‐8 
7‐8 
7‐8 

Software Innovation Dependency:  System‐in‐chip is a subset of the semiconductor market and one in 
which software is critical in determining design layout between individual ICs as well as SoC simulation. 
Moreover, many SoC companies are fabless, working with foundry partners who provide software 
development kits for their SoC libraries. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation13 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

11 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

12 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

13 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 18 / 41 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

EP
6%

KR
4%

AU
8%

JP
10%

WO
11%

CN
19%

US
42%

25

20

s
t
n
e
t
a
P
°
N

15

10

5

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country 14 

13

11

8

5

7

7

6

4

4

0
NANO

0
IB

MNE

AMS

AM PHOT

G06F

H01Q

F01N

H01L

C01B

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification15 

14 US: United states, CN: China, WO: Worldwide patent, JP: Japan, AU: Australia, EP: European patent, KR: South Korea 
15  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H01Q:  AERIALS,  F01N:  GAS-FLOW  SILENCERS  OR  EXHAUST 
APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR 
INTERNAL-COMBUSTION  ENGINES,  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES;  ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT 
OTHERWISE PROVIDED, C01B: NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 19 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

12

7

5

Raytheon Company

EXXONMOBIL
UPSTREAM RESEARCH
COMPANY

INTEL CORP

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 20 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

SPA-11 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: Embedded power storage and distribution systems 

Description 

Increase  power  efficiency  of  embedded  energy  storage  systems,  in  particular  batteries  and  low  power 
supercapacitors, whilst mastering lifetime and resilience to severe operational conditions. Reduce mass and 
increase  efficiency  of  power  control  and  distribution  units,  especially  for  aircraft  or  Low  Earth  Orbit 
satellites.  Extend  voltage  operational  range  of  embedded  power  electronics  and  electrical  systems,  in 
particular for supporting electrical propulsion or high performance telecommunication payloads. Optimize 
embedded power management and distribution. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The potential impact of this innovation field on the civilian market can best be illustrated with the growing 
battery energy storage system market, which was valued at USD 747.61 Million in 2015 and is expected to 
grow  at  a  CAGR  of  37.0%  between  2016  and  20221.  The  base  year  used  for  the  study  is  2015  and  the 
forecast  period  is  between  2016  and  2022.  The  increasing  demand  for  grid‐connected  solutions  and 
growing  electric  vehicle  market  is  expected  to  impact  the  market  in  the  future1.  The  ecosystem  of  the 
battery  energy  storage  system  market  includes  the  raw  material  provider  and  component  manufacturer, 
battery energy storage system manufacturers, system integrators, and distributors. The key players in the 
market include ABB Ltd. (CH), AEG Power Solutions (NL), General Electric Co. (US), Hitachi ltd (JP), LG Chem. 
(KR),  NEC  Corporation  (JP),  Panasonic  Corporation  (JP),  Samsung  SDI  Co.,  ltd.  (KR),  Siemens  AG  (DE),  and 
Tesla Motors Ltd. (US) among others.  
The  MASP  (Multi  Annual  Strategic  Plan)of  ECSEL  includes  five  key  application  areas  including  “Smart 
Energy”,  on  which  a  call  will  be  opened  in  2016  regarding2:  a)  Sustainable  power  generation  and  energy 
conversion; b) Reduction of energy consumption and c) Efficient community energy management  
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Enhanced batteries for mobile communication 
Enhanced  batteries  for  electric  propulsion  vehicles, 
including aircraft and UAV 

System Readiness 
Level3 
2
1

Manufacturing Readiness 
Level4 
3‐4 
1‐2 

1  MarketsandMarkets  –  “Battery  Energy  Storage  System  Market  by  Battery  Type  (Lithium-Ion,  Advanced  Lead  Acid,  Flow 
Batteries,, & Sodium Sulfur), Connection Type (On-Grid and Off-Grid), Ownership, Revenue Source, Application, and Geography 
- Global Forecast to 2022” – March 2016 

2  (Multi-BI-)  Annual  Work  Plan  and  Budget  ECSEL  (“Electronics  Components  and  Systems  for  European  Leadership”)  Joint 

Undertaking, 2016. 

3  System  Readiness  Level:  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;    3-System  Development  &  demonstration;  4-

Production & Development; 5-Operations & support 

4  Manufacturing  Readiness  Level  1-2:  Material  &  Process  Design&Development;  MRL  3-4:  Component  &  Equipment 
(tooling/machine)  demonstrator;  MRL  5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production 
planning complete; MRL 9-10: Full scale stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, 
waste, etc.) 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 21 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence Market 

Developments in the area of batteries and low power supercapacitors are expected to have high relevance 
for  defence  applications,  such  as  military  satellites  as  well  as  unmanned  vehicles  (underwater,  land,  air, 
naval,  etc...).  An  insight  of  the  potential  future  impact  of  this  Innovation  Field  can  be  illustrated  with  the 
growing global UAV (Unmanned Aerial Vehicle) market, even though this represents only a partial view of 
the potential applications. 
Technavio’s market research analyst predicts the global Unmanned Aerial Vehicle (UAV) market to grow at 
a CAGR of more than 10% by 20205. A major factor that propels the prospects for growth in this market is 
its  high‐cost  effectiveness  and  its  ease  of  operation  in  comparison  to  manned  aircrafts,  for  military  and 
commercial applications. Furthermore, the augmented demand for UAVs from emerging markets, such as 
the Middle East and Asia, will result in this market’s strong growth during the forecast period. 
Geographically,  the  Americas  will  be  the  largest  market  for  UAVs  during  the  forecast  period.  This  region 
currently accounts for more than 54% of the total market share and is envisaged to retain its hold over the 
market by 2020 owing to the augmented demand for UAVs from the US army. The presence of major UAV 
manufacturers, such as Lockheed Martin, Aurora Flight Sciences, General Atomics, Northrop Grumman, and 
AeroVironment, in the US region, is another factor that will foster market growth in the Americas during the 
predicted period5.  
Some  possible  products/services  identified  for  defence  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Low weight batteries for long range UAV 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL4 

3 

5‐6

  Embedded energy storage systems pertain to raw materials for component manufacturing that are 
mainly outside European control and probably will remain in the future. This technology shall 
manifest a major economic impact on EU civilian and military market and a regulation problem for 
EU policy. 

  This Innovation Field can significantly contribute to the societal challenge “Secure, clean and 

 

efficient energy”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

5 Technavio – “Global UAV Market 2016-2020” – January 2016 
6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 22 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify A 
scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify specific 
innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific know‐
how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 2011‐
2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, which 
could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of advanced 
materials. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

FerroHub 

A modular power electronic inverter based on a local DC nanogrid for solar, storage and 
smart grids 

GREENERNET 

Advanced Flow Battery Energy Storage Systems in a Microgrid Network 

MONBASA 

Monolithic Batteries for Spaceship Applications 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 23 / 41 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

TEES 

A high‐efficiency energy storage system that captures energy generated from renewable 
sources, waste energy from industry, and solar radiation, in a compressed fluid and heat 
pump hybrid system. 

MobileBattery  Mobile Energy System for recharging, energy buffering and long‐distance travelling 

XER‐HSA 

HESS 

Engineered materials scale‐up at industrial level for highest energy density ultracapacitors 

Hybrid Energy Storage System 

ECO STOCK 

The New Environmental Energy Storage 

CALBATT ‐ ASSET  Advanced Solutions for Smart Energy storage and electric Transportation 

CONCEPT 

CONductive fast Charge system for Electric buses in Public Transport 

  Defence sector  

During 2015 EDA proposed the theme of resiliency and innovation of power storage system, in order to 
protect EU defence industry. A relevant on‐going projects is: 

Acronym 

Short Description 

ENERGY AND 
ENVIRONMENT 
PROGRAMME 

Project with the aim of: 

 

Examine opportunities to reduce fuel and energy consumption on operations for 
sea, land and air capabilities. 

  Assess the impact of future energy policy and new technologies on military 

capability and develop adaptation strategies. 

  Disseminate best practice for the development of alternative energy facilities at 

 

military sites. 
Identify areas of common interest in the energy and environmental fields that 
would benefit from a collaborative approach. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to have 
an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019 – 2022) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 24 / 41 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

Energy generation storage & distribution 
Electronic components 

RELATION9

TRL10 

KETs11

Core 
Enabling 

5‐6 
7‐8 

NANO|AM|AMS
NANO|AM|AMS

Software Innovation Dependency: Not applicable. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation12 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

9  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

10 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

11 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

12 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 25 / 41 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

KR
7%

RU
2%

EP
10%

US
24%

JP
16%

WO
19%

CN
22%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

80

70

60

50

40

30

20

10

0

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country13

72

43

51

32

4

NANO

1

IB

21

7

MNE

AMS

AM PHOT

H01M H01L

15

H02J

7

F41B

7

A61N

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification14

13 US: United States, CN: China, WO: Worldwide patent, JP: Japan, EP: European patent, KR: South Korea, RU: Russia 
14  H01M:  PROCESSES  OR  MEANS,  e.g.  BATTERIES,  FOR  THE  DIRECT  CONVERSION  OF  CHEMICAL  ENERGY  INTO 
ELECTRICAL  ENERGY,  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES;  ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT  OTHERWISE 
PROVIDED;  H02J:  CIRCUIT  ARRANGEMENTS  OR  SYSTEMS  FOR  SUPPLYING  OR  DISTRIBUTING  ELECTRIC 
POWER;  SYSTEMS  FOR  STORING  ELECTRIC  ENERGY,  F41B:  WEAPONS  FOR  PROJECTING  MISSILES  WITHOUT 
USE  OF  EXPLOSIVE  OR  COMBUSTIBLE  PROPELLANT  CHARGE;  WEAPONS  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  A61N: 
ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY  

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 26 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

17

12

9

7

6

5

5

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 27 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

SPA-19 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: Advanced, smart materials for satellite applications 

Description 

Advanced  and  smart  materials,  with  specific  developments  for  space  applications.  New  materials  and 
advanced manufacturing techniques to address new and emerging challenges for spacecraft systems. The 
mitigation of REACH impact on the space sector drives many challenges for space applications, from surface 
treatment,  to  the  use  of  solvents,  glues,  resins  etc.  Some  specific  spacecraft  functions  also  provide  a 
breadth  of  opportunities  with  the  implementation  of  materials  with  mechanical  and  thermal  properties 
(e.g.  high  stability  structural  elements  for  antennas  and  mirrors).  These  are  areas  where  dependence 
situations  are  frequent.  The  potential  offered  by  new  manufacturing  techniques  (additive  manufacturing 
e.g.) is very important in space, where the benefits in terms of cost and mass reduction for equipment are 
very high. New manufacturing techniques may also support the development and adoption of new designs 
and complete new concepts, with strong potential for innovation. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

It  is  still  difficult  to  predict  the  potential  effect  of  future  innovation  in  smart  materials  for  satellite 
applications  due  to  the  wide  breath  of  the  innovation  field.  Nonetheless,  the  developments  in  the  core 
materials  market  for  aerospace  and  the  plastics  market,  illustrate  that  this  innovation  area  will  have  a 
significant impact for civilian applications.  
The  structural  core  material  market  in  aerospace 
interior  is  estimated  to  grow  from  USD  142.2 
Million in 2016 to USD 220.2 Million by 2021, at a 
compound  annual  growth  rate  (CAGR)  of  9.13% 
between  2016  and  20211.  The  base  year 
considered  for  the  study  is  2015  and  the  market 
size is projected between 2016 and 2021. Studies 
regarding aerospace estimate the market size and 
growth  potential  of  the  structural  core  material 
market  in  aerospace  interiors  across  different 
segments  such  as  type,  aircraft  type,  application, 
and  region.  Analyzing  the  global  market  of 
structural  core  material  in  aerospace  interior,  in 
terms  of  volume  (tons)  and  value  (USD  million) 
and  the  forecast  of  the  structural  core  material 
market  size  in  aerospace  interior  by  regions, 
namely, Asia‐Pacific, North America, Europe, and Rest of the World (RoW) is possible to confirm an increase 
in  the  demand  for  aerospace  advanced  material  (Boeing  787  and  Airbus  350  is  expected  to  significantly 
drive the structural core material market in aerospace interiors)1.  

1  MarketsandMarkets  –  “Structural  Core  Material  Market  in  Aerospace  Interior  by  Type  (Honeycomb,  Foam,  and  Balsa),  Aircraft 
Type (Commercial Aircraft, Defense Aircraft, General Aviation, and Helicopter), Application, and by Region - Global Forecast to 
2021” – July 2016. 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 28 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

For the aerospace plastics the global market is expected to reach USD 11.88 billion by 20222, Inc. Plastics 
have been increasingly used in the aerospace industry, due to their beneficial properties including aircraft 
weight  reduction,  thereby  making  it  safer  and  more  economical.  Development  and  penetration  of 
advanced plastics including PPS and PMMA (Poly‐Methyl MethAcrylate) has further intensified the market 
demand for these applications. 
Airframe & fuselage was the largest application accounting for 28.2% in 2014. Aircraft frame contains the 
maximum  amount  of  carbon  fiber  reinforced  plastic  and  composites  which  makes  airframes  lighter  by  as 
much  as  20%  as  compared  to  conventional  aluminum  designs.  Rising  awareness  among  manufacturers 
regarding  the  benefits  of  these  polymers  to  reduce  the  overall  weight  of  the  aircraft  and  increase  fuel 
efficiency is expected to propel demand for aerospace grade plastics by 20222. It is also worth noticing that 
in 2014 over 3000 aeronautics, space and defence companies in European countries employed more than 
795.000 people and generated a turnover of €199.4 billion3. 
Some  of  the  major  industry  players  in  these  markets  include  for  resin  manufacturers:  Huntsman 
Corporation  (US),  Gurit  Holding  AG  (CH),  Scott  Badder  Company  Limited  (UK).  Major  fibre  manufacturers 
include:  Teijin  Limited  (JP)  and  Royal  TenCate  N.V.  (NL)  while  for  structural  core  material  in  aerospace: 
Hexcel  Corporation  (US),  DIAB  Group  (SE),  3A  Composites  (CH),  Evonik  Industries  AG  (DE)  and  The  Gill 
Corporation (US). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Lightweight carbon structure for rocket launch

System Readiness 
Level4 
5

Manufacturing Readiness 
Level5 
7‐8 

  Defence Market 

Military  research  into  advanced  materials  is  directed  to  the  synthesis  and  engineering  of  material 
properties  from  the  nano‐scale  to  the  macro‐scale  and  has  resulted  in  the  discovery  or  development  of 
advantageous  chemical,  physical,  and  mechanical  properties,  with  smart  materials  able  to  respond 
repeatably  to  stimuli  under  a  range  of  conditions6.  These  achievements  illustrate  the  potential  of  this 
innovation field on the defence market. 
One  of  the  most  representative  examples  of  innovative  aerospace  material  manufacturers  is  RTI,  Alcoa7. 
This  company  expands  its  reach  into  titanium  “the  world’s  fastest‐growing  aerospace  metal”  and  adds 
advanced  technologies  and  materials  capabilities  for  greater  innovation  power  in  aerospace  and  beyond.  
This  kind  of  aerospace  multi‐material  coming  from  advanced  technology  of  RTI  and  Alcoa,  is  significantly 
expanding in aerospace and defence market.  Alcoa expects global aerospace sales growth of 8 to 9 percent 
in 2015. Projections for 2016 and 2017 sales growth have nearly doubled to 8 and 13 percent, from 4 to 5 
percent and 6 percent, respectively, showing the ongoing strength of the sector. 80% of RTI’s revenues in 

2 GrandViewResearch – “Aerospace Plastics Market Analysis By Polymer, By Application (Airframe & Fuselage, Wings & Rotor 
Blades, Empennage, Flight Deck & Cockpit, Cabin Areas), By End User (Commercial & Freighter Aircrafts, Military Aircrafts, 
Rotary Aircrafts, General Aviation) And Segment Forecasts To 2022” – April 2016 

3 http://www.asd-europe.org/home/ 
4  System  Readiness  Level:  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;    3-System  Development  &  demonstration;  4-

Production & Development; 5-Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

6 Australian Government DoD – “Exploitation of Smart Materials and Sensors as Disruptive Technologies” - March 2010 
7 https://www.alcoa.com/ - “Alcoa Completes Acquisition of RTI International Metals, Growing Multi-Material Aerospace Portfolio” 

– July 2015 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 29 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

2014 were from the aerospace and defence industries.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Integrated satellite systems for surveillance 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL5 

3 

5‐6

  This domain is currently dominated by US and is a sensitive area, where the US uses export control 

regulations to protect its technology. The EU should consider similar policies to protect EU 
technology. 

 

  Raw materials such as titanium for component manufacturing are mainly outside European control 
and it is likely that this will remain in the future8. For example, the world’s largest supplier of 
titanium is Russia’s VSMPO. European defence industries will have to adapt or manage dependence 
on a number of sources outside the EU. A strategy to mitigate the dependence and a set of policy 
actions at EU level should be put in place. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR9/EAR10 restrictions in case of re‐export outside EU11. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest:  

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

8 http://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/raw-materials - June 2015 
9 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
10 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
11 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 30 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of advanced 
materials. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

ToMax 
ImpAl 
BOREALIS 

FFI 

Short Description 

Toolless Manufacturing of Complex Structures
Improvements for a cost‐effective volume production of advanced aluminum 
The  3A  energy  class  Flexible  Machine  for  the  new  Additive  and  Subtractive  Manufacturing  on 
next generation of complex 3D metal parts. 
Forward Flow Infusion ‐ Low Cost Composite Manufacturing Process for High Volume Production

  Defence sector  

ESA and EDA stated the criticality of research regarding advanced aerospace material for European 
Strategic Non‐Dependence12. For example, high performance carbon fibre materials are required in almost 
all space relevant applications, appearing in components in launchers and satellites. However, there is an 
increasing need to strengthen European suppliers of high performance (e.g. high or intermediate modulus) 
carbon fibres12. 
Furthermore, some critical European materials and processes will be affected by the REACH regulations 
which aim towards green and sustainable long‐term replacement solutions (e.g. alternative materials for 
metallic anodizing and passivation, protective and hardener coatings free of Cr3+ Cr6+, etc.)12. 
Other research needs on materials are related to the development and qualification of space conductive 
adhesives. Another important issue for Europe is to enlarge the number of suppliers of titanium and 
intermetallic composites. The Titanium (Ti) matrix composites have been proven for space structural parts, 
replacing Ti alloy thanks to higher toughness and temperature resistance12. 
This Innovation Field covers many relevant aspects of materials on which many initiatives at national and 
European level are on‐going.  

12 ESA – EDA – EC – “ Critical Space Technologies for European Strategic Non-Dependence” – Actions for 2015/2017 – March 

2015 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 31 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019 – 2022) and will 
be later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP

Structural  materials  and  technologies  and  structural  effects
analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Electronic components 

RELATION13

TRL14 

KETs15

Core

8 

AMS | AM

Core
Enabling

AMS | AM | NANO

8 
7‐8  MNE 

Software Innovation Dependency: Not applicable 
Patent Analysis 

Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   

13  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

14 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

15 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 32 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation16 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

90

80

70

60

s
t
n
e
t
a
P
°
N

50

40

30

20

10

0

FR
2%

IN
2%

DE
2%

KR
2%

EP
5%

JP
5%

WO
7%

US
15%

CN
60%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country17

49

37

27

18

12

3

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

31

24

11

10

9

H01Q B64G B29C

G02B

C08L

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification18

16 http://info.thomsoninnovation.com/ 
17 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, JP: Japan, EP: European patent, KR: South Korea, FR: France, IN: India, 

DE: Germany 

18 H01Q: AERIALS, B64G: COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR, B29C: SHAPING OR JOINING OF 
PLASTICS; SHAPING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED 
PRODUCTS,  e.g.  REPAIRING,  G02B:  OPTICAL  ELEMENTS,  SYSTEMS,  OR  APPARATUS,  C08L:  COMPOSITIONS  OF 
MACROMOLECULAR COMPOUNDS 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 33 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

23

7

6

6

5

5

SHANGHAI
SATELLITE
ENG INST

QUALCOMM
INC

SCHOTT AG

UNIV
ZHEJIANG
TECHNOLOGY

RUAG
SCHWEIZ AG

HARBIN INST
OF
TECHNOLOGY

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 34 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

SPA-22 

FUNDAMENTAL NON‐DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

INNOVATION FIELD: High performance competitive components for harsh, highly constrained 
environments 

Description 

Deep‐submicron  (DSM)  digital  components,  specifically  processors  and  memories,  based  on  advanced 
technology  nodes  such  as  current  65nm  CMOS  or  upcoming  28nm  FDSOI,  designed  so  as  to  deliver  high 
performance, flexibility and scalability while competitively answering stringent mission requirements such 
as that of satellite payload or other systems in a high level of radiation context (e.g. anti electromagnetic 
warfare  military  systems  or  embedded  systems  for  post  nuclear  disaster  robotic  field  operations).  This 
primarily means radiation hardening (e.g. based on advanced component packaging solutions or inherent 
resistance  of  advanced  semiconductor  solutions)  but  also  material  to  complete  application  specific 
integrated  circuits  (ASIC)  modelling,  simulation  and  operational  characterization  capabilities,  ultralow  fail 
rates for long campaign life integrity and reliability validation, including in wide temperature qualification 
domains, as well as assessment and qualification of the relevant supply chain, from material and machinery 
suppliers to partner design houses. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

This  Innovation  field  is  highly  connected  to  the  development  of  radiation‐hard  silicon‐based  ASICs 
(Application‐Specific Integrated Circuits) as customized circuits, as well as to discretes and ASICs based on 
newer  materials,  especially  insulating  substrates.  Broadly  speaking  ASICs  are  used  in  communications, 
automotive,  consumer  electronics,  computers,  and  industrial  applications1  and  Technavio's  analysts 
forecast the global ASIC market to grow at a CAGR of 5.2% over the period 2014‐20191. 
In  the  civilian  market,  radiation‐harsh  environments  requiring  specialist  ASICs  can  include  high‐altitude 
avionics,  space  flight,  X‐ray  scanners,  controls  for  nuclear  power  plants,  and  communication  satellites.  In 
the area of space, a distinction should be made between manned space flight, where ensuring non‐failure is 
critical at any price, and space applications such as lower cost, less mission‐critical unmanned systems and 
communication systems. Today, in the burgeoning satellite communications industry, the trend is toward 
smaller satellites, including cube sats, which have a smaller footprint, and lower power consumption. Such 
satellite systems are playing a role in terrestrial communication systems, providing backbone connectivity 
for terrestrial ISPs to resolve congestion problems. In such applications, industry trends favour agility and 
time  to  market,  features  that  are  more  in  common  with  consumer  applications.  Therefore  an  important 
trend in this segment will be towards more COTS (cost off the shelf) components. 
The ASIC segment is one of the higher value segments of the electronics market and European players are 
among the top global players, which include: Analog Devices (US), Atmel (US), Infineon Technologies (DE), 
STMicroelectronics (CH), Texas Instruments (US), Linear Technology (US), Maxim Integrated Products (US), 
NXP Semiconductors (NL) and ON Semiconductor (US).  
This innovation field is also one that relies on both niche defence/aerospace electronics companies as well 
as  aerospace  companies  who  either  have  an  in‐house  electronics  manufacturing  capability  or  who  have 
design  capability  and  work  with  their  outsource  foundry  partners.  Examples  in  these  categories  include 
Cobham Semiconductor (UK)—which recently purchased US company Aeroflex—BAE Systems (UK), Boeing 
(US), EADS (FR/D), Honeywell Aerospace (US), Intersil (US), International Rectifier (US; recently purchased 

1 Technavio – “Global ASIC Market 2015-2019” – July 2015 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 35 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

by  Infineon  Technologies),  MS  Kennedy  (US),  Northrop  Grumman  (US),  Peregrine  Semiconductor  (US), 
Teledyne (US) and Thales (FR). 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

System‐on‐chip (avionics applications) 
Radiation tolerant satellite transceiver 
Instrumentation amplifier for nuclear controls

  Defence Market 

System Readiness 
Level2 
4
4
4

Manufacturing 
Readiness Level3 
9‐10 
9‐10 
9‐10 

High performance radiation hardened  digital components are closely linked to high‐tech defence market, 
particularly  for  C4I  (Command,  Control,  Communications,  Computers,  &  Intelligence)  segment.  About 
Communications,  a  market  research  analyst  proposed  by  Technavio  predicts  the  global  military  satellite 
market  to  grow  at  a  CAGR  of  approximately  5%  by  20204.  With  the  changing  techniques  of  modern 
warfare, arm and law enforcement agencies are expected to upgrade and implement the use of satellites to 
communicate  with  unmanned  vehicles.  Satellite  communication  (SATCOM)  acts  as  a  bridge  for 
communication between various forces and national command authorities. The ability of modern SATCOM 
devices to enable high‐quality information exchange in remote and vast areas, even in the absence of local 
communication  infrastructure,  will  lead  to  greater  utilization  during  the  forecast  period.  Other  drivers  in 
the  defence  market  include  military  satellites  with  high‐resolution  electro‐optical  systems  to  provide 
images  and  video  and  advanced  remote‐sensing  technology,  and  satellites  to  provide  communications 
bandwidth to support fleets of unmanned aerial vehicles (drones).  
The fast change market in the electronic equipment may generate both qualification (MIL standards) and 
obsolescence  problems  in  the  military  applications.  In  fact,  in  this  sector  usually  the  military  life  cycle 
constraints require conversion of legacy designs to advanced process technology. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

High speed DAC‐ADC 
ASIC DSM (Deep Submicron)
Rad hard multi‐core architectures for space computing

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 
9‐10
7‐8
5‐6

4 
4 
3 

  The semiconductor industry is balanced in favour of the USA/Asia. 
  Drones, both commercial and military, will likely change the nature of needs for harsh, robust 

electronics 

  System on chips is particularly critic from the independency of EU industry point of view; in fact 

semiconductor industrial technology is actually unbalanced towards USA/Asia. 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4 Technavio – “Global Military Satellite Market 2016-2020”- May 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 36 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  ECSEL stated the importance to maintain and grow semiconductor and smart system 

manufacturing capability in Europe, including leadership in manufacturing equipment and materials 
processing5. 

  This innovation field takes into account a critical technology to ensure fair and non‐discriminatory 

 

access to the IP for European companies6. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. US supplies could be 
subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is 
decreasing, which could represent an area of lower scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

5  (Multi-BI-)  Annual  Work  Plan  and  Budget  ECSEL  (“Electronics  Components  and  Systems  for  European  Leadership”)  Joint 

Undertaking, 2016. 

6 Critical Space technologies for European Strategic Non-Dependence, European Commission – EDA March 2015 
7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 37 / 41 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian sector 

Documents by Country (2011‐2015) 

ECSEL  will  open  call  in  2016  on  “Semiconductor  Manufacturing,  Technology,  Equipment  and  Materials” 
dealing  specifically  with:  Equipment  and  Materials  for  “More  Moore  /  Advanced  and  Beyond  CMOS; 
Equipment and Materials for “More than Moore”; Process Technologies for Advanced and Emerging “More 
Moore” semiconductor processes; Process Technologies for Semiconductor Process Differentiation; Process 
Technologies for System in Package and Integration methods enabling smart functionality, automation and 
reliable operation in harsh and complex environments 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under H2020 programmes 
are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

FOR 

TCLS  ARM 
SPACE 
REFERENCE 

PLASMOfab 
REMINDER 

LAST CHANCE 
COMPET 

Feasibility  and  Definition  of  a  Triple  Core Lockstep  ARM  System‐on‐Chip  for  Space 
Applications 
Rf Engineered substrates to FostER fEm performaNCE
A generic CMOS‐compatible platform for co‐integrated plasmonics/photonics/electronics PICs 
towards volume manufacturing of low energy, small size and high performance photonic 
devices 
Revolutionary embedded memory for internet of things devices and energy reduction
New  super‐energy  efficient  non‐volatile  memory  manufacturing  –  bringing  Europe  back  on 
the semiconductor track 
Technologies for European non‐dependence and competitiveness

  Defence sector  

A relevant on‐going project in EDA framework is: 

Acronym 

Short Description 

GovSatcom 

Governmental Satellite Communication

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 38 / 41 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
ECSEL  identified  the  following  key  technologies10  required  for  the  successful  development  of  the  next 
generation  of  on‐board  digital  devices:  high  speed  and  low  power  A/D  and  D/A  converters;  high  speed 
serial  links  between  components  (intra‐boards  and  inter  boards/equipment);  deep  submicron,  radiation‐
hardened  Application  Specific  Integrated  Circuit  (ASIC)  technology  (high  integration,  low  voltage,  low 
power);  Reprogrammable  FPGA;  high  density  modular  packaging;  joint  processor  architecture/algorithm 
optimisation (to minimise complexity burden, interconnects, power consumption, etc) and Advanced CMOS 
technology and CMOS image sensors. 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12 

KETs13

Sensor Technology and components 
Computing technologies 
Communication technologies

Core
Core
Enabling

MNE 
MNE 

7‐8 
7‐8 
7‐8 

Software Innovation Dependency: Though the underlying technology of this innovation field is hardware 
based, software plays a critical role in the form of design, modelling, simulation and operational 
characterization in all segments of the electronics business. The electronic design automation software 
business alone is worth $8.4 billion. The electronics industry is increasingly polarised between fab and 
fabless companies (with the importance of foundries still growing) and software is a critical enabler of this 

10 ECSEL - (Multi-BI-) Annual Work Plan and Budget ECSEL (“Electronics Components and Systems for European Leadership”) 

Joint Undertaking - 2016. 

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 39 / 41 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

longstanding trend. In addition, the recent NASA‐sponsored project14 to develop high‐performance space 
computing using a multi‐core ARM processor architecture further highlights the importance of software. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2014
2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2013

2011

TW
4%

EP
3%

JP
4%

US
33%

CN
56%

2015

Patents Publication Country16  

85

87

2

4

30

8

NANO

IB MNE

AMS

AM PHOT

70

17

H01L H03K

8

8

G11C

G06F

5

G01R

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification17 

14 http://www.intelligent-aerospace.com/articles/2016/06/ia-rad-hard.html 
15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, US: United States, JP: Japan, TW: Taiwan, EP: European patent 
17  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES;  ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT  OTHERWISE  PROVIDED;  H03K: 
PULSE  TECHNIQUE,  G11C:  STATIC  STORES,  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  G01R:  MEASURING 
ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES 

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 40 / 41 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS 
AND COMPONENTS 

Last revision: 
13/1/2017 

9

8

7

6

5

4

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX C – FUNDAMENTAL NON DEPENDENCE MATERIALS AND COMPONENTS 

Page C 41 / 41 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS  

MAN-06 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

INNOVATION FIELD: Flexibility in production environment for custom made parts 

Description 

New  processes  enabling  flexibility  and  rapid  change,  including  optimal  topological  features,  added 
functionality and levels of personalization not previously possible at large scale. Examples include additive 
and hybrid manufacturing, printing inks/processes (including 3D printing), on‐demand (nano) coatings, use 
of different materials. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

This Innovation Field is highly related to the development of additive manufacturing techniques for many 
different  kinds  of  materials,  from  metal  to  composites,  ceramics,  etc.  Therefore,  based  on  the  growing 
opportunities and recognition of additive manufacturing techniques, it can be predicted that the impact of 
innovation  in  the  overall  field  of  Flexibility  in  production  environment  for  custom  made  parts  will  be 
significant. 
The advantages of Additive Manufacturing technologies are swiftly becoming evident to the private sector, 
with  growing  applications  in  the  pharmaceutical,  automotive,  and  electronics  industries.  The  metal 
powders market has started increasing also in the last years, for example the following figure provides the 
revenues for Additive Manufacturing metal powders in different sectors (medical, dental, aerospace, etc.).  
The opportunity for metal AM is growing rapidly, and there is a significant commercial market developing 
to  supply  print  materials  in  the  next  decade1.  The  figure  below  shows  the  expected  trends  by  2023  as 
reported by Smartech Markets Publishing. 

1 Scott Dunham - “Metal Additive Manufacturing Trends” - SmarTech Markets Publishing - 2014 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 1 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

in 

of 

outcome 

In general, the use of additive manufacturing for aerospace applications has been increasingly developing 
in  the  last  years,  also  for  non  metal  applications.  The  aerospace  industry  has  incorporated  Additive 
Manufacturing  (AM)  throughout  all  processes  and  functions;  from  the  design  concept  to  near‐end‐of‐life 
repairs.  The  aerospace  sector  continues  to  investigate  new  applications  and  invest  in  research  to  make 
them  possible.  Ultimately, 
the 
that 
research  trickles  down  to 
a  wide 
AM  users 
spectrum  of  disciplines  and 
applications.  As  a  design 
tool,  AM  has  been  used  for 
two  decades2.  In  the  space 
sector 
different 
already 
kinds of modules have been 
tested and demonstrated by 
Additive  Manufacturing  such  as  for  space  propulsion:  a)  Functionally  graded  materials  with  gradual 
transition 
improvement,  b)  Reducing 
incompatibilities  in  material  properties  (e.  g.  CTE  –  Coefficient  of  Thermal  Expansion);  c)  Enhanced 
monopropellant  catalyst  design;  d)  Lattice  structure  for  thermal/weight  management3.  According  to  the 
new  market  research  report  on  Additive  Manufacturing  by  Marketsand  Markets4,  the  global  additive 
manufacturing market excluding materials is estimated to grow at a CAGR of 20.9% from 2014 to 2020. 
Major players in the global additive manufacturing market include 3D Systems, Inc. (US), Stratasys Ltd. (US), 
ExOne  (US),  Arcam  AB  (SE),  EnvisionTEC  (DE),  EOS  (DE),  Materialise  NV  (BE),  and  MCor  Technologies  Ltd 
(IE). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

in  composition  and  structure  for  thrusters  performances 

Examples of Civilian products/ services / applications

Advanced  metal/composite/ceramics  manufacturing  processes 
with  less  need  for  assembly  in  different  sectors  (medical, 
automotive, aerospace, etc.) 

System Readiness 
Level5 
3‐4

Manufacturing Readiness 
Level6 
5‐6 

  Defence Market 

As illustrated by the interest of the defence sector, and in particular the US Department of Defense (DoD), 
in  additive  manufacturing,  it  can  be  predicted  that  innovation  in  this  Innovation  Field  will  have  a  strong 
impact on the defence market.  
The defence sector has been addressing Additive Manufacturing (AM) techniques, since many interesting 

2Stratasys 

for 

a 

3D  World 

- 

“Additive  Manufacturing  Trends 

in  Aerospace:  Leading 

the  Way” 

- 

http://web.stratasys.com/rs/objet/images/SSYS-WP-AeroTrends-03-13-FINAL.pdf - 2013 

3 Tommaso Ghidini - “An Overview of Current AM Activities at the European Space Agency” - 2013 
4 Markets and Markets – “Additive Manufacturing Material Market by Technology, by Material (Plastics, Metals, and Ceramics), by 

Application, and by Geography - Analysis & Forecast to 2014 - 2020” – October 2014 

5 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 2 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

applications can be addressed to print parts at point of use in theatre. In order to print parts, 3‐D model 
data  and  machine  manufacturing  instructions  are  required  (CAD  +  CAM),  as  also  one  of  the  main  issues 
remains  the  way  to  certify  the  proper  performance  of  the  manufactured  components.  The  US  DoD  has 
specifically  remarked  its  interest  in  allowing  soldiers  to  have  capability  to  make  parts  in  theatre  using 
additive  manufacturing7.  There  are  opportunities  for  AM  to  impact  all  Army  systems,  such  as  Remote 
Weapon Systems, UGVs, UAVs, aviation systems, Weapon Systems/Subsystems, soldier Systems, Munitions 
&  Missiles:  Metal  Parts,  Fuzes,  Energetics  and  Warheads.  The  overall  Life  Cycle  can  be  optimised:  Parts 
Replacement & Improvement, Embedded Tracking & Monitoring.  
The military interest towards additive manufacturing applications is related to: a) the possibility of reducing 
manufacturing costs (rapid prototyping); b) reduction of reliance of proprietary system (e.g. IP protection, 
data rights, database access, etc.) c) improvement of interior volume utilization  and conformal designs by 
allowing reduced size & weight, Electronics/mechanics applied to interior surface of the munitions and/or 
onto  Warfighters  and  increasing  the  room  for  added  components;  d)  producing  more  affordable 
components  for  smaller  munitions  items  (e.g.  Sensors,  antennas,  Fuzes,  etc.)  ;  e)  Mission  tailored  (e.g. 
direct from CAD to prototype, performance tailored to the materials employed; f) Versatility (it can include, 
electronics,  MEMS,  electromechanical,  optoelectronics  and  power  sources...);  g)  Easier  transition  from 
single prototype to large scale manufacturing; h) Faster material release (e.g. factory in a truck, Fabrication 
in  theatre,  Just  in  time);  i)  More  immune  to  obsolescence,  j)  Potential  for  less  reliance  on  off‐shore 
sourcing,  k)  New  Techniques  /  Methodologies  for  Munitions  Design  /  Integration  /Fabrication7.    Future 
predictions  gauge  the  Additive  Manufacturing  Market  will  grow  to  $11  billion,  with  the  materials  market 
following  suit  to  break  $1  billion,  by  20208.  This  topic  is  highly  relevant  for  US  defence.  A  dedicated 
workshop involving major US players (e.g. Raytheon, Aerojet Rocketdyne, Rolls‐Royce, etc.) will take place 
in Virginia is September 2016. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Rapid prototyping for UGVs and UAVs 
Weapon Systems/Subsystems made to be used in theatre
Metal Parts, Fuzes, Energetics and Warheads for theatre fabrication and use

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL5  MRL6 

3 
3 
3 

3‐4
3‐4
3‐4

  Each part is unique, therefore certification/qualification of the material and process are of 

paramount importance, for example the part quality is tied closely to process parameters, and 
therefore processing conditions must be defined to ensure a quality part and its correct 
performance.  

  AM standards are not available yet.  The process for standards development is slow.  In specific 
cases, companies have established their own standards, which they retain as proprietary7.  
  There are a limited number of machines, additive processes and materials available from the 

equipment manufacturers.  The material performance is not fully characterized for all use cases 
  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 

7  R.  Tillinghast  &  J.  Zunino  -  U.S.  Army  RDECOM-ARDEC  -  Picatinny  Arsenal,  NJ  -  “Additive  Manufacturing  Methods, 

Techniques, Procedures, & Applications - Enabling Technologies for Military Applications” - 2015 

8Additive Manufacturing for Aerospace and Defense - “Advantages of Additive Manufacturing” - Across the Spectrum of Warfare – 

http://www.additivemanufacturingfordefense.com/ - August 2016 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 3 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is 
decreasing, which could represent an area of lower scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Documents by Country (2011‐2015) 

As mentioned, many initiatives have been running worldwide on additive manufacturing. Also the EC has 
been  funding  research  activities  related  to  this  topic  and  to  solve  the  challenges  to  efficiently 
representation  of  multi‐scale  geometry  in  a  CAD  environment,  or  optimisation  of  multi‐scale  features. 

9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 4 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Other  areas  of  research  interest  include  efficient  simulation  of  the  link  between  AM  process  parameters 
and  microstructure,  and  efficient  computation  of  the  effects  of  changes  in  microstructure  on  part 
performance. Many of these topics were addressed also in H2020 Factory of the Future calls.  
Some  relevant  on‐going  projects  on  this  Innovation  Field  that  have  been  funded  under  FP7  and  H2020 
programmes. The following list is aimed at providing only an example of the types of funded projects and is 
not to be considered as an exhaustive list: 

Acronym 

3DTTool 
ASURI 
GeoFood 

FAST 
PRINTCR3DIT 
WRAP 
BASMATI 
ReDSHIFT 
DIMAP 

PICSIMA 

HyBurn 

EBMPerform 

ANAPRINT 
TactoTek 

Short Description 

Next Generation of Cutting Tools Using Additive Manufacturing Technology I, Phase 1 
Advanced Surgical Implants (ASURI) 
First industrial use of bio and ecocompatible geopolymers produced from metakaolin to 
manufacture tanks for wine, beer, vinegar and olive oil production and storage via 3D 
printing technology 
Functionally graded Additive Manufacturing scaffolds by hybrid manufacturing 
Process Intensification through Adaptable Catalytic Reactors made by 3D Printing 
Waste‐Based Rapid Adhesive‐free Production of Sports goods
Bringing innovAtion by Scaling up nanoMATerials and Inks for printing 
Revolutionary Design of Spacecraft through Holistic Integration of Future Technologies 
Novel nanoparticle enhanced Digital Materials for 3D Printing and their application shown for 
the robotic and electronic industry 
Next generation 3D print technology (PICSIMA), which for the first time enables the direct full 
colour printing of silicone to make soft tissue prostheses, orthoses and removable partial 
dentures 
New high temperature in‐situ premix gas combustion systems for more efficient and cleaner 
combustion of hydrogen and lean gases 
High‐quality, high‐speed EBM 3D printing by the integration of high‐performance electron 
sources 
Additive Printing for Cell‐Based Analysis
New lightweighting smart surface manufacturing technology for automotive industry 

SMART Guide  Guided dental surgery fitting into daily clinical routine

ADIR 

Next generation urban mining ‐ Automated disassembly, separation and recovery of valuable 
materials from electronic equipment 

  Defence sector  

 Most relevant research projects dedicated to the applications of additive manufacturing for military 
applications are carried out in US10. Some examples are hereinafter reported: 

Acronym 

Short Description 

EM Lab ‐ University of Texas at El Paso 

3D Printed Antennas 

US Army Research Lab 

Picatinny Arsenal 

US Army Research Lab 

3D Printing Composites for In‐Field Use 

Biometric Sensors 

3D Printed Beachheads with Local Materials 

DARPA  & SRI International 

Micro Assembly Robots 

10 All3DP - https://all3dp.com/youre-in-the-army-now-10-future-applications-for-3d-printing/ - October 2015 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 5 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

US Navy 

3D Printers at Sea 

DARPA & Lockheed Martin 

Open Additive Manufacturing 

U.S. Army’s Rapid Equipping Force (REF) 

Army CoCreativity and 3D Printing 

US Army 

Army’s Natick Soldier Research, 
Development and Engineering Center 
(NSRDEC) 

Timeline to Market 

3D Printed Uniforms 

3D Printed Food 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on the civilian markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) while it expected to have 
an impact in the defence market in the medium term (2019‐2022) and will be later further explored: 

  Civilian & Defence Timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12 

KETs13

Structural  materials  and  technologies  and  structural 
effect analysis 
Light and strong materials, surface treatments 
Plasma technology 

Core

Core
Enabling

7‐8 

7‐8 
3‐4 

AM | AMS | NANO

AM | AMS | NANO
AM | AMS 

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 6 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Electronic components 
Simulation tools and technologies 
Computing technologies 

Enabling
Core
Enabling
Enabling

PHOT 
MNE 

7‐8 
5‐6 
5‐6 
7‐8 

Software Innovation Dependency: This Innovation Field is significantly linked to software innovation 
developments, especially in supporting the integration of software in future industrial workshops (e.g. 
Industry 4.0). 
Patent Analysis 

Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

CA
3%

KR
2%

FR
2%

IN
4%

CN
5%

JP
7%

EP
9%

WO
15%

US
53%

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country15  

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
15 US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan, CN: China, IN: India, CA: Canada, KR: South Korea, 

FR: France  

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 7 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

357

245

119

88

9

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

132

37

37

31

31

B22C

A61C

G01N

104

B29C

H01L

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification16

30

15

14

14

12

11

11

TORAY
INDUSTRIES INC.

UNITED
TECHNOLOGIES
CORPORATION

Smith &
Nephew Inc.

Quzhou Youde
Industrial Design
Co. Ltd.

Xi'an Jiaotong
University

Quzhou Yifan
Design Co. Ltd.

Heraeus Kulzer
GmbH

Top Worldwide Patents’ Applicants

16  B29C:  SHAPING  OR  JOINING  OF  PLASTICS;  SHAPING  OF  SUBSTANCES  IN  A  PLASTIC  STATE,  IN  GENERAL; 
AFTER-TREATMENT  OF  THE  SHAPED  PRODUCTS,  e.g.  REPAIRING,  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES; 
ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  B22C:  FOUNDRY  MOULDING,  A61C: 
DENTISTRY;  APPARATUS  OR  METHODS  FOR  ORAL  OR  DENTAL  HYGIENE,  G01N:  INVESTIGATING  OR 
ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 8 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

MAN-25 

INNOVATION FIELD: Smart supply networks based on object connection and industrial control systems for 
products and production systems 

Description 

"Internet of Things" of assets and products (objects carry information and communicate). It is e.g. needed 
to  bridge  the  gap  between  different  abstractions  of  objects  operating  at  the  shop  floor  level,  business 
systems level, and at the level of supply networks for data analytics. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

(BI) 

Insider 

Based  on  the  market  size  and  importance  of  the  Internet  of  Things,  it  can  be  expected  that  further 
innovation in the field of smart supply networks will have significant impact for the civilian market. 
The Internet of Things (IoT) is beginning to grow significantly, as consumers, businesses, and governments 
recognize  the  benefit  of  connecting  inert 
internet.  Some  relevant 
devices  to  the 
advantages of the use of IoT are reported in 
report1.  The 
the  Business 
Internet  of  Things  is  estimated  to  become 
the  largest  device  market  in  the  world,  as 
suggested  by  BI  estimation  reported  by  the 
figure  to  the  right  where  the  size  of  the 
smartphone,  PC,  tablet,  connected  car,  and 
the  wearable  market  combined  is  expected 
to become more than double.  
The Internet of Things market size overall is 
estimated  to  grow  from  USD  157.05  Billion 
in 2016 to USD 661.74 Billion by 2021, at a 
Compound  Annual  Growth  Rate  (CAGR)  of 
33.3% from 2016 to 2021 by Marketsand Markets2. IoT, in combination with cloud computing and big data, 
is  creating  lucrative  opportunities  for  organizations.  Data  management  software  is  gaining  high  market 
traction with the help of cloud and predictive analytics to manage data generated from machineries2. By 
2019, government is expected to  be the leading sector for IoT device shipments1. Nowadays the IoT still 
lacks  a  common  set  of  standards  and  technologies  that  would  allow  for  compatibility  and  ease‐of‐use. 
There  are  currently  few  standards  (or  regulations)  for  what  is  needed  to  run  an  IoT  device.  The 
standardisation process is relevant to solve the most pressing security concerns. On this regard, it is worth 
mentioning  McKinsey3’s  report  where  it  is  stated  that  AT&T,  Cisco,  GE,  IBM,  and  Intel,  for  instance,  co‐
funded the “...Industrial Internet Consortium, whose primary goal is to establish interoperability standards 

1 Business Insider UK - The 'Internet of Things' Will Be The World's Most Massive Device Market And Save Companies Billions Of 

Dollars – November 2014 

2  MarketsandMarkets  -  “Internet  of  Things  (IoT)  Market  by  Software  Solution  (Real-Time  Streaming  Analytics,  Security,  Data 
Management,  Remote  Monitoring,  &  Network  Bandwidth  Management),  Platform,  Service,  Application  Domain,  and  Region  - 
Global Forecast to 2021” – April 2016 

3 H. Bauer, M. Patel, and J. Veira – McKinsey  - “The Internet of Things: Sizing up the opportunity” - December 2014 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 9 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

that 

(APIs) 

Investments 

enable  basic 
transfer  among 

across  industrial  environments  so  that  data  about  fleets,  machines,  and  facilities  can  be  accessed  and 
shared  more  reliably.  Other  groups  have  been  focused  on  standardizing  the  application  programming 
interfaces 
commands  and  data 
Internet of Things devices”.  
It is worth noticing that the IoT is also the 
essence of the Industry 4.0 vision4, since it 
is  the  ubiquitous  connection  of  people, 
things  and  machines. 
in 
Industry  4.0  solutions  are  spread  over  all 
key  areas  along  the  value  chain,  as 
reported  in  the  report  by  Strategy  &  PWC 
[4]  and  briefly  summarised  in  the  figure 
besides.   
The European industry is expected to invest €140 billion annually in Industry 4.0 solutions until 2020, as in 
the forecast reported below. A recent report by McKinsey5 also identifies how Industry 4.0 also will bring 
high  impact  at  comparatively  little  replacement  of  equipment  (about  40  to  50  percent  of  installed  base) 
within the next 10 years. In Germany, companies are still very careful regarding investing in Industry 4.0‐
related  R&D  (only  15  percent  of  total 
R&D)  given  that  Industry  4.0  is  already 
making up 19 percent of total revenue.   
(Asia  Pacific)  countries  are  a 
APAC 
leading  manufacturing  hub  and  held  the 
largest  market  share  for  Industrial  IoT 
(IIoT)  in  20146.  It  is  also  expected  to 
witness rapid growth during the forecast 
period (until 2020) owing to the growing 
adoption  of  IIoT  solutions  across  the 
manufacturing,  mining,  healthcare,  and 
energy  &  power  sectors.  Within  APAC, 
China held the largest market share for IIoT, whereas India is expected to grow at the highest CAGR among 
all the major markets. The major companies in the IIoT market include General Electric (US), Cisco Inc. (US), 
Intel Corporation (US), Rockwell Automation (US), ARM Holdings plc. (UK), ABB Ltd. (CH), Siemens AG (DE), 
Honeywell  International,  Inc.  (US),  Dassault  Systèmes  SA  (FR),  Huawei  Technology  Co.,  Ltd.  (CN),  Zebra 
Technologies (US), IBM Corporation (US), and Robert Bosch GmbH (DE) among others. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

4 Strategy&PWC – formerly Booz&Company – “Industry 4.0: Opportunities and challenges of the industrial internet” - 2014 
5 McKinsey Digital – “Industry 4.0 How to navigate digitization of the manufacturing sector” - 2015 
6  MarketsandMarkets  –  “Industrial  IoT  Market  by  Technology  (Sensors,  RFID,  Industrial  Robotics,  3D  Printing,  DCS,  Condition 
Monitoring,  Smart  Meter,  Autonomous  Haulage  System,  Yield  Monitors,  Guidance  &  Steering,  GPS/GNSS),  Software,  & 
Geography - Global Forecast to 2020” – January 2016 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 10 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

Smart manufacturing (Industry 4.0 approach)
Smart city / Mobility  
Smart Building / Infrastructure 

  Defence Market 

System Readiness 
Level7 
3‐4
4‐5
5

Manufacturing Readiness 
Level8 
5‐6 
7‐8 
9‐10 

The  potential  impact  of  this  innovation  field  on  the  defence  market  can  be  illustrated  by  the  theoretical 
implementation  of  IoT  concepts  and  possible  applications  in  robotics  applications.  However,  IHS  Jane's 
Intelligence Review9 highlights how the increasing Machine‐to‐Machine interconnection is potentially risky 
as  demonstrated  by  the  observed  new  reconnaissance  malware  that  the  Cybersecurity  firm  Symantec 
reported on 31 March. This is why the military efforts in the IoT arena seem to require additional planning 
for  "extra‐long  lifecycle"  support10.  Considering  that  “...Military  specifications  tend  to  be  highly  secretive, 
and  for  good  reason,  adding  current  suppliers  with  secure  manufacturing  facilities  likely  have  the  best 
chance to capitalize over the next decade on fielding a military IoT”, IHS analysts said10. 
The  IoT  concepts  have  also  been  theoretically  implemented  in  the  military  field.  These  can  capture 
information from people, equipment, and materials in military environments by means of sensing devices 
(i.e.,  the  sensing  layer)  and  share  collected  data  among  military  objects,  monitoring  systems  and  control 
centres, through a communication infrastructure11. The data from the sensing layer can be exploited for use 
in controlling and implementing intelligent military applications. 
Also  applications  in  IoT  aided  robotics  applications  can  be  of  significant  interest  for  the  military 
environment, for example smart objects can be deployed to detect the presence of harmful chemicals and 
nuclear/biological weapons as well as presence of humans on the battlefields.  
Some  relevant  possible  products/services  identified  for  IoT  aided  robotics  applications  may  include 
products, as those reported in the following table:  

Examples of Defence products/ services / applications

Autonomous and smart detection of harmful chemicals and biological weapons
De‐activation of nuclear weapons in unsecured environments
Control  of  land  vehicles  and  aircrafts,  without  neither  the  presence,  nor  the  coordination  of 
humans 
Support civil operations and war actions 
Access control and identification of illegitimate intrusions of people in restricted area

SRL7  MRL8 
2‐3 
2‐3 
3‐4 

3‐4
3‐4
7‐8

3‐4 
4‐5 

3‐4
7‐8

7 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

8 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
9IHS -  http://www.janes.com/article/51299/growing-device-connectivity-affects-security - May 2015 
10 https://defensesystems.com/articles/2015/08/14/military-internt-of-things-slow-to-emerge.aspx 
11  Gopal  Singh  –  “Internet  of  Things  Advancement  in  Defence”  -  International  Journal  of  Scientific  Research  Engineering  & 

Technology (IJSRET) ISSN: 2278–0882 EATHD-2015 Conference Proceeding, 14-15 March, 2015 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 11 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Non Technological Drivers / Barriers 

  Definition of a common set of standards and technologies that would allow for compatibility and 

ease‐of‐use and mitigation of potential risks. 

  Ensure protection of identities of objects and users.  
  Following an intensive review, the Policy Working Group of AIOTI12 has recently published its set of 

recommendations. These are mainly related to privacy, security, liability, and net neutrality. 
Broadly speaking, the Working Group concluded that “...any regulatory proposal targeting the IoT 
should address only well‐defined market failures that cannot be addressed through existing law and 
self‐regulatory measures. Furthermore, the IoT ecosystem is complex and fast‐moving, creating a 
high risk of regulatory error. Therefore any regulatory solutions should be technologically neutral, 
flexible, and respect the global, open interconnected character of the Internet.13”   

  This Innovation field can significantly contribute to the improvement of societal challenges such as 

“Secure, clean and efficient energy”, “Smart, green and integrated transport” and “Secure societies ‐ 
protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001.On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria14. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

12 AIOTI - Alliance for Internet Of Things Innovation – “Report AIOTI Working Group 4 – Policy” – October 2015 
13  European  Commission  -  https://ec.europa.eu/digital-single-market/en/blog/making-policy-recommendations-create-digital-single-

market-internet-things - December 2015 

14 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 12 / 24 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under H2020 programme. 
The following list just intends to show a set of different topics addressed by this Innovation Field without 
the intention of being exhaustive: 

Acronym 

Short Description 

SmartRAIN 
ReVibe 
PAT WRAP 
Teraki 
sSM 
IONS4SET 
MIIMETIQ 
PROMETHEUS‐IOT 

INTER‐IoT 
bIoTope 
PREVIEW 
C2NET 
Bosolog 
habITAT 

UNIFY‐IoT 
IOTI4.0 
Industrial FW 4.0 
SemI40 

SmartRAIN: an IoT‐based solution for real time rain mapping 
Vibration energy harvesters to power the IoT revolution 
oPtimized zero‐defect high‐tech AuTomatic WRAPping machine 
Making Big Data Small for the Internet of Things
Sensefinity Social Machines
Ion‐irradiation‐induced Si Nanodot Self‐Assembly for Hybrid SET‐CMOS Technology
Telemetry and Telecontrol for the Internet of things (IoT)
a versatile Platform foR delivering incremental, scalable and cOst‐effective ad‐hoc 
services froM hETErogeneoUS and collaborating objects in the Internet Of Things 
Interoperability of Heterogeneous IoT Platforms
Building an IoT OPen innovation Ecosystem for connected smart objects 
PREdictiVe system to recommend Injection mold sEtup in Wireless sensor networks
Cloud Collaborative Manufacturing Networks (C2NET)
Multi‐sensors and Assets' Log Monitoring and Management Software 
Internet of Things Air Tester as a new standards based wearable monitoring station for 
personalized indoor and outdoor air quality real‐time assessment 
Supporting Internet of Things Activities on Innovation Ecosystems 
Integral Open Technology for Industry 4.0
Internet 4.0 based Manufacturing Execution System for the SME sector 
Power Semiconductor and Electronics Manufacturing 4.0

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 13 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence sector  

As also mentioned in the previous chapter, while some aspects of the military are decidedly unique, other 
functions  closely  mirror  their  civilian  counterparts.  In  these  areas,  such  as  asset  tracking  and  facilities 
management,  leaders  can  simply  import  existing  civilian  technologies  to  gain  the  advantages  of  new  IoT 
applications. However, as also reported by Deloitte university Press15 the military struggled to implement 
cost‐reducing IoT applications that for‐profit companies already demonstrated effectiveness. Rather, slow 
IoT  adoption  can  be  explained  by  analyzing  the  fundamental  structural  and  cultural  differences  between 
the private sector and the military. For example, as mentioned in [15], “...while the military can, to a certain 
extent, ride the wave of civilian mobile telecommunication such as 4G LTE, those advances will likely need to 
be  paired  with  advanced,  military‐specific  communications  architectures.  After  all,  the  average  consumer 
does  not  need  a  network  of  rugged,  encrypted,  frequency‐hopping,  multiband  radios”.  For  a  number  of 
years, DARPA has been experimenting with “mobile ad‐hoc networks,” designed to form a self‐creating and 
self‐healing mesh of communication nodes, with setup time measured in minutes instead of days. DARPA 
envisions  networks  of  more  than  1,000  nodes  providing  individual  soldiers  with  streaming  video  from 
drones  and  other  sensors,  radio  communications  to  higher  headquarters,  and  advanced  situational 
awareness of other soldiers’ location and status15. 
Although concepts of distributed communication are not new to the military, one challenge remains on the 
definition of common data standards and increased bandwidth on all communications networks to realise 
seamless tactical operating picture. Research also on the ways to decrease costs and increase readiness at 
the  same  time  is  needed  which  is  related  to  further  research  in  areas  such  as  human  –  AI  (Artificial 
Intelligence) interaction. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

15 Mariani J., Williams B., Loubert B. – “Continuing the march: the past, present, and future of the IoT in the military” - Deloitte 

University Press - 2015 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 14 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION16

TRL17

KETs18

Sensor technology and components 
Electronic Components 
Signal Processing technologies 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision Support 
Simulation tools and technologies 
Computing technologies 
Information Security technologies 
Communication technologies

Enabling
Core
Enabling
Enabling
Core
Core
Core
Core
Enabling

7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
5‐6
5‐6
7‐8
5‐6
7‐8

MNE | NANO | AMS
MNE | NANO | AMS
MNE  
MNE  
MNE | NANO | AMS
MNE | NANO | AMS
MNE  
MNE  
MNE  

Software Innovation Dependency: Software is a fundamental development for this Innovation Field, 
especially related to big data and data analytics management. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation19 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

16  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

17 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

18 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

19 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 15 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

WO
3%

KR
2%

EP
1%

DE
0%

US
5%

CN
89%

140

120

100

s
t
n
e
t
a
P
°
N

80

60

40

20

0

2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2011

2013

2014

2015

Patents Publication Country20

144

0
NANO

7

IB

17

29

2

MNE

AMS

AM PHOT

41

32

23

22

G05B

H04L

E06B

G06Q

17

H04W

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification21

20 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, KR: South Korea, EP: European patent, DE: Germany 
21  G05B:  CONTROL  OR  REGULATING  SYSTEMS  IN  GENERAL;  FUNCTIONAL  ELEMENTS  OF  SUCH  SYSTEMS; 
MONITORING  OR  TESTING  ARRANGEMENTS  FOR  SUCH  SYSTEMS  OR  ELEMENTS,  H04L:  TRANSMISSION  OF 
DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  E06B:  FIXED  OR  MOVABLE  CLOSURES  FOR 
OPENINGS  IN  BUILDINGS,  VEHICLES,  FENCES,  OR  LIKE  ENCLOSURES,  IN  GENERAL,  e.g.  DOORS,  WINDOWS, 
BLINDS,  GATES,  G06Q:  DATA  PROCESSING  SYSTEMS  OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED  FOR 
ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES; 
SYSTEMS  OR  METHODS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL, 
MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  H04W:  WIRELESS 
COMMUNICATION NETWORKS 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 16 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

25

14

12

4

ZHANG Chao‐feng ‐
China
Pharmaceutical
Univ.

Guangdong
University of
Technology

Chengdu Qinchuan
Technology
Development Co.
Ltd.

SAMSUNG
ELECTRONICS CO.
LTD.

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 17 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-07 

PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

INNOVATION FIELD: Tracking and tracing devices to secure supply chain 

Description 

Tracking  and  tracing  devices  for  freight  and  fleet  management,  for  example  RFID  tracking  solutions  or 
optical  cameras,  to  secure  international  logistics  supply  chain.  Dependable  data  links  and  user‐friendly 
service  oriented  central  Command  &  Control  (C2)  systems,  or 
innovative  Command,  Control, 
Communications,  Computing  and  Intelligence  (C4I)  to  optimise  geographical  coverage,  maintenance, 
catering, crew timetables, etc. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

Tracking  and  tracing  integrated  solutions  for  both  responders  and  critical  assets/items  will  have  a  strong 
impact,  a  huge  market  and  a  high  penetration  rate  once  the  robustness  of  system  and  their  effects  on 
operations is fully demonstrated together with the definition and implementation of countermeasures to 
avoid a potential misuse of the technology. 
The  integration  of  Internet  of  Things  (IoT)  and  Information  and  Communications  Technology  (ICT)  into 
transportation,  logistics,  and  automobiles  sectors  has  led  to  the  evolution  of  modern  fleet  management 
industry.  The  fleet  management  imparts  considerable  benefits  in  reducing  the  costs  and  risks  related  to 
vehicle  investment,  vehicle  management,  and  vehicle  telematics  to  the  automobile  and  fleet  companies 
along  with  ensuring  proper  compliance  to  regulations  by  minimizing  CO2  emissions  and  constant 
monitoring  of  driver  behaviour,  fuel,  and  location  tracking.  Global  Positioning  System  (GPS)  tracker, 
sensors, and Radio Frequency Identification (RFID) tags are some of the technologies which are used by the 
companies to manage their fleet of vehicles. 
The fleet management market is driven due to rising global concerns on environment and increasing need 
for operational efficiencies in fleet sector and is expected to grow from USD 8.03 Billion in 2015 to USD 
22.53  Billion  by  2020,  at  a  Compound  Annual  Growth  Rate  (CAGR)  of  22.7%  from  2015  to  2020.  North 
America is expected to lead the market in terms of market size whereas Asia‐Pacific is expected to witness 
growth at the highest CAGR during the forecast period. Among the verticals, manufacturing is expected to 
hold  the  largest  share  of  market  due  to  increasing  focus  on  improving  customer  experience  for 
manufacturing organizations which maintain their separate fleet of vehicles1. 
The most relevant companies in the sector are: AT&T, Inc. (US), Cisco Systems, Inc. (US), Fleetmatics Group 
Plc  (US),  IBM  Corporation  (US),  Verizon  Communications  (US),  I.D.  Systems  Inc  (US),  Tomtom  NV  (NL), 
Trimble Navigation Limited (US), ARI (US) and GE Capital (US). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1  Markets&Markets  -  “Fleet  Management  Market  by  Solutions  (Operations  &  Asset  Management,  Fleet  Analytics,  Routing  & 
Navigation,  Vehicle  Maintenance  &  Leasing,  Driver  Information  Systems),  by  Connectivity  Technology,  Industry  Verticals, 
Services” – October 2015 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 18 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Detection  of  responders  and  critical 
securing the safety of operations 

items/assets 

System Readiness 
Level2 
3

Manufacturing Readiness 
Level3 
5‐6 

  Defence Market 

The  potential  impact  for  the  defence  market  of  innovation  in  the  field  of  Tracking  and  tracing  devices  to 
secure  supply  chain  can  be  inferred  from  the  indications  for  growing  revenues  in  the  Aerospace  and 
Defence sector, coupled with strong projected growth of the flight management systems market.  
The revenue growth for the global Aerospace & Defence sector is expected to take a positive turn. Stable 
growth  in  global  Gross  Domestic  Product  (GDP),  lower  commodity  prices  especially  crude  oil,  and  strong 
passenger  travel  demand  portends  continued  growth  in  the  commercial  aerospace  subsector.  Moreover, 
the resurgence of global security threats and growth in defence budgets in many countries are all likely to 
promote global defence subsector revenue growth over the next few years. Consequently, total global A&D 
sector revenues are estimated to grow 3.0 percent in 20164. 
Otherwise  flight  management  systems  market  and  its  dynamics  should  influence  related  market 
applications,  evolving  technologies,  recent  developments  in  high  potential  geographic  regions  and 
countries.  The  flight  management  systems  market  is  projected  to  grow  from  USD  2.31  Billion  in  2016  to 
USD 3.13 Billion by 2021, at a CAGR of 6.23% during the forecast period of 2016 to 20215. The market for 
flight  management  systems  market  is  driven  by  various  factors,  such  as  rise  in  aircraft  orders  globally, 
significant  growth  in  airline  industry  worldwide,  development  of  glass  cockpits  resulting  in  better 
operational efficiency, among others5. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Advanced C4I System for troop ground operation

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 
7‐8 

‐‐‐

  Trade‐off between individual privacy and public security shall be taken into account to better 

address timely interventions. 

 

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenges  “Secure  societies  – 
protecting  freedom  and  security  of  Europe  and  its  citizens”  and  “Smart,  green  and  integrated 
transport” 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001.On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
4 Deloitte - “2016 Global aerospace and defense sector outlook. Poised for a rebound” – January 2016 
5  Markets&Markets  -  “Flight  Management  Systems  Market  by  Hardware  (Control  Display  Unit,  Visual  Display  Unit,  Flight 

Management Computer), Aircraft Type (NBA, WBA, VLA, RTA), Fit (Line Fit, Retrofit) and Region” – August 2016 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 19 / 24 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria6. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate was steady, 
which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

6 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 20 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Acronym 

Short Description 

SPARTACUS 

Satellite Based Asset Tracking for Supporting Emergency Management in Crisis 
Operations 

LockAndCharge  Ground‐breaking and convenient electronic bicycle fleet management system 

INTRANSYS 

SMASH 
CleanPEA 

available for the mass adoption 
Delivering next generation Transport Management System to European transport 
SMEs 
SMArt SHaring device for mobility 
An Innovative Business Model for a User–Centric Decision Support System to Increase 
and Support Electric Vehicles Uptake 

  Defence sector  

 Some relevant on‐going projects in EDA framework are: 

Acronym 

Short Description 

European Air 
Transport 
Fleet (EATF) 

The European Air Transport Fleet project (EATF) is designed to improve the airlift provision in the 
European Union. EATF provides a flexible and inclusive partnership for national and 
multinational military air transport fleets and organisations in Europe. It addresses the way 
different air transport assets are acquired, operated, supported, and managed to ensure this is 
done in the most efficient way possible. The long term vision of the EATF is to establish a robust 
network linking various European air transport entities aiming at the efficient employment of all 
present and future air transport capabilities made available by the pMS for military needs, 
regardless of type or origin. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 21 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION7

TRL8 

KETs9

Sensor Technology and components 
Computing technologies 
Communication technologies
Materials for deterrence 
Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial intelligence and decision support 
Information security technologies 
Human sciences, including research and studies

Core
Core
Enabling
Enabling
Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling

MNE 
MNE 

IB 
PHOT 
MNE 

7‐8 
7‐8 
7‐8 
3‐4 
7‐8 
7‐8 
7‐8 
7‐8 
7‐8 
5‐6 
5‐6 

Software Innovation Dependency: Software is highly significant for this Innovation Field especially for the 
aspects related to an intelligent and smooth management of fleet data. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation10 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

7  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

8 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

9 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

10 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 22 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

KR
4%

GB
2%

HK
4%

CA
5%

EP
7%

US
38%

WO
18%

CN
22%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

60

50

40

30

20

10

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country11

89

48

9

8

8

0
NANO

0
IB

2

0

0

MNE

AMS

AM PHOT

Relation between patents and KETs 

G06Q

G08B

G01F

G06K
Most frequent International Patent Classification12

H04W

7

11 US: United States, CN: China, WO: Worldwide patent, EP: European patent, CA: Canada, HK: Honk Kong, KR: South Korea, 

GB: United Kingdom  

12  G06Q:  DATA  PROCESSING  SYSTEMS  OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE, 
COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES;  SYSTEMS  OR 
METHODS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL, 
SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  G08B:  SIGNALLING  OR  CALLING 
SYSTEMS;  ORDER  TELEGRAPHS;  ALARM  SYSTEMS,  G01F:  MEASURING  VOLUME,  VOLUME  FLOW,  MASS 
FLOW,  OR  LIQUID  LEVEL;  METERING  BY  VOLUME,  H04W:  WIRELESS  COMMUNICATION  NETWORKS,  G06K: 
RECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS 

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 23 / 24 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Last revision: 
13/1/2017 

9

6

5

5

5

4

4

4

4

4

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX D – PRODUCTION AND SUPPLY CHAIN SOLUTIONS 

Page D 24 / 24 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS  

HUMAN ASSISTANCE & ROBOTICS 

INNOVATION FIELD: User‐friendly human‐machine interfaces & asynchronous learning 

ELE-02/TRAIN-05 

Description 

Easy  human‐machine  interactions  and  interfaces  that  increase  user‐friendliness  through  e.g.  real‐time 
human language technologies, multimodal interfaces mimicking human communication skills, safe natural 
proximity  and  hands‐free  interaction  and  up  to  virtual  reality  for  high  complexity  systems,  including 
experimental demonstrations, animations, virtual labs. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

This  Innovation  area  focuses  on  the  increased  need  for  a  more  natural  way  to  interact  with  and  within 
information‐rich  environments.  The  need  for  advanced  HMI  (Human‐Machine  Interface)  systems  has  a 
significant  impact  in  many  civilian  industrial  sectors.  As  a  matter  of  fact,  “HMI  market  for  discrete 
applications is growing at a higher rate as compared to process applications owing to growth of automotive 
and aviation industries”1.  The Human machine interface 
market size was valued at USD 2.95 billion in 20142, as 
reported in the picture for European HMI market share 
by product 2012‐2022 (USD Million). 
Well‐designed interfaces will deliver high value services 
at a low human attention cost, however new interfaces 
will  require  the  creation  of  standards,  including  on 
specifically  constrained  environments  as  embedded  in 
vehicles,  in  remote  areas,  etc.    HMI  terminals  are 
significantly  used  in  the  manufacturing  industry.  Many 
use cases in the healthcare sector are related to emotions analytics2, whereof a future possible application 
would  be  decentralized  healthcare.    Rapid  industrialization  in  several  emerging  economies  such  as  India 
and China is expected to be a key factor for future growth. Standalone systems may increase safety risks; 
however,  integration  of  speech  input/output  system  with  HMIs  may  lower  distraction,  for  example  for 
automotive  applications.  Key  companies  worldwide  dominating  human  machine  interface  market  share 
include  ABB  Ltd.(CH),  Eaton  Corp.  (IE),  Emerson  Electric  Corp.  (US),  General  Electric  Co.  (US),  Omron 
Corp.(JP), Honeywell International Inc.(US), Siemens AG (DE), and Rockwell Automation Inc.(US)2. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1  Markets&Markets  -  “Human  Machine  Interface  (HMI)  Market  Global  Forecast  &  Analysis  (2012  -2017),  By  Product  Type 

(Display Terminals, Industrial PC, Interface Software, Other Controls), Application & Geography.” – November 2012 

2  Grandviewresearch  -  Human  Machine  Interface  (HMI)  Market  Analysis  By  Product  (Display  Terminals,  Interface  Software, 
Industrial PC), By Application (Automotive, Healthcare, Food & Beverages, Oil & Gas, Packaging, Aerospace & Defense) And 
Segment  Forecasts  To  2022  –http://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/human-machine-interface-market  -  October 
2015 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 1 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

e‐Health Platform 
Backhaul Communication Systems 
Wireless and Mobile Infrastructures 
Wearable devices    
Maintenance and repair including with real time training

Smart transportation interfaces 
Process automation (e.g. Oil&gas, automotive, industry 4.0)

  Defence Market 

System 
Readiness 
Level3 
3
4
4
5
4

3
4

Manufacturing 
Readiness Level4 

3‐4
9‐10
9‐10
9‐10
7‐8

5‐6
7‐8

Innovation in this Innovation Field has a high potential impact on the defence market, as illustrated by the 
size of the global military simulation and virtual training market and the fact that the defence market has 
been exploring the Human‐Machine‐Interface topics for many years. Since 1995 DARPA (Defence Advanced 
Research  Projects  Agency)  has  been  working  on  speech  recognition  technologies.  With  respect  to 
technological needs, military applications often place higher demand on robustness to acoustic noise and 
user  stress  than  do  civilian  applications.  But  military  applications  can  often  be  carried  out  in  constrained 
task domains, where, for example, the vocabulary and grammar for speech recognition can be limited5. 
Since then many areas have been explored for military applications, starting from speech recognition and 
synthesis  for  mobile  command  and  control  and  speech  processing  for  a  portable  multifunction  soldier's 
computer,  to  control  of  auxiliary  systems,  and  alert  and  warning  generation,  in  fighter  aircraft  and 
helicopters.  The  defence  industry  has  witnessed  in  the  recent  years  a  growing  application  in  unmanned 
vehicles & drones and cyber security. C4ISR (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, 
Surveillance  and Reconnaissance), Cyber Security, Embedded Computing and Unmanned  Vehicles are  the 
main potential growing markets applications. 
Also the aspects related to soldiers’ training using virtual test benches has been growing in the recent years 
and  is  expected  to  grow  even  faster  in  the  next  future.  Applications  include  Virtual  Test  Benches;  Battle‐
Lab;  Command  &  Control;  Military  Embedded  Training;  First  Responders  and  Homeland  Security  training 
and  Network Centric Operations. The global military simulation and virtual training market is expected to 
be worth US$10.4 billion in 2015, and is expected to increase to US$15.8 billion by 2025, representing a 
CAGR of 4.20% during the forecast period6. The market is anticipated to be dominated by North America 
followed  by  Asia‐Pacific  and  Europe.  In  terms  of  segments,  flight  simulators  are  expected  to  account  for 
60% of the global military simulation market, followed by maritime and combat simulators, occupying 20% 
each.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5 C.J. Weinstein - Military and government applications of human-machine communication by voice - Proc. Natl. Acad. Sci. USA 

Vol. 92, pp. 10011-10016, October 1995 

6 Military Simulation and Virtual Training Market: $15.8B Worth Global Opportunity by 2025- http://www.prnewswire.com/news-
releases/military-simulation-and-virtual-training-market-158b-worth-global-opportunity-by-2025-499209471.html – April 2015 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 2 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Defence products/ services / applications

AESA7 products and radar and/or integrated sensor system processing
Virtual Reality Simulators (navy, air force, army, medic training on the battlefield)

SRL3  MRL4 
9‐10

5 

5 

9‐10

Non Technological Drivers / Barriers 

  The strong mixing of both civilian and military applications, especially for virtual scenarios training 

might be potentially dangerous and might need to be regulated 

  This domain is currently dominated by US and it is a sensitive area. Here export control regulations  

could be developed in order to protect the EU technology 

 

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenges  related  to  “Health, 
demographic  change  and  well‐being”  and  “  Secure  societies  –  protecting  freedom  and  security  of 
Europe and its citizens” 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria8. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is 
decreasing, which could represent an area of lower scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

7 AESA - Active Electronically Scanned Array 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 3 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of HMI. Some 
relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

RAPID‐MIX 

IMPROVE 

AIDE 

HAPPINESS 

STREAMLINE 

HOBBIT 

HORSE 

ambliFibre 

OPTIMISED 

Realtime Adaptive Prototyping for Industrial Design of Multimodal Interactive eXpressive 
technology 

Innovative Modeling Approaches for Production Systems to raise validatable efficiency 

Adaptive Multimodal Interfaces to Assist Disabled People in Daily Activities 

Haptic Printed and Patterned Interfaces for Sensitive Surface 

STREAMLINE:  addressing competitive advantage needs of European online media businesses 
(EOMB) by delivering fast reactive analytics suitable in solving a wide array of problems 

Holistic Benchmarking of Big Linked Data 

Smart integrated Robotics system for SMEs controlled by Internet of Things based on dynamic 
manufacturing processes 

Adaptive model‐based Control for laser‐assisted Fibre‐reinforced tape winding 

Operational Planning Tool Interfacing Manufacturing Integrated Simulations with Empirical Data 

  Defence sector  

During the 10th edition of European Defence Matters 2016 EDA stated the importance for Europe to 
respond to short and longer‐term security challenges both on its territory and beyond. HMI will be priority 
in this kind of next generation of defence systems; this proposition also implies a new way of looking at 
how drones and robots are networked with the increased integration among human and technological 
factors. 9  

9  EDA  -  The  next  industrial  (r)evolution:  What  implications  for  the  security  and  defence  sector?  EDA  Brussels  -  03  May,  2016 

https://www.eda.europa.eu/info-hub/press-centre/latest-press-releases/2016/05/03/the-next-industrial-(r)evolution-what-
implications-for-the-security-and-defence-sector 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 4 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Some projects were launched in November 2013 through EDA Research & Technology Joint Investment 
Programme (JIP) 10  on RPAS Programme on the research and development of HMI. Some relevant on‐going 
projects are: 

Acronym 

MIDCAS 

DeSIRE 

ERA 

Short Description 

MIDair Collision Avoidance System 

Innovative Modeling Approaches for Production Systems to raise validatable efficiency 

Demonstration of Satellites enabling the Insertion of RPAS in Europe 

Timeline to Market 

Many products in this sector started from a military need (e.g. heads‐up displays, smart goggles, fly‐by‐
wire, etc.), however ,the expected time needed for the products/services/applications associated to this 
Innovation Field to have an impact on both civilian and defence (the leading edge of HMI development) 
markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

Sensor Technology and Components 
Electronic components 

Core
Core

TRL12

9
9

KETs13 

PHOT|MNE|AMS|AM
MNE|AMS 

10  EDA  -  Remotely  Piloted  Aircraft  Systems  -  RPAS:  https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/remotely-

piloted-aircraft-systems---RPAS 

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 5 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Signal processing technologies 
Information technologies 
Communication technologies
Computing Technologies 

Core
Enabling
Core
Enabling

9
9
9
9

PHOT 
MNE 
AMS 

Software Innovation Dependency: Software is inherently involved in this Innovation Field, being necessary 
for virtually all human‐machine interfaces such as speech recognition, machine vision, analytics and 
simulation including for training simulator development. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

30

25

20

15

10

5

0

2013
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2014

2012

2015

FR
3%

EP
3%

WO
5%

IN
5%

DE
5%

KR
7%

TW
8%

US
16%

CN
48%

2016

Patents Publication Country15

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
15 CN: China, US: United States, TW: Taiwan, KR: South Korea, DE: Germany, IN: India, WO: Worldwide patent, FR: France, EP: 

European patent 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 6 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

34

7

6

4

2

2

0
NANO

0
IB

1

1

0

MNE

AMS

AM PHOT

G05B

G06F

H04L

B23Q

H04N

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification16

3

3

3

2

2

2

2

2

2

2

2

Top Worldwide Patents’ Applicants

16  G05B:  CONTROL  OR  REGULATING  SYSTEMS  IN  GENERAL;  FUNCTIONAL  ELEMENTS  OF  SUCH  SYSTEMS; 
MONITORING  OR  TESTING  ARRANGEMENTS  FOR  SUCH  SYSTEMS  OR  ELEMENTS,    G06F:  ELECTRIC  DIGITAL 
DATA  PROCESSING,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC  COMMUNICATION, 
B23Q: DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR 
CONTROLLING  (tools  of  the  kind  used  in  lathes  or  boring  machines  B23B0027000000);  MACHINE  TOOLS  IN  GENERAL, 
CHARACTERISED  BY  THE  CONSTRUCTION  OF  PARTICULAR  DETAILS  OR  COMPONENTS;  COMBINATIONS  OR 
ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT, H04N: PICTORIAL 
COMMUNICATION, e.g. TELEVISION 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 7 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

HEAL-20_HEAL-23 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

INNOVATION FIELD: Robots for medical interventions & rehabilitation treatment 

Description 

Robotic  systems  supporting  professional  medical  interventions  such  as  e.g.  robotized  assistance  during 
surgery,  robotized  precision  surgery,  robot  assisted  micro‐surgery,  robotic  devices  for  minimally  invasive 
surgery, medical micro‐ and nanobots, robotized assistance in small medical interventions,  including robot 
assisted  motor‐coordination  therapy,  robot  assisted  physical  training  therapy,  robot  assisted  mental, 
cognitive and social therapy (e.g. new concepts for distributed intelligence, such as swarms). 

Impact assessment 

  Civilian Market  

Innovation  in  the  field  of  robots  for  medical  intervention  and  rehabilitation  can  be  predicted  to  have 
significant  impact  based  on  the  expected  growth  of  the  medical  robots  market  and  the  current  use  of 
robots  in  surgeries  and  other  procedures.  So  far,  medical  robotics  has  facilitated  minimally  invasive 
surgeries, which have replaced open surgeries extensively, and minimized the chances of errors performed. 
3D‐Imaging, High definition Microscopic Cameras, Data Recorders Data Analytic, Motion Sensors, Remote 
Navigation,  and  robotically  controlled  catheters  etc—are  among  the  functionalities  of  Medical  Robots, 
which can make treatment easier, safer  and the recovery quicker for patients1. 
The global medical robots market is expected to reach USD 11.4 Billion by 20202 from an estimated USD 
4.2  Billion  in  2015,  at  a  CAGR  of  22.2%  during  the  period  2016‐20202.  The  medical  robots  market  is 
segmented  by  product,  application,  and  region.  Based  on  product,  the  market  is  segmented  into 
instruments  and  accessories  and  robotic  systems.  In  the  robotics  segment,  rehabilitation  robots  are 
expected to register double‐digit growth in the forecast period. Its high growth can be attributed to the rise 
of  the  aging  population  and  benefits  offered  by  robot  assisted  rehabilitation  therapies2.  Based  on 
application,  the  medical  robots  market  is  segmented  into  laparoscopy,  orthopaedics,  neurology,  special 
education,  and  others.  The  neurology  segment  is  expected  to  register  the  fastest  growth  in  the  forecast 
period. This growth can be attributed to the advent of newer applications in neurosurgery and the growing 
popularity of robotic neurosurgery2. By region, North America is expected to command the largest share of 
the medical robots market followed by Europe with a market share of 62% and 24% respectively3. Its large 
share is attributed to the high adoption rate of medical robots in the region and the government’s strong 
focus on medical robots to improve the quality of healthcare2.  
Some  major  players  in  the  global  medical  robots  market  include:  Intuitive  Surgical,  Inc.  (US),    Stryker 
Corporation (US), Accuray, Inc. (US), Medtech (FR), MAZOR Robotics (IL), Hansen Medical, Inc. (US), Kirby 
Lester (US), Aesynt Inc. (US), IRobot Corporation (US), ReWalk Robotics (IL), Hocoma (CH), Renishaw (UK), 
Titan Medical, Inc (CA), Abbott Diagnostics (US), Health Robotics srl (IT). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1 Absolute Reports - “Medical Robotics Industry Market is driven by Introduction of Robots in Surgical, Rehabilitation, Hospital, 

Lab Automation Assistance, Pharmacy Automation and Telemedicine” - June 2016 

2  MarketsandMarkets  -  “Medical  Robots  Market  by  Product  (Robotic  systems  (Surgical  Robots,  Rehabilitation  Robots,  Hospital 
Robots,  Assistive  Robots,  Telemedicine  Robots),  Instruments  &  Accessories)  &  Application  (Orthopedic,  Laparoscopy, 
Neurology) - Global Forecasts to 2020”, November 2015 

3 Industry ARC - “Medical Robotics Market Set to Witness APAC and Europe as the Emerging Regions Through 2015-2020” - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 8 / 36 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

Slave robot for tele‐ultrasound examination 
LPR MRI and CT‐compatible robot for image‐guided punctures
Robots for neurosurgery 
Robotic exoskeletons in the rehabilitation robotics segment
Cleaning and disinfectant robots  
Telemedicine robots 

System Readiness 
Level4 
5
5
5
3
3
3

Manufacturing 
Readiness Level5 
9‐10
9‐10
9‐10
5‐6
5‐6
5‐6

  Defence Market 

Robots in the defence sector have been used for years with different purposes and future innovation in this 
area is expected to have a significant impact for military applications. One area in which the use of robots is 
very important for defence is related to the telepresence side for field robotics operations. In fact, the use 
of  medical  robotics  for  the  military  has  been  considered  for  a  long  time6  as  demonstrated  by  SRI 
International  developments  of  the  M7  in  1998,  under  contract  related  to  Telemedicine  and  Advanced 
Technology  Research  Center.  It  was  again  SRI  International  that  spun  out  the  startup  Intuitive  Surgical. 
Other examples of military applications, going beyond the use of robotic telemedicine, include the use of 
actual  robots  going  into  the  field  to  carry  out  medical  procedures,  as  for  example  recent  Israelian 
developments on the use of surgical robots coming from the know‐how developed in the military sector7. 
In  general,  military  robotics,  including  remotely  piloted  air  and  ground  vehicles  are  expected  to  be  soon 
replaced by increasingly autonomous systems in all physical operating domains (air, sea, undersea, land and 
space)  and  across  the  full  range  of  military  operations,  according  to  RSIS8  (S.  Rajaratnam  School  of 
International  Studies).  Furthermore,  cyber  operations,  which  are  a  rapidly  advancing  dimension,  will 
intersect heavily with robotics. While it seems that no state is using fully autonomous lethal robotics as yet, 
the  technology  is  becoming  available  very  soon  and  these  are  described  as  the  next  generation  of 
weaponized  technology  after  drones.  So  far,  between  50  and  80  countries  are  developing  robots  and/or 
have  made  operational  use  of  robots  in  the  battlefield9.  In  South  Korea  and  Israel  for  example,  robotic 
sentries  with  the  capacity  to  be  armed  have  already  been  deployed.  Large  private  sector  companies  like 
Google are also becoming deeply involved in this space alongside the likes of DARPA9.  
Some of the relevant players in the field of defence robotized technology are Autonomous Solutions, Inc. 
(ASI) (US), TechnoRobot (CH), AAI Corporation (US), BAE Systems Plc (UK), Cassidian (DE), Cobham Plc (UK), 
General Atomics Aeronautical Systems Inc. (US) and Honeywell Aerospace (US) 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in  the  EU 
market are reported in the following table: 

4 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

6 SRI International – “M7 Surgical Robot” – June 2016  
7 Israel21c - http://www.israel21c.org/7-israeli-robots-that-are-transforming-surgery/  -  May 2016 
8 http://www.rsis.edu.sg/ 
9 S. Rajaratnam - School of International Studies, “The Global Arms Industry in 2030 (and Beyond)” -  November 2014 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 9 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Defence products/ services / applications

Multi‐Mission Robot 

SRL4  MRL5 
9‐10

5 

Non Technological Drivers / Barriers 

  Because these robotic systems generally require a close collaboration with a clinician, specific man‐
machine interface questions have to be resolved. In case of surgery, the operator cannot interact 
easily with classical man‐machine interfaces because he/she has to work under sterile conditions. 
This motivates the development of specific interfaces such as voice control or foot pedals. In case 
of co‐manipulation, the part of the robot that is held by the clinician must be made sterile before 
each intervention10. 

  The clinical use of the robot also requires electro‐magnetic compatibility with the environment in 
particular in the Operating Room. When the robot is used in specific environments such as inside a 
CT (Computed Tomography) or MRI (Magnetic Resonance Imaging) imaging sensor, the robot must 
not  disturb  the  image  acquisition  or  corrupt  the  data.  This  may  significantly  constrain  design 
choices and selected materials: for instance in the MRI environment no ferro‐magnetic part should 
be  integrated  to  the  robot.  Sterile  cleaning  of  the  robot  is  also  an  issue.  Bone‐mounted  robots 
which are in very close contact to the patient must be completely cleanable10. 
Introducing a new medical device requires demonstrating the added value over existing techniques 
from a clinical perspective. In general, it is not easy to predict how accurate and sophisticated a 
robotic procedure should be to make a significant difference on the clinical level. To prove it may 
also be very challenging. The evaluation of clinical benefits may require long term trials involving 
several centres and many patients10. 

 

  Cost is another issue; indeed, several of the distributed systems are quite expensive (costs average 
between 1 and 2 million USD). Frequently a 10% maintenance over cost per year has to be added 
and  some  of  these  systems  generate  an  extra‐cost  per  intervention.  This  may  be  quite  a  heavy 
investment  for  hospitals  and  clinics.  Moreover,  depending  on  healthcare  funding  models  in  the 
different countries, some of those costs may not be affordable by health insurances10. 

  The  European  Union  will  be  required  to  address  many  legal  issues  related  to  Robotics,  which 
include  inter  alia  data  protection,  electronic  communication  law,  IP  rights,  liability  for  damages 
determined  by  robots,  and  even  criminal  law,  in  order  to  harmonize  the  European  regulatory 
framework11.  

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenge  “Health,  demographic 
change and well‐being” and “Secure societies – protecting freedom and security of Europe and its 
citizens”. 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria12. 

10 Jocelyne Troccaz, “Handbook of Automation”, Chapter 82, Computer- and robot-assisted medical interventions” - 2009 
11 Cugia Cuomo & Associati - Studio Legale – The EU robotics market - 2016 
12 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 10 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of robots for 
medical interventions and rehabilitation treatment. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

EurEyeCase 

HANK 

MARIO 

ENRICHME 

ERXOS 

Use Case for European Robotics in Ophthalmologic Micro−Surgery 

European advanced exoskeleton for rehabilitation of Acquired Brain Damage (ABD) and/or spinal 
cord injury's patients. 

Managing active and healthy aging with use of caring service robots 

Enabling Robot and assisted living environment for Independent Care and Health Monitoring of 
the Elderly 

ElectroRheological fluid based eXOSkeleton devices for physical upper limb rehabilitation 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 11 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence sector  

In general, EDA has started initiatives on technologies for multi‐robots control in support of the soldier 
(MuRoC). The MuRoC project focuses on the control of multiple robots in support of conventional troops. It 
will develop parts of the Strategic Research Agenda on guidance and will be used as the base for future 
projects in the area.  
In  this  project  it  was  shown  how  military  forces  can  benefit  from  cooperatively  working  robot  systems 
(MRS)  in  different  scenarios.  There  are  several  key  technologies  with  a  high  maturity  level  ready  to  be 
applied in short term (by 2020). The joint use of them could result in the deployment of systems applicable 
to  current  missions.  These  potential  systems  would  be  limited  because  there  is  a  significant  group  of 
strategic  technologies  that  will  not  be  ready  before  the  medium  (by  2025)  or  long  term  (by  2040).  Tele‐
operated systems are ready and fully tested with many other available technologies that allow developing 
systems  for  some  of  the  operational  cases  identified.  The  main  problem  of  tele‐operated  systems  is  the 
limited number of robots that can be operated in parallel13. 
Also  US  are  active  in  the  research  field  of  Multi‐Mission  Robots.  For  example  iRobot  710  Kobra  Multi‐
Mission Robot project aimed at developing a heavy‐duty, multi‐mission robot designed and manufactured 
by  American  robot  maker  iRobot  to  provide  increased  safety  and  mission  effectiveness  for  soldiers,  first 
responders and security personnel. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

MuRoC 

710 Kobra 

Short Description 

Multi‐robots control 

iRobot 710 Kobra Multi‐Mission Robot 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016‐2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

13  EDA  –  https://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/technologies-for-multi-robots-control-in-support-of-the-

soldier-(muroc) – September 2016 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 12 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION14

TRL15

KETs16 

technologies  and 

Structural  materials  and 
structural effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Opto‐electronics:  Laser,  optics  and  related 
devices 
Sensor Technology and Components 
Artificial Intelligence & Decision support 
Physiology Science & Medical technologies 
Human sciences, including research and studies
Biotechnology 

Enabling

Enabling
Enabling

Enabling
Core
Core
Core
Core

9

7‐8
7‐8

7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8

AM | AMS | MNE |NANO

AM | AMS | MNE |NANO
AM | AMS | MNE |NANO

AM | AMS | MNE |NANO
MNE |NANO 
MNE |NANO 
AM | AMS | MNE |NANO
AM | AMS | MNE |NANO

Software Innovation Dependency: The development of this Innovation Field is highly related to software 
advancements, particularly for new concepts for distributed intelligence, such as swarms. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation17 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

14  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

15 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

16 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

17 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 13 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

JP
12%

CN
14%

KR
7%

EP
7%

WO
16%

US
44%

250

200

s
t
n
e
t
a
P
°
N

150

100

50

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country18

336

444

0
NANO

50

4

1

11

IB

MNE

AMS

AM PHOT

87

A61B

B25J

56

A61G

24

C07K

24

G05B

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification19

18 US: United States, WO: Worldwide patent, CN: China, JP: Japan, EP: European patent, KR: South Korea 
19  A61B:  DIAGNOSIS;  SURGERY;  IDENTIFICATION,  B25J:  MANIPULATORS;  CHAMBERS  PROVIDED  WITH 
MANIPULATION  DEVICES,  A61G:  TRANSPORT,  PERSONAL  CONVEYANCES,  OR  ACCOMMODATION  SPECIALLY 
ADAPTED  FOR PATIENTS  OR DISABLED  PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS  FOR DENTISTRY; 
FUNERAL  DEVICES,  C07K:  PEPTIDES,  G05B:  CONTROL  OR  REGULATING  SYSTEMS  IN  GENERAL;  FUNCTIONAL 
ELEMENTS  OF  SUCH  SYSTEMS;  MONITORING  OR  TESTING  ARRANGEMENTS  FOR  SUCH  SYSTEMS  OR 
ELEMENTS 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 14 / 36 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

182

31

30

25

18

INTUITIVE
SURGICAL
OPERATIONS
INC.

Biolamina AB MEDROBOTICS
CORPORATION

Board of
Regents of the
University of
Nebraska

SAMSUNG
ELECTRONICS
CO. LTD.

Top Worldwide Patents’ Applicants

12

11

Stryker
Corporation

Restoration
Robotics Inc.

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 15 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

HEAL-22 

INNOVATION FIELD: Robotized systems capable to assist personal mobility or other living functions 

Description 

Passive  robotized  systems  (including  intelligent  prostheses)  capable  to  assist  and/or  enhance  human 
functions,  e.g.  exoskeletons  to  assist  disabled  patients’  mobility  or  other  living  functions  or  to  support 
workers or soldiers in carrying heavy burdens. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The  potential  impact  of  this  innovation  field  can  be  illustrated  through  the  expected  growth  of  the 
exoskeleton systems market for both the industrial and the medical segments. 
Exoskeletons  are  used  to  aid  orthopaedic  disorder  patients,  enabling  them  to  move  and  walk  again.  The 
Global  Exoskeleton  System  Market  is  expected  to  post  a  CAGR of  72.51%  from  2014‐20191.  According  to 
ReportsnReports report2, the rise in orthopaedic disorders is a major growth driver for the market. The use 
of  exoskeletons  by  people  with  orthopaedic  disorders  helps  improve  their  mobility  because  they  put  the 
body  in  an  upright  position,  thereby  bringing  back  their  self‐esteem.  A  study  by  ResearchMoz3  estimates 
the market of wearable robots (exoskeletons) to reach US$2.1bn by the end of 2021 from US$16.5mn in 
2014. According also to this research report, the rising demand for exoskeletons from the global medical 
and healthcare industry is the key reason for the immense growth of this market. The U.S in North America, 
Korea,  China,  and  Japan  in  Asia  Pacific,  and  almost  the  whole  Europe  are  the  major  regional  markets  for 
wearable  robots  and  exoskeletons.  Wearable  robots  and  exoskeletons  assist  also  in  lifting  weights  for 
workers  and  are  generally  utilized  for 
engineering  and  logistical  purposes,  but 
also 
patient 
lifting/movement by healthcare workers. In 
the 
2015,  healthcare  accounted 
majority revenue share of 54.1%4, owing to 
the  high  demand 
from  rehabilitation, 
assisted  living,  and  elderly  care  services 
across  the  U.S.,  Canada,  Germany,  France, 
and  Japan.  However,  industrial  segment  is 
expected to emerge as the fastest growing 
with  a  CAGR  of  58.8%4  over  the  period 
2015‐2025. The growth in average age of work force coupled with growing work‐related Spinal Cord Injuries 
(SCIs)  is  expected  to  positively  reinforce  the  exoskeleton  market  growth  over  the  forecast  period.  The 
market is segmented on the basis of type of technology: stationary and mobile. The mobile and stationary 
exoskeletons are further segmented as active and passive systems. Mobile exoskeletons held a majority of 

future 

the 

for 

for 

in 

1 ResearchandMarkets – “Global Exoskeleton System Market 2015-2019” – February 2015 
2 ReportsnReports - Exoskeleton System Market in Military and for Orthopedic Disorders to 2019 Forecast a New Research Report” 

- February 2015 

3 ResearchMoz – “Wearable Robots, Exoskeletons: Market Shares, Strategy, and Forecasts, Worldwide, 2015 to 2021”-  2015 
4 Grand View Research, Exoskeleton Market Revenue and Volume Analysis By Type (Mobile, Stationary), By Technology (Drive 
System  [Pneumatic  Actuator,  Hydraulic  Actuator,  Electric  Servo,  Electric  Actuator,  Fully  Mechanical,  Shape  Memory  Alloy 
Actuator, Fuel Cell]), By End-User (Healthcare, Military, Industrial), And Segment Forecasts to 2025, 2016 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 16 / 36 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

the market in 2015, with a market share of over 63%. In mobile, active systems held the maximum share of 
69.08%4.  The  figure  besides  shows  North  America  exoskeleton  market  forecast,  by  technology  (type)  for 
the period 2014‐2025 in USD Million. 
In addition, stationary exoskeletons market is expected to grow at a lucrative CAGR of 55.8%4, owing to the 
increasing prevalence of SCIs, which is driving the use of stationary systems in the rehabilitation centres. In 
2015, North America accounted for the maximum revenue share of 49.8% and is followed by Europe4. The 
U.S. is the most important market and accounts for majority share of the North American  market. In the 
U.S. agencies such as the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), National Aeronautics and 
Space Administration (NASA), and the National Institute of Health have significantly contributed in terms of 
research funding, technology development, and commercialization of these devices 
Asia Pacific is expected to emerge as the fastest growing region with a CAGR of 64.9%4 over the forecast 
period.  Japan  is  one  of  the  leading  nations  with  strong  technological  development  and  higher  usage  of 
medical  and  service  robots  for  various  applications.  Moreover,  China  is  expected  to  contribute  strongly 
toward the adoption of exoskeleton systems over the forecast period. 
The  following  companies  can  be  considered  as  the  prominent  vendors  in  the  global  Exoskeleton  System 
Market:  CYBERDYNE  Inc.  (JP),  Ekso  Bionics  Inc.  (US),  ReWalk  Robotics  Ltd.  (US),  Rex  Bionics  plc  (UK), 
Berkeley  Robotics  (US),  Focal  Meditech  (NL),Hocoma  (SW),  Honda  (JP),  Interactive  Motion  Technologies 
(US), Myomo (US), Parker Hannifin (US) and  Raytheon Sarcos (US) 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Rehabilitation 
Elderly care service 
Support for the nursing staff in lifting patients & other heavy objects
Support  in  heavy  manufacturing  sectors,  such  as  ship  building  and 
infrastructure projects EMERGING 

System 
Readiness 
Level5 
3
3
3

4 

Manufacturing 
Readiness Level6 

5‐6
5‐6
5‐6

7‐8 

  Defence Market 

Future impact of this innovation field for defence applications can be inferred from the interest of the US 
military in exoskeleton systems and the possibility to provide the technology to paralyzed veterans. 
One of the major trends in the Exoskeleton System Market is the development of an exoskeleton‐mounted 
computer  system  for  soldiers.  The  US  military  has  awarded  several  exoskeleton  R&D  project  contracts  to 
various robotic companies and research institutes in the Americas. The exoskeleton empowers the soldiers 
to  easily  lift  the  loads  more  than  the  normal  weight  and  also  allows  being  incredible  active  across  the 
battlefield  without  putting  more  strain  on  the  body.  The  market  is  witnessing  an  increase  in  demand  for 
exoskeletons  from  the  US  military,  and  several  exoskeleton  R&D  project  contracts  are  being  given  to 
various robotic companies and research institutes in the Americas2. For instance, in 2014, Ekso Bionics (US) 
and Lockheed Martin (US) received their first royalty payment for the FORTIS unit provided to the US Navy. 
In  2014‐2015,  Cyberdyne  (JP)  started  selling  or  renting  HAL  for  industrial  and  construction  applications. 
Panasonic (JP) and Sacros (US), and Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering (KR), are the other major 

5 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 17 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

companies that offer exoskeletons for military and industrial applications. 
Furthermore, in 2015, the United States Department of Veterans Affairs started including cost of ReWalk 
Robotics  exoskeletons  in  the  insurance  coverage  of  the  paralyzed  veterans.  The  Veterans  Affairs  policy  is 
the  first  national  coverage  policy  in  the  US  wherein  45  paralyzed  veterans  identified  by  ReWalk  Robotics 
will  be  provided  with  exoskeletons.  The  veterans  will  undergo  training  at  the  ReWalk  training  centers  on 
how  to  use  exoskeletons,  and  on  successful  completion,  they  will  be  provided  with  ReWalk  Robotics 
exoskeletons for personal use.  Some other relevant players in the field of defence robotized technology are 
RB3D (FR), Raytheon (US) and RE2 (US). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Increase the weight lifting capacity of soldiers
Provide endurance and strength for walking long distances
Provide extended combat capabilities 
Non Technological Drivers / Barriers 

SRL5  MRL6 

3 
3 
3 

5‐6
5‐6
5‐6

  One of the major challenges that the market faces is the high price of exoskeleton systems, which 
means that they are not affordable for many paralyzed individuals in the developing countries. 
Several paralyzed individuals in the developing countries cannot afford to buy exoskeletons 
because insurance companies do not provide funds to buy such devices. 

  This innovation Field significantly contributes to the societal challenges “Health, demographic 

 

change and well‐being” and “Secure societies – protecting freedom and security of Europe and its 
citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria7. 

7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 18 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of robotized 
systems to assist living functions. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

XoSoft 

RADIO 

GrowMeUp 

Short Description 

Soft modular biomimetic exoskeleton to assist people with mobility impairments 

Robots in assisted living environments: Unobtrusive, efficient, reliable and modular solutions for 
independent ageing 

Advancing active and healthy ageing with ICT: service robotics within assisted living 
environments 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 19 / 36 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence sector  

The Combat Equipment for Dismounted Soldier Feasibility Study Programme (CEDS FSP) looks at the 
possibilities offered by innovative technologies for soldier systems. It focuses on four key areas: 
observation, energy, human factors, and survivability. The programme works across a range of different 
areas to try and identify possible uses offered by cutting edge technologies. There are also many examples 
of US research in the field of passive robotized systems capable to enhance human functions: 

  Human  Universal  Load  Carrier  (HULC),  indeed,  is  an  exoskeleton  being  developed  by  Lockheed 
Martin  for  dismounted  soldiers.  The  hydraulically‐powered  HULC  enables  soldiers  to  carry  heavy 
loads with minimal strain on their body.  

  Protection Ensemble Test Mannequin (PETMAN) is a humanoid robot being developed for the US 
Army to test the special clothing used by soldiers for protection against chemical warfare agents. 
PETMAN  will  be  used  to  test  and  evaluate  the  next  generation  hazmat  suits  and  other  individual 
protection ensembles used by troops, in controlled environmental conditions. It could also be used 
by the US Air Force, Navy and the Marine Corps. 

  XOS  2  is  a  second‐generation  robotics  suit  being  developed  by  Raytheon  for  the  US  Army.  The 
wearable  robotic  suit  increases  the  human  strength,  agility  and  endurance  capabilities  of  the 
soldier inside it. The XOS 2 uses high‐pressure hydraulics to allow the wearer to lift heavy objects at 
a ratio of 17:1 (actual weight to perceived weight). This allows repeated lifting of the load without 
exhaustion or injury.  

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016‐2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 20 / 36 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION8

technologies  and 

Structural  materials  and 
structural effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Sensor Technology and Components 
Artificial Intelligence & Decision support 
Physiology Science & Medical technologies 
Human sciences, including research and studies
Biotechnology 

Enabling

Enabling
Enabling
Core
Core
Core
Core

TRL9

9

7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8

KETs10 

AM | AMS | MNE |NANO

AM | AMS | MNE |NANO
AM | AMS | MNE |NANO
MNE |NANO 
MNE |NANO 
AM | AMS | MNE |NANO
AM | AMS | MNE |NANO

Software Innovation Dependency: The development of this Innovation Field is highly related to software 
advancements, particularly for the aspects related to artificial intelligence. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation11 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

JP
5%

EP
8%

KR
13%

WO
15%

US
17%

CN
42%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country12

8  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

9 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

10 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

11 http://info.thomsoninnovation.com/ 
12 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, KR: South Korea, EP: European patent, JP: Japan  
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 21 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

223

173

145

1
NANO

2

IB

3

2

1

MNE

AMS

AM PHOT

A61H

B25J

46

A61F

24

H02K

21

A61B

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification13

19

16

13

12

11

9

9

Harbin Institute
of Technology

EKSO BIONICS
INC.

Shanghai
Jiaotong
University

Sarcos LC

HARRIS
CORPORATION

MOTOR
EXCELLENCE LLC

University of
Electronic
Science and
Technology of
China

Top Worldwide Patents’ Applicants

13  A61H:  PHYSICAL  THERAPY  APPARATUS,  e.g.  DEVICES  FOR  LOCATING  OR  STIMULATING  REFLEX  POINTS  IN 
THE  BODY;  ARTIFICIAL  RESPIRATION;  MASSAGE;  BATHING  DEVICES  FOR  SPECIAL  THERAPEUTIC  OR 
HYGIENIC PURPOSES  OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY, B25J: MANIPULATORS; CHAMBERS  PROVIDED  WITH 
MANIPULATION  DEVICES,  A61F:  FILTERS  IMPLANTABLE  INTO  BLOOD  VESSELS;  PROSTHESES;  DEVICES 
PROVIDING  PATENCY  TO,  OR  PREVENTING  COLLAPSING  OF,  TUBULAR  STRUCTURES  OF  THE  BODY,  E.G. 
STENTS;  ORTHOPAEDIC,  NURSING  OR  CONTRACEPTIVE  DEVICES;  FOMENTATION;  TREATMENT  OR 
PROTECTION  OF  EYES  OR  EARS;  BANDAGES,  DRESSINGS  OR  ABSORBENT  PADS;  FIRST-AID  KITS,  H02K: 
DYNAMO-ELECTRIC MACHINES, A61B: DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 22 / 36 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-02 

HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

INNOVATION FIELD: Robotic devices for search and rescue 

Description 

Robotized systems capable of assisting rescuers or hazardous environment operators in their activities (e.g. 
incident or disaster victim extraction robots, robotized labour for hazardous environments, etc.) 

Impact assessment 

  Civilian Market  

While it is still difficult to forecast what the potential impact of this specific innovation field will be on the 
civilian market, the future effect can be inferred from the growth of the overall security robots market. 
Robots for Search and Rescue (SAR) represent a subset of the global security robots. The overall security 
robots  global  market  was  valued  USD  1.34  Billion  in  20151  and  is  expected  to  reach  USD  2.36  Billion  by 
2022,  at  a  CAGR  of  8.56%  between  2016  and  20221.  Increasing  adoption  of  unmanned  solutions  by 
different military and defence forces is leading to the rise in demand for security robots worldwide. 
The major players operating in the security robots market are Lockheed Martin Corporation (US), Northrop 
Grumman Corporation (US), Thales SA (FR), BAE Systems Plc (UK), and Elbit Systems Ltd. (IL) among others.  
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Civilian  multifunctional  (inspection,  detection,  surveillance  and 
Search&Rescue also against CBRN‐E threats) unmanned vehicles 

System Readiness 
Level2 
3

Manufacturing 
Readiness Level3 
5‐6 

  Defence Market 

The potential impact of this innovation field on the defence market can be illustrated through the expected 
growth of the military robotics market and the increased demand for and application of drones. 
Research and Markets analysts predict that the global military robots market will grow from $13.55 Billion 
in  2015  to  $21.11  Billion  by  2020  at  a  CAGR  of  9.27%  during  the  period  2015‐20204.  Factors,  such  as 
increase  need  for  the  better  cross  border  surveillance,  improving  effectiveness  and  efficiency  of  the 
operation in automation, and minimisation of causalities are the major factors which will drive the military 
robots market and help in search and rescue operations. 
A significant example of military robots potential development is given by the Battlefield Extraction Assist 
Robots  (BEAR),  developed  by  Vecna  Robotics’™  flagship  program.  The  humanoid  BEAR  product  was 
designed  to  locate,  lift  and  rescue  people,  with  the  capability  of  lifting  heavy  loads  and  carry  them  long 

1  MarketsandMarkets  –  “Security  Robots  Market  by  Type  (Unmanned  Aerial  Vehicles,  Unmanned  Ground  Vehicles,  Unmanned 
Underwater  Vehicles),  Component  (Sensors,  Controller  Systems,  Camera  Systems,  Navigation  Systems),  Application  and 
Geography - Forecast to 2022” – June 2016 

2  System  Readiness  Level1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;    3-System  Development  &  demonstration;  4-

Production & Development; 5-Operations & support 

3  Manufacturing  Readiness  Level  1-2:  Material  &  Process  Design&Development;  MRL  3-4:  Component  &  Equipment 
(tooling/machine)  demonstrator;  MRL  5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production 
planning complete; MRL 9-10: Full scale stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, 
waste, etc.) 

4 Research and Markets  – “"Military Robots Market - Global Forecast to 2020" – December 2015 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 23 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

distances.  Whether  on  a  battlefield,  in  a  mine  shaft,  near  a  toxic  chemical  spill,  or  inside  a  structurally‐
compromised  building  after  an  earthquake,  the  BEAR  was  designed  with  specific  rescue  capabilities.  The 
Vecna  Robotics™  BEAR  project  was  funded  by  the  US  Army’s  Telemedicine  and  Advanced  Technology 
Research Center (TATRC), a part of the US Army Medical Research and Material Command (USAMRMC)5. 
Main vendors in the military robots market are: Boston Dynamics (US), General Dynamics (US), Lockheed 
Martin (US), Northrop Grumman (US), Thales Group (FR). Other prominent vendors in the market are BAE 
Systems (UK), Elbit Systems (IL), Israel Aerospace Industries (IL), Saab (SE), and Turkish Aerospace Industries 
(TR). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

SAR (Search & Rescue) battlefield extraction assist unmanned vehicles

BEAR (battlefield extraction assist robots) 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 

3 

3 

7‐8

5‐6

  In  the  EU,  the  current  regulatory  system6  for  drones  is  based  on  fragmented  rules,  with  many 
Member States having already regulated or planning to regulate some aspects of civil drones with 
an  operating  mass  of  150  kg  or  less.  The  responsibility  for  civil  drones  over  150  kg  is  left  to  the 
European  Aviation  Safety  Agency  (EASA).  However,  the  extent,  content  and  level  of  detail  of 
national  regulations  differs,  and  conditions  for  mutual  recognition  of  operational  authorisations 
between EU Member States have not been reached. 

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

protecting freedom and security of Europe and its citizens”. 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001. On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria7. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate was steady, 
which could represent an area of scientific interest: 

5 https://www.vecna.com/ 
6 European Parliament - “Civil drones in the European Union”- October 2015 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 24 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within FP7/H2020 Programme on the research and development of advanced 
materials. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

SmokeBot 

Mobile Robots with Novel Environmental Sensors for Inspection of Disaster Sites with Low 
Visibility 

Scubacraft 
MOBNET 

EXTREMDRON 
5 LIVES 
DARIUS 
ICARUS 

Submersible  vessel  used  for  multi‐purpose  sub‐aqua  applications  to  enhance  marine  life, 
environment conservation and structural integrity of offshore installations. 
MOBile NETwork for people's location in natural and man‐made disasters 
Unmanned  Aerial  Vehicle  for  protecting  soft/critical  urban  infrastructures,  and  the  general 
public in extreme environments. 
Search, Challenge, Fight, Care, Rescue for Lives 
Deployable SAR Integrated Chain with Unmanned Systems 
Integrated Components for Assisted Rescue and Unmanned Search operations 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 25 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence sector  

EDA supported different initiatives about robot SAR assistance for the EU defence industry, due to the 
strategic importance for European armed forces. 
Also US supported research on robot SAR assistance for its army. Within BEAR project, for example, the US 
military is developing a robot with a teddy bear‐style head to help carry injured soldiers away from the 
battlefield. Some relevant European projects8 are: 

Acronym 

Short Description 

LAVOSAR II 

LAVOSAR I 

Timeline to Market 

European Reference Open Architecture Standard for a modern Integrated Electronic 
Mission System in Military Land Vehicles  

Land Vehicle with Open System  

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

8 http://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/ 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 26 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION9

TRL10

KETs11 

Structural  materials  and  technologies  and  structural 
effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments. 
Materials for deterrence 
Stealth materials and Technologies 
Survivability and hardening 
Energetic materials 
Energy generation storage & distribution 
Opto‐electronics: Laser, optics and related devices 
Sensor Technology and Components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Simulation tools and technologies 
Computing Technologies 
Information Security Technologies 
Communication Technologies 
Physiology Science & Medical technologies 
Human sciences, including research and studies 

Enabling 

Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Enabling 
Core 
Enabling 
Core 
Enabling 
Core 
Enabling 
Enabling 

7‐8

7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
5‐6
5‐6
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
5‐6
7‐8
7‐8
3‐4
5‐6
3‐4
5‐6

AM | AMS 

AM | AMS 
AM | AMS 
AM | AMS 
AM | AMS 
AM | AMS 
AM | AMS 
AM | AMS | PHOT 
AM | AMS | MNE | PHOT
MNE 
MNE 

MNE|AM|PHOT 
IB 
IB 

Software Innovation Dependency: Software is significantly contributing to the development of this 
Innovation Field, particularly for swarms of unmanned vehicles 
Patent Analysis 

Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation12 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

9  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

10 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

11 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

12 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 27 / 36 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

MX
3%

CA
2%

GB
2%

JP
3%

EP
5%

WO
9%

CN
38%

US
38%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

16

14

12

10

8

6

4

2

0

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country13

47

11

0
NANO

2

IB

0
MNE

0

0

AMS

AM PHOT

G06F

H04W G06T

2

2

A61B

G01N

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification14

4

3

13  CN:  China  US:  United  States  WO:  Worldwide  patent    EP:  European  patent  JP:  Japan  MX:  Mexico  CA:  Canada  GB:  United 

Kindom 

14 G06F: ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING, H04W: WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS, G06T: IMAGE 
DATA  PROCESSING  OR  GENERATION,  IN  GENERAL,  A61B:  DIAGNOSIS;  SURGERY;  IDENTIFICATION,  G01N: 
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 28 / 36 

 
 
 
  
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

6

4

4

3

SLING MEDIA PVT
LTD

GOOGLE INC

SONY CORP

HONDA RES INST
EUROPE GMBH

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 29 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-16 

HUMAN ASSISTANCE & ROBOTICS 

INNOVATION FIELD: Infrastructure for post‐disaster operations 

Description 

Deployable,  easy‐to‐use  and  autonomous  infrastructures  for  post‐disaster/attack  triage,  accommodation 
and relief of  victims, including sufficient energy systems, food and water supply solutions as well as field 
capabilities for contamination. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

is 

trend 

Through  its  humanitarian  aid  and  civil  protection  instruments,  the  EU  provided  substantial  needs‐based 
emergency  assistance  that  only  in  2014  were  related  to  a  total  commitment  of  EUR  1  273  million1:  The 
global 
that  humanitarian 
challenges  are  growing  in  number  and 
becoming  more  complex.  In  the  course 
of  2014,  290  natural  disasters  killed 
around 16 000 people and affected over 
100 million worldwide. The global multi‐
hazard average annual loss is reported in 
the figure beside2.  
The  above  mentioned  trends  illustrate 
the  need  for  and  potential  impact  of 
innovation  in  the  field  of  infrastructure 
for post‐disaster operations. 
For 
innovative  cyclone  shelter  programme  has  helped  the  country  dramatically  reduce  tropical  cyclone 
mortality since the 1970s2 ‐ the Bhola cyclone (1970) caused an estimated 300,000 deaths; while the death 
toll for Sidr (2007 cyclone), was cut down to 4,234. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Bangladesh, 

example 

an 

in 

Examples of Civilian products/ services / applications

Deployable  structure  not  related  to  energy,  but  related  to  food  supply,  water 
supply, etc. 
Information systems and data fusion for First Responders

System 
Readiness 
Level3 
3 

Manufacturing 
Readiness 
Level4 
3‐‐4

3 

5‐6

1 EC – DG ECHO Report from the Commission to the European Parliament and the Council – COM(2015) 406 final -August 2015 
2 United Nations Office for Disaster Risk Reduction - Global Assessment Report on Disaster Risk Reduction - 2015 
3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 30 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence Market 

The business intelligence provider Visiongain carried out an analysis dedicated to the leading companies in 
combat  medicine  and  battlefield  healthcare,  assessing  that  this  market  will  undergo  strong  growth  in  a 
variety  of  key  areas5.  The  overall  military  shelter  systems  demand  is  directly  influenced  by  increase  in 
military  expenditure  across  the  globe.  Global  military  expenditure,  with  growing  political  and  military 
tensions in  different  geographies, is  projected to increase  at 1.5% annually  through 20256. A substantial 
share  of  military  expenditure  is  channelized  for  buying  equipment  and  systems  for  on  the  field  military 
support.  Since,  deployable  shelter  systems  are  used  in  field  exercises,  it  is  anticipated  that  the  increased 
military expenditure across countries will also affect the global demand for deployable shelter systems in 
the  military  market.  Usage  of  deployable  military  shelter  systems  is  very  high  in  developed  countries  of 
North America and Europe. However, the trend is gradually picking up  the  pace in  developed markets.  A 
majority  of  the  deployable  military  shelter  systems  manufacturers  are  dependent  on  NATO  member 
countries  for  sales.    Currently,  European  market  for  deployable  military  shelter  systems  is  growing  at  a 
higher  growth  rate  than  the  global  average,  but  industry  experts  indicate  a  shift  in  demand  from  Asian 
countries, particularly Middle East and South Asia6. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Food supply or water supply for military purposes

Information systems and data fusion for Defence Responders

SRL3  MRL4 

3 

4 

1‐2

7‐8

Non Technological Drivers / Barriers 

  When events require intervention of more than one Member State, a significant change in the EU 
regulation is needed to deal with this in a more efficient and fast way. This is not required when 
only dealing at National level. 

  When  post‐disaster  operations  require  assistance  from  the  food  sector,  because  this  sector  is 

already highly regulated, no additional approval process is normally needed.  

  Development  of  standard  protocol  for  triage,  decontamination,  and  training  programs  for  mass 

CBRN incidents is needed7 

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria8. 

5  Reportlinker  –  “50  Innovative  Companies  in  Combat  Medicine  &  Battlefield  Healthcare  2016:  Leading  Suppliers  of  Military 

Triage, Medical Equipment & Devices, Deployable Shelters & Distributors” – March 2016 

6 Futuremarketinsights - Deployable Military Shelter Systems Market: Global Industry Analysis and Opportunity Assessment 2015 - 

2025 - http://www.futuremarketinsights.com/reports/deployable-military-shelter-systems-market - October 2016 

7ESRIF Final Report – http://ec.europa.eu/dgs/home-affairs/e-library/documents/policies/security/pdf/esrif_final_report_en.pdf - 

December 2009 

8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 31 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of this Innovation 
Field. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

TOXI‐triage 

Integrated and Adaptive Responses to Toxic Emergencies for Rapid Triage: Engineering the 
Roadmap From Casualty to Patient to Survivor 

BROADMAP  Mapping Interoperable EU PPDR (Public Protection and Disaster Relief) Broadband 

Communication Applications and Technology 

CUBETTO 

BOOSTER 

New CUBic shElter concepT TO foster living responses 

BiO‐dOSimetric Tools for triagE to Responders 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 32 / 36 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

NMFRDisaster 

Identifying the needs of medical first responder in disasters 

  Defence sector  

The European Defence Agency is working on greater interoperability of equipment, expertise and training 
in Medical Support to EU Common Security and Defence Policy (CSDP) Operations9. Some on‐going projects 
are reported hereinafter: 

Acronym 

Medical 
Support 

Short Description 

Increase interoperability of equipment, expertise, and training in Medical Support to CSDP 
operations; Analyse new areas for medical capability development and Pooling & Sharing 
opportunities; Promote cooperation amongst  all actors involved ; Enhance dual use capabilities 
for medical assets in disaster relief  and other emergencies 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

9 http://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/medical-support 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 33 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

Light and strong materials, surface treatments
Materials for deterrence 
Survivability and hardening
Energy generation storage and distribution 
Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Sensor technology and components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial intelligence & decision support 
Simulation tools and technologies 
Communication technologies
Physiology science & medical technologies 
Human sciences, including research and studies
Biotechnology 

Enabling
Enabling
Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Enabling
Enabling
Enabling 

Software Innovation Dependency: Not Applicable.  

TRL

5‐6
5‐6
5‐6
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
7‐8
5‐6
5‐6
7‐8
7‐8
7‐8
3‐4

KETs11

AM | AMS | NANO
AM | AMS | NANO
AMS | IB 

PHOT 
MNE | AMS | IB

IB 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation12 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

11 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

12 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 34 / 36 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

JP
5%

CA
5%

EP
10%

CN
11%

FR
3%

GB
4%

KR
3%

WO
16%

US
43%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country13

18

47

2

3

3

6

3

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

Relation between patents and KETs 

17

B64G

E04B

10

A61B

9

6

B64B
Most frequent International Patent Classification14

B60P

13 US: United States, WO: Worldwide States, CN: China, EP: European patent, CA: Canada, JP: Japan, GB: United Kingdom, FR: 

France, KR: South Korea  

14  B64G:  COSMONAUTICS;  VEHICLES  OR  EQUIPMENT  THEREFOR,  E04B:  GENERAL  BUILDING  CONSTRUCTIONS; 
WALLS,  e.g.  PARTITIONS;  ROOFS;  FLOORS;  CEILINGS;  INSULATION  OR  OTHER  PROTECTION  OF  BUILDINGS, 
A61B: DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION, B60P: VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO 
TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS, B64B: LIGHTER-THAN-AIR AIRCRAFT 

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 35 / 36 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Last revision: 
13/1/2017 

25

14

10

THALES SA

COMPOSITE
TECHNOLOGY
DEV INC

BELRON
HUNGARY
KFT ZUG
BRANCH

4

4

4

LTA CORP

KONINKL
PHILIPS NV

ST JUDE
MEDICAL

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX E – HUMAN ASSISTANCE AND ROBOTICS 

Page E 36 / 36 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

DEF-28/DEF-33 

INNOVATION FIELD: Data mining for early detection of threat, suspicious activities and law enforcement 

Description 

Performing  and  state‐of‐law  compliant  solutions  ‐  including  web  navigation  tracing,  big  data  processing, 
behavioural modelling, advanced text and data management and mining techniques ‐ to identify as early as 
possible any suspicious activities. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The  potential  impact  of  innovation  in  the  field  of  data  mining  on  the  civilian  market  is  still  difficult  to 
predict.  The  Data  Mining  market  itself  is  influenced  by  factors  such  as  the  involved  solutions,  services, 
security types, deployment modes, organization size, industry verticals, and regions demand. As a result, it 
is  challenging  to  forecast  the  growth  rate  of  the  market.  Nevertheless,  based  on  the  performance  of  the 
overall cybersecurity market, it can be assumed that future innovation in will have a significant impact. 
The overall cyber security market size is estimated to grow from USD 122.45 Billion in 2016 to USD 202.36 
Billion by 2021, at a Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 10.6% during the 2016‐2021 period.1 
The  cyber  security  ecosystem  comprises  cyber  security  vendors,  such  as  Intel  Security  (US),  Symantec 
Corporation (US), Hewlett Packard Enterprise (US), IBM Corporation (US), Cisco Systems, Inc. (US), Rapid7, 
Inc. (US), EMC RSA (US), FireEye, Inc. (US), Trend Micro, Inc. (JP), and Sophos Ltd. (UK); service providers; 
system  integrators;  and  enterprises.  Other  stakeholders  of  the  cyber  security  market  include  security 
service  providers,  consulting  service  providers,  IT  service  providers,  resellers,  enterprise  users,  and 
technology providers. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Identification of radical violent groups in the social media

System Readiness 
Level2 
3

Manufacturing 
Readiness Level3 

  Defence Market 

The potential impact of data mining for early detection of threat, suspicious activities and law enforcement 
is expected to also be sizable.  
This  could  be  inferred  from  actions  undertaken  by  different  defence  agencies.  For  instance,  a  significant 

1 Marketsandmarkets ‐ Cyber Security Market by Solutions (IAM, Encryption, DLP, UTM, Antivirus/Antimalware, Firewall, IDS/IPS, 
Disaster Recovery), Services, Security Type, Deployment Mode, Organization Size, Vertical & Region ‐ Global Forecast to 2021  ‐ 
http://www.marketsandmarkets.com/Market‐Reports/cyber‐security‐market‐505.html ‐ July 2016 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 1 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

commitment  of  Chinese  defence  is  observed  in  various  areas,  particularly  in  data  mining  since  this  is 
considered highly strategic for future information warfare improvements4. Some possible products/services 
identified  for  defence  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU  market  are  reported  in  the 
following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
Identification of manipulation of public opinions in the social media

SRL2 
3 

MRL3 
‐‐‐

Non Technological Drivers / Barriers 

  Advances in data mining and cyber security are being targeted by non‐EU players.  USA seems to 
have a structured plan for the research in prevention of IT threats and malicious attacks, as shown 
hereinafter 

  This  Innovation  Field  can  significantly  contribute  to  the  societal  challenge  related  to  “Secure 

 

societies – protecting freedom and security of Europe and its citizens”  
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
  On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 

Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  

  US supplies could be subject to ITAR5/EAR6 restrictions in case of re‐export outside EU7. 

4 European Council on Foreign Relations -  China analysis - The Reform of China’s Defence Economy – http://www.ecfr.eu/page/-

/China_Analysis_The_Reform_of_Chinas_Defence_Economy_June2013.pdf  - June 2013 

5 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
6 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 2 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest. 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of this Innovation 
Field. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

ENCASE 

Short Description 

EnhaNcing seCurity And privacy in the Social wEb: a user centered approach for the protection of 
minors 

Foodakai‐1 

Feasibility Assessment of an Intelligent Consumer App for Early Warning on Food Threats 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 3 / 35 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

SHAREBOX 

Secure Management Platform for Shared Process Resources 

SPICES 

PRIME 

SWaM 

AutoMat 

Space‐borne observations for detecting and forecasting sea ice cover extremes 

Push Relevantly to Increase Mobile Engagement 

Smart Water Manager SCADA system for entire grid of water wells management 

Automotive Big Data Marketplace for Innovative Cross‐sectorial Vehicle Data Services 

iMoHEALTH  A pan‐national collaborative analytics platform for the exploration of population health 

  Defence sector  

IBM SPSS (Statistical Package for Social Sciences) already implemented in 2014 in its software tool8 for 
defence customers, dedicated services for defence Cyber Analyst to Perform Advanced Analytics, data 
mining and text analysis. Many research initiatives on data mining and text analysis are on‐going 
worldwide. It is worth mentioning here that the US Department of Defense (DoD) started in 2014 funding a 
multimillion dollar university research program, the Minerva Initiative9, to develop new data mining and 
analysis tools for the US military intelligence community to track political radicalism among British Muslims 
and other activist groups around the world10. The following table summarises the most recent US initiatives 
under the Minerva Programme that have started in 2015 and will be running until 2018. 

University 

Short Description 

Arizona State 

CMU 
Duke 

G.W.University 

Georgia State 

Univ College 
London 
U Chicago 
UC Davis 

New  analytics  for  measuring  and  countering  social  influence  and  persuasion  of  extremist 
groups 
Dynamic statistical network informatics
A Computational Model of Resources & Resiliency: Deploying the Elements of National Power 
for Strategic Influence 
Spheres  of  Influence  and  Regional  Orders:  Assessing  Approaches  for  Responding  to  China's 
Rise 
Mobilizing Media: A Deep and Comparative Analysis of Magazines, Music, and Videos in the 
Context of Terrorism 
The Social Ecology of Radicalization: A Foundation for the Design of CVE (Countering Violent 
Extremism) Initiatives and Their Evaluation 
The Social and Neurological Construction of Martyrdom
The Effect of Shocks on Overlapping & Functionally Interacting Social & Political Networks: A 
Multi‐Method Approach 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019‐2022) and will 
be later further explored: 

8 Scruggs M. - IBM Predictive Analytics for Defence – Business Analytics - 2012 
9 US Departement of Defence - The Minerva Initiative -   http://minerva.dtic.mil/funded.html    
10  Nafeez  M.  A.  -    http://www.truth-out.org/news/item/26049-pentagon-funds-new-data-mining-tools-to-track-and-kill-activists  - 

September 2014 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 4 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12 

KETs13

Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision Support 
Computing Technologies 
Information Security Technologies 
Human sciences, including research and studies

Core
Core
Enabling
Core
Enabling

5‐6 
7‐8 
9 
7‐8 
7‐8 

IB 

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to big data analysis and data management. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 5 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

WO
15%

AU
2%

CA
2%

CN
24%

US
39%

EP
4%

IL
1%

IN
2%

JP
4%

KR
6%

TW
1%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

60

50

40

30

20

10

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country15

81

57

51

0
NANO

3

IB

1

0

0

MNE

AMS

AM PHOT

Relation between patents and KETs 

G06F

H04L

6

G06Q

4

4

G06K
Most frequent International Patent Classification16

A61M

15 US: United States, WO: Worldwide patent, AU: Australia, CA: Canada, CN: China, EP: European patent, IL: Israel, IN: India, JP: 

Japan KR: South Korea, TW: Taiwan 

16  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g. 
TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  G06Q:  DATA  PROCESSING  SYSTEMS  OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED 
FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING 
PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, 
MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  A61M:  DEVICES 
FOR  INTRODUCING  MEDIA  INTO,  OR  ONTO,  THE  BODY;  DEVICES  FOR  TRANSDUCING  BODY  MEDIA  OR  FOR 
TAKING  MEDIA  FROM  THE  BODY,  G06K:  RECOGNITION  OF  DATA;  PRESENTATION  OF  DATA;  RECORD 
CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS  
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 6 / 35 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

5

5

4

4

3

3

3

3

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 7 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

DEF-29 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Improved encryption solutions 

Description 

Advanced encryption systems to ensure secured exchange of confidential data, including with pure digital 
solutions or cyber physical systems (CPS) 

Impact assessment 

  Civilian Market  

Based on the sizable encryption software market size (up to $4.82 Billion by 2019) and increasing demand 
for secure data exchange, it can be predicted that innovation in the field of encryption solutions will have 
high  impact  on  the  civilian  market.1.  With  the  introduction  of  new  media  devices,  data  has  become 
susceptible to cyber‐attacks, commercial espionage, threats, and loss. Thus, to defend their sensitive and 
critical content, protect the authenticity of the data, and evade breach of privacy, the enterprises and Small 
and  Medium  Businesses  (SMBs)  categorically  consider  encryption  software  solutions  within  their 
organizations. Since, the prevalent anti‐virus and firewalls across companies offer the basic level of security 
to the content, the need for comprehensive security solution ranging from disks, file/folder, databases, and 
communication to cloud are demanded globally. 
The enterprises and SMBs require secure business data accessibility techniques regarding data transferred 
within  the  organizations,  in  cloud  and  beyond  the  companies  through  various  means  including  emails, 
messages, and mobile devices. 
Further, these encryption solutions are expansively embraced for provisioning of continual security to large 
organizational  content  accessed  and  transmitted  across  diverse  devices  regardless  of  location.  These 
encryption solutions can be customized to address the business needs of the SMBs and enterprises and are 
easily  deployed  on  the  cloud  and  on‐premises.  Further,  the  commencement  and  provision  of  these 
prevalent  encryption  solutions  has  enabled  the  encryption  software  vendors,  third‐party  providers  and 
cloud  vendors  to  offer  exclusively  customized  encryption  solutions  precisely  addressing  the  needs  of  the 
businesses.  Thus,  encryption  plays  the  crucial  role  in  protecting  the  data,  which  forms  the  most  valuable 
and sensitive assets for the companies, along with securing the privacy of its employees. 
The  major  vendors  of  the  global  encryption  software  market  are  Microsoft  Corporation  (US),  Symantec 
Corporation (US), Intel Corporation (US) and Check Point Software Technologies Ltd (US). The major forces 
driving this market are the presence of a dynamic business environment, increasing cyber‐attacks, growing 
concern about data loss among the companies, and obligatory need for adhering with standards.  
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1  Marketsandmarkets  -  Encryption  Software  Market  http://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/encryption-software.asp  - 

January 2015 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 8 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Shared documentation on Cloud 
Integrated encryption system

System Readiness 
Level2 
3
4

Manufacturing Readiness 
Level3 
5‐6 
7‐8 

  Defence Market 

As secure transmission of information is nowadays essential for European governments, innovation in the 
field of encryption is presumed to have a high impact on the defence market already in the medium‐term.   
Advanced encryption solutions are already on the market. For instance, AIRBUS Defence&Space offers an 
integrated  device  “CRYPTOGRAPHY  ‐  Ectocryp  family”  with  capacity  of  secure  voice  encryption  that  can 
protect  sensitive  conversations  up  to  and  including  TOP  SECRET  (US  Type  1  certification).  US  National 
Security  Agency  has  already  approved  the  device  and  has  listed  in  on  the  Defense  Information  Systems 
Agency’s  Approved  Products  list.Some  possible  products/services  identified  for  defence  applications  and 
their relevant maturity in the EU market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Shared documentation  on Cloud 
Integrated encryption system

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 

4 
5 

7‐8
9

  EU  disunity  on  encryption  weakens  Europe’s  voice  on  the  global  stage  on  one  of  the  key  digital 
policy issues of our time. The lack of a common policy undermines its common digital market and 
obstructs the fight against organized crime and terror4.  

  This  domain  is  currently  dominated  by  US  and  it  is  a  sensitive  area.  Initiatives  and  control 

regulations should pick up in order to protect the EU information and technology. 

  The new EU rules for personal data protection (see IP/12/46) include the General Data Protection 
Regulation and the data Protection Directive for Police and Criminal Justice Authorities. Citizens will 
have  more  information  on  how  their  data  is  processed,  presented  in  a  clear  and  understandable 
way. They will have the right to know as soon as possible if their data has been hacked or disclosed. 
The "right to be forgotten" will be clarified and strengthened. Already in the EU, individuals have 
the  right,  under  certain  conditions,  to  ask  that  search  engines  remove  links  leading  to  personal 
information about them. This right however must be well balanced against the right to freedom of 
expression.  It  will  also  be  easier  for  people  to  transfer  their  personal  data  between  service 
providers such as social networks – thanks to a new right to "data portability". Businesses will also 
benefit  greatly  from  the  new  rules.  The  reform  will  boost  legal  certainty  for  businesses,  with  a 
single  set  of  rules  across  the  EU.  Thanks  to  the  one‐stop‐shop,  companies  will  only  have  to  deal 
with one single supervisory authority – rather than the 28. This, together with the simplifications 
brought by a single Regulation, will save an estimated €2.3 billion every year. With the new rules, 
non‐EU companies will have to apply, when offering their services to customers in the EU, the same 
rules  as  EU  companies;  thus  creating  a  level  playing  field.  The  new  rules  are  also  future‐proof: 
technologically  neutral  and  fit  for  innovation  and  big  data  analytics.  The  new  rules  encourage 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-
Operations & support 
3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6: Component pre-production & System Integration; MRL 7-8: SW & Production planning complete; MRL 9-10: Full scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4  POLITICO.EU  -  How  Europe  can  get  encryption  right:  http://www.politico.eu/article/how-europe-can-get-encryption-right-data-

protection-privacy-counter-terrorism-technology/ 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 9 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

privacy‐friendly  techniques  such  as  pseudonimysation,  anonymisation,  encryption  and  data 
protection by design and by default 

  This innovation Field significantly contributes to the societal challenge related to “ Secure societies 

 

– protecting freedom and security of Europe and its citizens” 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005.On 
the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, Crimea 
and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. US supplies could be subject to ITAR5/EAR6 
restrictions in case of re‐export outside EU7. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

5 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
6 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 10 / 35 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of Encryption and 
data security. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

MAMI 
HEAT 
CLAPPRO 
PaaSword 

SAFEcrypto 
PQCRYPTO 
QuardCard 
MAMI 

Short Description 

Measurement and Architecture for a Middleboxed Internet 
Homomorphic Encryption Applications and Technology 
Cloud Protection: Centralized encryption technology for file sharing 
A Holistic Data Privacy and Security by Design Platform‐as‐a‐Service Framework 
Introducing Distributed Encrypted Persistence in Cloud‐based Applications 
Secure Architectures of Future Emerging Cryptography 
Post‐quantum cryptography for long‐term security 
Powered smart card with a biometric one time password system 
Measurement and Architecture for a Middleboxed Internet 

  Defence sector  

According  to  EDA  workstrand  of  July  2015  Cyberspace  today  is  considered  the  fifth  domain  of  warfare, 
equally  critical  to  military  operations  at  land,  sea,  air,  and  space.  Success  of  military  operations  in  the 
physical  domain  is  increasingly  dependent  on  the  availability  of,  and  access  to,  cyberspace.  The  armed 
forces are reliant on cyberspace both as a user and as a domain to achieve defence and security missions. 
In  this  regard,  the  European  Defence  Agency  is  at  work  to  support  the  development  of  cyber  defence 
capabilities among its Member States8.  
The  Cyber  Security  Strategy  for  the  European  Union,  released  in  February  2013  and  endorsed  by  the 
Council  in  June  2013,  emphasises  that  “cyber  security  efforts  in  the  EU  also  involve  the  cyber  defence 
dimension9”.  Cyber  security  is  also  one  of  the  priority  actions  underlined  by  the  EDA's  Capability 
Development Plan.  
‘Academia in Europe have been able to build up and network extraordinary skills in cryptology over the past 
years.  Technology  trends  such  as  smart  systems  or  Internet  of  Things  require  very  high  information 
protection, both for safety and security. It will be crucial to transfer the academic knowledge on crypto into 

8 EDA - Cyber Defence - http://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/cyber-defence - 2015 
9 European Commission: “Cybersecurity Strategy of the European Union: An Open, Safe and Secure Cyberspace” Brussels, 7.2.2013 

JOIN(2013) 1 final 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 11 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

innovative products, also for military use’.10 
Some program regarding defence encryption was promoted by EDA. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

Collaborative 
Database 

The Collaborative Database (CODABA) is a web based platform where EDA’s participating 
Member States share information on their plans and programmes in capability development. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019‐2022) and will 
be later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12

KETs13 

Human sciences, including research and studies
Artificial Intelligence & Decision support 
Information technologies 
Information Security technologies 
Computing Technologies 

Core
Enabling
Enabling
Core
Enabling

9
9
9
9
9

PHOT|MNE|AM 
PHOT 
PHOT|MNE 
PHOT|MNE 
PHOT 

10 EDA –Cyber Defence, https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/cyber-defence  
11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 12 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to data encryption development. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

2500

2000

s
t
n
e
t
a
P
°
N

1500

1000

500

0

KR
4%

TW
1%

IN
1%

CA
1%

AU
1%

EP
5%

WO
8%

JP
11%

US
23%

CN
45%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country15

25

0
NANO

0
IB

0
MNE

0

0

AMS

AM PHOT

Relation between patents and KETs 

2335

1314

H04L

G06F

297

H04W

226

197

G09C
Most frequent International Patent Classification16

H04N

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
15 CN: Australia, US: United States, JP: Japan, WO: Worldwide patent, EP: European patent, KR: South Korea, TW: Taiwan, IN: 

India, CA: Canada, AU: Australia  

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 13 / 35 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

102

72

69

67

60

52

MITSUBISHI
ELECTRIC CORP

NEC CORP

ZTE CORP

NIPPON
TELEGRAPH &
TELEPHONE

HUAWEI TECH
CO LTD

SONY CORP

Top Worldwide Patents’ Applicants

16  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  G06F:  ELECTRIC 
DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H04W:  WIRELESS  COMMUNICATION  NETWORKS,  H04N:  PICTORIAL 
COMMUNICATION,  e.g.  TELEVISION,  G09C:  CIPHERING  OR  DECIPHERING  APPARATUS  FOR  CRYPTOGRAPHIC 
OR OTHER PURPOSES INVOLVING THE NEED FOR SECRECY 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 14 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-04 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Individuals and events recognition solutions 

Description 

Solutions to recognize a specific individual, or an unusual or dangerous event on a multimedia support such 
as video‐surveillance, other surveillance sensors and/or any complementary source of data (including web 
data),  with  capabilities  for  autonomous  or  semi‐autonomous  data  processing  and  support  to  human 
decision‐making. 
Impact assessment 

  Civilian Market 

This  Innovation  Field  is  highly  related  to  the  overall  capacity  that  is  usually  referred  to  as  “Situational 
Awareness”. Therefore, the potential impact of innovation in the field of Individuals and Events Recognition 
Solutions can be illustrated through the developments in the Situational Awareness market. 
The  situational  awareness  systems  market  is  expected  to  reach  USD  17.41  Billion  by  20201,  growing  at  a 
CAGR  of  7.4%  between  2015  and  2020.  Increasing  initiatives  of  governments  worldwide  toward  disaster 
management and rising need for public safety are likely to drive the situational awareness systems market. 
MarketsandMarkets  recent  report1  states  that  the  adoption  of  new  software  technology  for  collecting, 
analyzing,  visualizing,  and  storing  operational  control  data  as  well  as  Security  Incident  and  Event 
Management (SIEM) software and ground vehicle  technology would impact the growth of the situational 
awareness systems market.  
The  overall  market  includes  highly  different  aspect,  from  components  (e.g.  sensors,  Global  Positioning 
System  (GPS),  MEMS/gyroscopes,  network  video  recorders,  and  others),  to  products  (e.g.  Fire  and  flood 
alarm  systems,  Radio  frequency  identification  (RFID),  Access  control,  Radars,  C2l  (command  and  Control 
and Intelligence) systems, Sonar, Physical security information management (PSIM), etc.) and applications 
which range from robots to cars. It can be applied to transportation and disaster response, for security & 
surveillance to smart infrastructure management.  
The  situational  awareness  market  so  is  really  wide,  if  considered  in  its  entire  applications  possibilities, 
therefore  also  the  players  are  a  lot.  However,  some  main  providers  can  be  considered:  General  Electric 
(US),  Lockheed  Martin  Corp.  (US),  Honeywell  International,  Inc.  (US),  Denso  Corp.  (JP)  and  Barco  (BE). 
Software services providers are, for example CNL Software (UK), Microsoft Corp. (US), Proximex Corp. (US), 
and Xilinx, Inc. (US). The system integrators can be numerous depending on the final application, however 
we  can  name  players  such  as  DRS  Technologies  (US),  Advanced  Micro  Devices,  Inc.  (US),  BAE  Systems, 
Inc.(UK) and others 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table 

1 MarketsandMarkets – “Situational Awareness Market by Industry (Military & Defense, Aviation, Maritime Security, Automotive, 
Healthcare, Construction, Industrial, Homeland Security), by Components, Products, Applications, and Geography - Global Trend 
& Forecast to 2020” – December 2015 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 15 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

Enhanced Real‐Time automated access control 

  Defence Market 

System 
Readiness 
Level2 
5 

Manufacturing 
Readiness 
Level3 
9‐10

As  also  mentioned  above,  the  markets  addressed  by  “Situational  Awareness”  are  various  and  include 
aerospace & defence. The military & defence industry is expected to dominate the situational awareness 
systems market during the forecast period of 2015 ‐ 2020 with North America expected to hold the highest 
market share1. 
The key trend which has emerged in the SAS (Situation Awareness System) market and is the deployment 
of  data  security  measures.  Due  to  high  growth  in  technology,  data  insecurity  is  becoming  very  common. 
The Situation Awareness System enables to give information integration through network‐centric services. 
This will help to have good overview of the situation and further will lead to proper flow of information in 
the communication process and will improve behaviours, work procedures and skills. 
The market in APAC (Asia Pacific) is expected to grow at a CAGR of 8.7% between 2015 and 20201. Military 
&  defence,  and  cyber  security  are  the  major  sectors  driving  the  growth  of  the  Situational  Awareness 
Systems market in APAC. China and Japan are the leading countries in the situational awareness systems 
market in this region.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Real‐time situation awareness for critical emergency decision‐making.

SRL2  MRL3 
9‐10

5 

Non Technological Drivers / Barriers 

  The  EU  Regulation4  No  1052/2013  establishes  a  common  framework  for  the  exchange  of 
information  and  for  the  cooperation  between  Member  States  and  the  European  Agency  for  the 
Management of Operational Cooperation in order to improve situational awareness and to increase 
reaction capability at the external borders of the Member States of the Union (‘external borders’) 
for the purpose of detecting, preventing and combating illegal immigration and cross‐border crime 
and contributing to ensuring the protection and saving the lives of migrants (‘EUROSUR’)4. 

  This  Innovation  Field  significantly  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
  On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 

2  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;  3-System  Development  &  demonstration;  4-Production  &  Development;  5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4  Official  Journal  of  the  European  Union  L  295/11  –  “Regulation  (EU)  No  1052/2013  of  the  European  Parliament  and  of  the 

Council” – 22 October 2013 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 16 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  

  US supplies could be subject to ITAR5/EAR6 restrictions in case of re‐export outside EU7. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within FP7 and H2020 Programme on the research and development on this 
Innovation field and some relevant on‐going projects are: 

5 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
6 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 17 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Acronym 

SAWSOC 
ABC4EU 
FASTPASS 

PROTECT 
NeuRAM3 
ADMONT 
RECAM 

KUNAK 
ReCETT 

Short Description 

Situation AWare Security Operations Center 
Automated Border Control Gates for Europe 
A harmonized, modular reference system for all European automated border crossing 
points 
Pervasive and UseR Focused BiomeTrics BordEr ProjeCT 
NEUral computing aRchitectures in Advanced Monolithic 3D‐VLSI nano‐technologies 
Advanced Distributed Pilot Line for More‐than‐Moore Technologies
Rapid Reconfiguration of Flexible Production Systems through Capability‐based Adaptation, 
Auto‐configuration and Integrated tools for Production Planning 
Sensing Anywhere IIoT Ultra‐Energy Efficient
Remote Control of Electrical Transmission Tower

  Defence sector  

Cyber defence has become more and more important in the last years and, in general also the “Situation 
Awareness”  topic  has  increased  its  relevance.  The  European  Defence  Agency  is  pushing  cyber  security 
forward. EDA’s initiatives8 range from a project on Cyber Ranges or deployable Cyber Situational Awareness 
Packages (CySAP) for headquarters, which is focused on skills development. In fact, following this path, EDA 
conducted  a  training  needs  analysis  and  initiated  a  series  of  training  and  exercises  to  address  decision‐
makers,  their  support  staff  and  experts.  This  also  includes  EDA’s  ‘on  the  spot’  training  offered  to  the 
military staff of Common Security and  Defence Policy operations. Additionally, the EDA plans to launch  a 
Joint  Investment  Programme  (JIP)  to  enable  flexible  management  of  ad‐hoc  projects  financed  by  the 
involved Member States, projects fully covered by an EDA operational budget and capability development 
projects. The proposed pillars of the JIP are as follows: building a skilled military cyber workforce, improving 
cyber situational awareness, ensuring proactive and reactive capabilities and enabling cyber defence8.  
The Agency is also contributing to the improvement of maritime situational awareness by the provision of 
the  MARSUR  networking  project8.  With  MARSUR,  the  existing  naval  and  maritime  information  exchange 
systems are linked together, facilitating information flow and control. Another activity supported by EDA is 
on  Unmanned  Ground  Systems  Landscaping  and  Integration  Study9  (UGS  LIS)  which  is  dedicated  to  the 
development process for common operational requirements for military Unmanned Ground Systems (UGS), 
explaining  implications  of  the  integration  of  UGS  for  military  structures  and  deducing  technological 
requirements  and  limits  for  the  development  of  UGS  with  a  focus  on  autonomy  provided  by  Artificial 
Intelligence (AI). 
Besides this also significant industrial research has been carried out by industries such as Airbus Defence 
and Space10 for example for the development of products like Sferion® system which aims at solving the 
problems that both civilian and military helicopter pilots have when flying in Degraded Visual Environments 
(DVE) as well as on enhancing situational awareness human and machine performances11. 

8  EDA  -  European  Defence  Matters  –  “Cyber  threats:  are  you  ready?”  –    https://eda.europa.eu/docs/default-source/eda-

magazine/edm9downloadopt140.pdf - Issue 09 - 2015 

9  EDA  -  https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/unmanned-ground-systems-landscaping-and-integration-

study-(ugs-lis) – September 2016 

10 Airbus Defence and Space – “Solving the problem of flying in DVE for helicopter pilots” – White Paper - 2015 
11  Airbus 

- 
http://www.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/safety_library_items/AirbusSafetyLib_-FLT_OPS-HUM_PER-SEQ06.pdf  

-  Flight  Operations  Briefing  Notes  –  “Human  Performance  Enhancing  Situational  Awareness” 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 18 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13

KETs14

Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Sensor technology and components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial intelligence & decision support 
Simulation tools and technologies 
Computing technologies 
Information security technologies 
Communication technologies
Physiology science & medical technologies 
Human sciences, including research and studies

Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Core
Core
Core
Enabling
Enabling
Core
Core

PHOT 
MNE 
MNE 

MNE 

7‐8
7‐8
7‐8
5‐6
5‐6
5‐6
5‐6
7‐8
3‐4
7‐8
3‐4
3‐4

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 19 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Software Innovation Dependency: Software development is fundamental for this Innovation Field 
particularly for the aspects related to Big Data management. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings). 

180

160

140

120

s
t
n
100
e
t
a
P
°
N

80

60

40

20

0

KR
3%

CA
3%

AU
3%

CN
9%

EP
12%

JP
12%

US
44%

2011

2012

2013

2014

2015

WO
14%

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country16

708

0
NANO

21

IB

11

5

50

MNE

AMS

AM PHOT

310

127

G06F G08G

81

75

H04L

G08B

48

G01C

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16  US:  United  States,  WO:  Worldwide  patent,  JP:  Japan,  EP:  European  patent,  CN:  China,  KR:  South  Korea,  CA:  Canada,  AU: 

Australia 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 20 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

219

63

36

18

17

16

HONEYWELL
INT INC

BOEING CO

APPLE INC

RAYTHEON
CO

INTREPID
NETWORKS
LLC

DAINIPPON
PRINTING CO
LTD

Top Worldwide Patents’ Applicants

17  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  G08B:  SIGNALLING  OR  CALLING  SYSTEMS;  ORDER 
TELEGRAPHS;  ALARM  SYSTEMS,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC 
COMMUNICATION,  G08B:  SIGNALLING  OR  CALLING  SYSTEMS;  ORDER  TELEGRAPHS;  ALARM  SYSTEMS, 
G01C:  MEASURING  DISTANCES,  LEVELS  OR  BEARINGS;  SURVEYING;  NAVIGATION;  GYROSCOPIC 
INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETR 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 21 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-05 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Secure and fast biometric access control systems 

Description 

Solutions to quickly and accurately identify an individual based on biometric identification techniques at a 
security check‐point. 
Impact assessment 

  Civilian Market 

Based on the expected  market growth of biometric access control systems and anticipated application in 
the residential security sector, it can be assumed that innovation in this field will have significant impact in 
a number of civilian applications. 
Biometrics  access  control  systems  are  based  on  the  behavioural  and  physiological  characteristics  of  an 
individual  that  are  difficult  to  replicate1.  As  reported  by  Research  and  Markets1:  “...various  biometric 
technologies  such  as  voice  recognition,  palm  geometry  recognition,  DNA  identification,  gait  recognition, 
fingerprint  matching,  facial  recognition,  iris  recognition,  signature  verification,  and  vein  recognition  are 
integrated  into  access  control  systems.  Biometric  access  control  systems  ensure  physical  and  information 
security.  Biometric  access  control  systems  are  expected  to  gain  traction  in  residential  security  to  ensure 
secure access to homeowners and avoid unauthorized access to miscreants”. 
The  global  biometrics  access  control  systems  market  is  expected  to  grow  at  a  CAGR  of  26.04%  over  the 
period 2014‐20191. There are various technologies addressed by this Innovation Field, namely: fingerprint 
identification, facial recognition, voice recognition, iris recognition, and hand geometry. Most of the end‐
users for these applications are Governmental institutions, Transportation companies, Healthcare and BFSI 
(Banking, Financial services and Insurance) customers. 
Major players worldwide include: 3M Cogent (US), HID Global (US), M2SYS Technology (US), NEC (JP) and 
Safran  (FR).  Other  prominent  vendors  are:    Abacus  Infotech  (IN),  Allegion  (IE),  Anviz  Global  (US),  
Bayometric  (US),  BioEnable  (IN),  BioLink  Solutions,    Excellex  Softtech  (IN),  EyeLock  (US),  FaceKey  (US), 
Fujitsu  (JP),  Herta  Security  (ES),  Iris  ID  (US),  Kaba  (CH),  Matrix  Systems  (US),  Suprema  (KR),  Tyco  (IE)  and 
Zwipe (US). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table 

Examples of Civilian products/ services / applications

System Readiness Level2

Contactless access control &Mobile biometrics
Integration of biometrics in smart cards 
Cloud‐based and multi‐modal biometrics 

4
4
3

Manufacturing 
Readiness Level3 
7‐8 
7‐8 
5‐6 

1 Research and Markets – “Global Biometric Access Control Systems Market 2015-2019” – Technavio – November 2015 
2  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;  3-System  Development  &  demonstration;  4-Production  &  Development;  5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 22 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence Market 

The impact of this Innovation Field on the defence market can also be assumed to be significant and closely 
related to the civil market. This can be inferred from the final report of Ecorys’4 on synergies between civil 
and  military  technologies  for  security  applications.  According  to  the  study,  the  technologies  involved  in 
biometrics  identification  (e.g.  Iris  scanning)  find  their  original  development  within  the  defence  sector. 
Nonetheless“...Since the need for identification is common to military and civil security the spin‐off from the 
military to civil security domain was very quick and seamless”4.  
The  technology  did  not  require  any  significant  adaptation  for  its  spin‐off.  Its  integration  into  hand‐held 
devices  was  required  by  both  military  and  civil  security  forces.  One  main  constraint  for  the  wide 
application,  especially  for  some  governments,  is  related  to  the  concerns  about  privacy  infringement  and 
public reaction to it.  
However, in Europe the leading aerospace and defence company SAFRAN group has a dedicated Identity & 
Security  section  with  proven  expertise  in  biometric  identification,  which  is  also  applied  to  digital  identity 
management  and  smart  transactions.  The  company  has  become  a  world  leader  in  this  market,  based  on 
secure  smart  cards,  life  cycle  management  solutions  and  software  authentication  platforms.  Such 
technologies are applied in the telecom, payment and digital identity management markets. Today, Safran 
Identity & Security5 section invests over 9% of sales in R&D, and some 30% of its workforce focuses on this 
subject. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Contactless access control &Mobile biometrics
Integration of biometrics in smart cards 
Cloud‐based and multi‐modal biometrics 
Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2 
4 
4 
3 

MRL3 
7‐8
7‐8
5‐6

  The Key market challenges for this Innovation Field are: Security concerns Privacy issues High cost 

of ownership Increased error rates 

  This  Innovation  Field  significantly  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

4 Ecorys – “Study on Civil Military Synergies in the field of Security- Final Report” – May 2012 
5 SAFRAN - Safran Identity & Security-Security solutions for people around the world –  
http://www.safran-group.com/company/safran-identity-security 
6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 23 / 35 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate was steady, 
which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within FP7 and H2020 Programme on the research and development on this 
Innovation field and some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

ABC4EU 
FASTPASS 

PROTECT 

Short Description 

Automated Border Control Gates for Europe 
A harmonized, modular reference system for all European automated border crossing 
points 
Pervasive and UseR Focused BiomeTrics BordEr ProjeCT 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 24 / 35 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

INDECT 

iCROSS 
FIDELITY 
SignSigma 

OCTAVE 

Intelligent Information System Supporting Observation, Searching and Detection for 
Security of Citizens in Urban Environment 
Intelligent Portable ContROl SyStem
Fast and trustworthy Identity Delivery and check with ePassports leveraging Traveler privacy
Launching the next generation of mobile and multi‐platform signature system based on 
biometric parameters 
Objective Control for TAlker VErification

  Defence sector  

The EDA has funded the JDEAL9 project (Joint Deployable Exploitation and Analysis Laboratory). This works 
across  the  entire  scope  of  IED  (Improvised  Explosive  Device)  exploitation.  This  includes  detailed  visual 
examination  and  high  quality  image  capture;  technical  exploitation  reporting;  biometric  analysis  (latent 
finger print recovery); electrical circuitry (primarily radio parts); document and media recovery (focused on 
the mobile phones often used as IED triggering devices); chemical analysis; mechanical exploitation as well 
as other materiel exploitation.  
Besides EDA’s activities, lots of private research has also been carried out – as mentioned in the previous 
paragraphs – as well as the UK Ministry of Defence10 which has unveiled that its Future Soldier Vision (FSV) 
includes a smart watch style wearable communications concept which incorporates sensors to record the 
user’s  biometric  data.  This  is  also  one  of  the  topics  under  study  by  researchers  at  Picatinny  Arsenal  that 
have long envisioned the potential to embed a radio antenna on the side of a soldier’s helmet, or 3D print 
sensors that monitor status directly onto a weapon or an article of clothing, such as a combat boot11. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

9 EDA - Joint Deployable Exploitation and Analysis Laboratory (JDEAL) –  
https://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/joint-deployable-exploitation-and-analysis-laboratory-(jdeal) – 

November 2014 

10 Ministry of Defence, Defence Science and Technology Laboratory and The Rt Hon Michael Fallon MP -  

https://www.gov.uk/government/news/mod-unveils-futuristic-uniform-design - September 2015 

11 US ARMY - Soldiers use biometric feedback to improve performance, conserve energy - 

https://www.army.mil/article/161859/Soldiers_use_biometric_feedback_to_improve_performance__conserve_energy/ - February 
2016 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 25 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13

KETs14

Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Sensor technology and components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial intelligence & decision support 
Simulation tools and technologies 
Computing technologies 
Information security technologies 
Communication technologies
Physiology science & medical technologies 
Human sciences, including research and studies
Biotechnology 

Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Enabling

PHOT 
MNE 
MNE 

MNE 

7‐8
5‐6
5‐6
5‐6
7‐8
5‐6
5‐6
7‐8
7‐8
7‐8
3‐4
3‐4
1‐2

Software Innovation Dependency: Software development is fundamental for this Innovation Field 
particularly for the aspects related to Big Data management. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 26 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

s
t
n
e
t
a
P
°
N

80

70

60

50

40

30

20

10

0

2011

2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2014 2015

2013

CA
3%

KR
2%

FR
2%

IN
4%

CN
5%

JP
7%

EP
9%

WO
15%

2016

Patents Publication Country16

US
53%

177

0
NANO

1
IB

0
MNE

0

1

AMS

AM PHOT

84

48

G06K

G06F

28

H04L

11

A61B

11

G06Q

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

16 US: United Sates, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan, CN: China, IN: India, CA: Canada, KR: South Korea, 

FR: France 

17 G06K: RECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS, 
G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g. 
TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  A61B:  DIAGNOSIS;  SURGERY;  IDENTIFICATION,  G06Q:  DATA  PROCESSING 
SYSTEMS  OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL, 
MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES;  SYSTEMS  OR  METHODS  SPECIALLY  ADAPTED 
FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING 
PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 27 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

19

17

15

6

5

5

5

Accenture
Global Services
Limited

MORPHO

McNulty Scott

EYEFLUENCE
INC.

Aware Inc.

Sionyx Inc.

Gemalto SA

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 28 / 35 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

SECURITY / CYBERSECURITY SYSTEMS 

SEC-19 

INNOVATION FIELD: Smart materials and structural solutions to protect critical infrastructures against 
physical threat 

Description 

Innovative  materials  (e.g.  anti‐blast  concrete)  and  structural  solutions  (e.g.  structural  health  monitoring 
solutions  designed  to  support  crisis  management  as  well  as  maintenance  processes  that  optimize  the 
resilience of the structures) to protect critical infrastructures against physical threat. All aspects of physical 
threats  can  be  considered,  both  natural  (e.g.  floods,  earthquakes,  space  radiations...)  and  human  (e.g. 
bombing, plane or drone over‐flights and crashes, etc.). 
Impact assessment 

  Civilian Market 

The security of Critical Infrastructure Protection (CIP) is one of the main challenges of the European Union, 
since some measures for CIP can only be adequately addressed by Member States acting collectively. For 
this reason the Institute for the Protection and Security of the Citizen of the Joint Research Centre of the 
European  Commission  set  up  the  European  Reference  Network  for  Critical  Infrastructure  Protection1 
(ERNCIP) in 2009.  
Currently,  it  is  still  difficult  to  estimate  the  full  impact  of  innovation  in  the  field  of  smart  materials  and 
structural  solutions  to  protect  critical  infrastructure.  Nonetheless,  based  on  the  overall  growth  of  the 
security market and of emerging markets such as structural health monitoring, it can be predicted that this 
innovation field will have a significant impact in future. 
According  to  the  Security  Industrial  Policy  the  global  security  market  has  grown  nearly  tenfold  between 
2001 and 2011 and was estimated to be worth ~€100 billion in 2011. In particular, if we focus on Structural 
Health  Monitoring  (SHM)  Market,  this  is  worth  1.89  Billion  USD  by  2020.  The  global  SHM  market  was 
valued at USD 505.0 Million in 2014 and is expected to grow at a CAGR of 24.7% between 2015 and 20202. 
SHM  is  an  emerging  market  and  used  to  improve  the  safety  measures  and  reduce  maintenance  cost  of 
critical  structures.  Government  rules  and  regulations  also  provide  the  boost  in  the  growth  of  the  SHM 
market. For instance, in 2014, following some new rules/regulations of the Chinese government, SHM was 
introduced in new bridges, and designing of SHM should be in parallel with the designing of the bridge2. 
The SHM market includes bridges, dams, tunnels, buildings, stadiums, and others. Specifically for the SHM 
in bridges segment, it is expected to grow at the highest CAGR of 27.1% between 2015 and 2020. 
Geographically,  the  Structural  Health  Monitoring  (SHM)  Market  is  segmented  into  North  America  (U.S., 
Canada,  and  Mexico),  Europe  (Germany,  the  U.K.,  France,  and  others),  APAC  and  Rest  of  the  World 
(Australia, Africa, the Middle East, and others). Only the APAC (Asia Pacific) market is estimated to grow at 
a CAGR of 29.0% between 2015 and 2020. 
Significant companies in the SHM market include. Advitam, Inc. (FR), COWI A/S (DK), Digitexx Data Systems, 
Inc. (US), Geocomp Corp. (US), Geokon, Inc. (US), Geosig Ltd. (CH), Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH 
(DE), Nova Metrix LLC (US), Sodis Lab (RU) and Strainstall Uk Ltd. (UK). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 

1  Joint  Research  Centre  -  Carl-Johan  Forsberg,  N.  Kourti  -  European  Reference  Network  for  Critical  Infrastructure  Protection 

ERNCIP 2020 Strategy – October 2013 

2  Markets  and  Markets  -  Structural  Health  Monitoring  (SHM)  Market  by  Technology  (Wired  and  Wireless),  by  Solution  Type 
(Hardware  and  Software  &  Services),  by  Application  (Bridges,  Dams,  Tunnels,  Buildings,  Stadiums,  and  Other),  and  by 
Geography - Global Trend & Forecast to 2020 – December 2015 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 29 / 35 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

High‐strength materials (e.g. steel, fibre‐based materials)
Light  materials  (e.g.  printed  LEDs);  applied  for  example  in  the  automotive 
industry (flexible shapes, "free form products" 
Multifunctional  materials,  blast  resistant  with  incorporated  monitoring  and 
detection functionalities (e.g. fibre optics embedded in reinforcing materials) 

System 
Readiness 
Level3 
3 
3 

Manufacturing 
Readiness 
Level4 
5‐6
5‐6

3 

5‐6

  Defence Market 

As  global  spending  in  the  domain  of  Critical  Infrastructure  Protection  market  is  being  driven  by  the 
increasing frequency of terror attacks that have taken place in the last couple of years, it could be expected 
that innovation in the field of security of Critical Infrastructure Protection will have significant impact in the 
future.  
The Critical Infrastructure Protection (CIP) market is expected to reach US$64.6 billion in 2016, and grow at 
a CAGR of 2.44% to value US$82.2 billion by 20265. The cumulative market for global expenditure on CIP is 
expected  at  US$813.6  billion  over  the  forecast  period.  The  geographical  distribution5  expected  for  the 
forecast period is led by North America ( 34.6% ), followed by the Asia Pacific region at 27.4%, and Europe 
at 25%.  
In particular, the Physical Security segment is expected to account for 69.9% of the market. Some of the 
major  worldwide  companies  that  are  directly  involved  in  this  market  for  defence  applications  include: 
Thales  (FR),  General  Dynamics  (US),  Airbus  DS  Communications  (FR/DE),  BAE  Systems  (UK),  Lockheed 
Martin Corporation (US), Raytheon (US), Kratos Defense (US) and Security Solutions Inc (US) and Northrop 
Grumman (US). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
Every  form  of  hardening  to  prevent  damage  from  physical  contact  (e.g.  absorption  of  energy 
during crashes); for example applied within automotive 

SRL2  MRL3 

4 

5‐6

Non Technological Drivers / Barriers 

  The ERNCIP and its Technical Groups are acting as facilitators and participants in activities dealing 
with chemical, biological, radiological, nuclear and explosive threats (CBRN‐E) threats, and the 
application of biometrics for CIP6. Also encouraged by the EU security industrial policy6 (EC, 2012), 
which highlights the problem to the EU of a fragmented security industry market and its lack of 
harmonised certification procedures and standards, activities towards the definition of a common 
European regulatory frameworks and standards in the field of security are strongly needed. 

3  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;  3-System  Development  &  demonstration;  4-Production  &  Development;  5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5 Market Research - The Global Critical Infrastructure Protection Market 2016-2026 – March 2016 
6 Joint Research Centre - The European Reference Network for Critical Infrastructure Protection - Project First phase (2011-2014): 

from concept to implementation – European Commission - 2016 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 30 / 35 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

  The US Congress created the Protected Critical Infrastructure Information (PCII) Program7 under the 
Critical  Infrastructure  Information  (CII)  Act  of  2002  to  protect  private  sector  infrastructure 
information voluntarily shared with the government for the purposes of homeland security.  

  The European Programme for Critical Infrastructure Protection (EPCIP) sets the overall framework 
for  activities  aimed  at  improving  the  protection  of  critical  infrastructure  in  Europe  ‐  across  all  EU 
States  and  in  all  relevant  sectors  of  economic  activity8.  The  Commission  adopted  a  2013  Staff 
Working  Document  on  a  new  approach  to  the  European  Programme  for  Critical  Infrastructure 
Protection,  which  sets  out  a  practical  implementation  of  activities  under  the  three  main  work 
streams – prevention, preparedness and response9. 

  This  Innovation  Field  significantly  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

protecting freedom and security of Europe and its citizens” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR10/EAR11 restrictions in case of re‐export outside EU12. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

7 US Department of Homeland security - https://www.dhs.gov/pcii-program 
8 European Commission Home Affairs –  
http://ec.europa.eu/dgs/home-affairs/what-we-do/policies/crisis-and-terrorism/critical-infrastructure/index_en.htm 
9  European  Commission  -  Commission  Staff  Working  Document  on  a  new  approach  to  the  European  Programme  for  Critical 

Infrastructure Protection- Making European Critical Infrastructures more secure – SWD(2013) 318 final  - August 2013 

10 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
11 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
12 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 31 / 35 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development on this Innovation 
field and some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

AquaSHIELD 

iNTACT 

LipVerify 

INNOPROCITI 
WATERGUARD 

Protecting citizens against intentional drinking water contamination with a water 
quality firewall 
Commercialisation of the world’s first iNTelligent Access Cover Technology for the 
protection of ALL underground infrastructure 
Feasibility study on the development of LipVerify ‐ a new viseme based user 
authentication service. 
Innovative Enzymes to Protect Citizens and Critical Infrastructures 
Safeguarding Water Distribution Systems from Contamination Threatsusing the 
SmartTap Platform 

EXTREMDRON  Unmanned aerial vehicle for vigilance, control and critical urban infrastructure 

QuardCard 
CAPTOR 
SERECA 

protection 
Powered smart card with a biometric one time password system 
cAPTor captures Advanced System Threats
Secure Enclaves for REactive Cloud Applications

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 32 / 35 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

ACT4INFRA 

SCISSOR 

Innovative Actuators for empowering smart pipeline infrastructures towards secure water, gas 
and heating supply 
Security In trusted SCADA and smart‐grids

  Defence sector  

Research has been going on at European level in the field of advanced materials, and optical fibres. Also in 
the US, from a general perspective, the analysis of critical infrastructures potential threats and terrorism 
attacks has been carried on from both the physical and cyber perspectives. The critical infrastructures have 
been deeply examined and categorised in the US and include Agriculture & Food, Water, Public Health, 
Emergency Services, Government, Defence Industrial Base , Information and Telecommunications, Energy, 
Transportation, Banking and Finance, Chemical Industry and Hazardous Materials , Postal and Shipping, 
Direct and Indirect Effects of Infrastructure Attacks, Department of Homeland Security, The Defense Critical 
Infrastructure Program (DCIP)13. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

13 DCSINT Handbook No. 1.02 - Critical Infrastructure Threats and Terrorism – August 2006 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 33 / 35 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION
14

TRL15

KETs16 

technologies  and 

Structural  materials  and 
structural effects analysis 
Light and strong materials, surface treatments
Survivability and hardening
Sensor technology and components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Simulation tools and technologies 

Core

Core
Enabling
Enabling
Enabling
Enabling
Core

5‐6

3‐4
3‐4
7‐8
5‐6
5‐6
7‐8

NANO |AMS|AM|PHOT

NANO |AMS|AM 
AMS 
MNE 
AMS 
AMS 

Software Innovation Dependency: Not applicable.  

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation17 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

30

25

20

15

10

5

0

2014
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2012

2011

2013

AU
4%

CA
3%

CN
5%

EP
7%

WO
27%

US
54%

2015

Patents Publication Country18

14  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

15 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

16 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

17 http://info.thomsoninnovation.com/ 
18 US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, CN: China, AU: Australia, CA: Canada  
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 34 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Last revision: 
13/1/2017 

37

28

16

0
NANO

2

IB

0
MNE

4

0

AMS

AM PHOT

G06F

H04L

4

2

G08B

G01N

2

C04B

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification19

7

5

4

4

SIEMENS AG

HOOSIER
ENERGY
RURAL
ELECTRIC
COOPERATIVE
INC

ICOVE AND
ASSOCIATES
LLC

ALCATEL
LUCENT

3

3

3

VETRIX LLC NSS LABS INC GEN ELECTRIC

Top Worldwide Patents’ Applicants

19  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g. 
TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  G08B: SIGNALLING  OR  CALLING  SYSTEMS;  ORDER  TELEGRAPHS;  ALARM 
SYSTEMS,  G01N:  INVESTIGATING  OR  ANALYSING  MATERIALS  BY  DETERMINING  THEIR  CHEMICAL  OR 
PHYSICAL PROPERTIES, C04B: LIME; MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF,  e.g. MORTARS, 
CONCRETE  OR  LIKE  BUILDING  MATERIALS;  ARTIFICIAL  STONE;  CERAMICS;  TREATMENT  OF  NATURAL 
STONE 

ANNEX F – SECURITY CYBERSECURITY SYSTEMS 

Page F 35 / 35 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E 
THREATS 

DEF-09 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: Enhanced land structures and vehicle C‐IED (Counter‐Improvised Explosive Device) & 
CBRNE protection 

Description 

New lighter land systems protections, upgrade of legacy vehicles (New protection capabilities against IED 
threats). New protection capability with light weight structures for new land systems, and soldiers. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

It is estimated that more than 500 monthly IED events occur worldwide. This illustrates the need for and 
potential impact of innovation in this field. A greater understanding of the nature and scope of the threats 
and hazards is needed for the timely identification and development of appropriate actions, priorities and 
follow‐on  measures1.  Recent  terroristic  events  show  that  the  urgency  for  increased  blast  protection  is 
growing  worldwide,  as  well  as  the  need  for  protection  from  CBRN  potential  threats.  To  put  the  civil  and 
military markets into context, figures the from Ouvry suggest the body armour market (expressed in terms 
of fabric area) is split 14% for civil law enforcement and 86% military. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Detection and blocking of IEDs, if ignited  by RF signals
Illegal  radiative/nuclear  materials  detection  at  the  national  borders  and  public 
spaces. Improvised explosives detection in the crisis management operations. 
Smart design of public spaces and transport hubs
New lightweight materials for helmets, vests, shields and inserts to protect law 
enforcement against ballistics threats. 

System 
Readiness 
Level2 
4 
4 

Manufacturing 
Readiness 
Level3 
7‐8
‐‐‐

3 
4 

5‐6
7‐8

  Defence Market 

In  terms  of  protection  from  IEDs,  research  in  defence  companies  is  seeking  ways  to  increase  ballistic 
protection  for  personnel  while  reducing  weight  but  at  an  affordable  cost.  New  materials  design  is  at  the 
forefront of such efforts. For example, German armor manufacturer IBD Deisenroth Engineering has added 
nano‐ceramic  backplates  to  an  add‐on  armor  module  reducing  module  weight  by  47%;  Dyneema  of  the 
Netherlands  has  created  new  formulations  of  its  high‐strength  fibre  material,  HB,  claiming  composite 

1JDA- Joint Improvised-Threat defeat agency – “Global IED Report” - 

http://www.ciedcoe.org/Galerias/documents/Jul_2016/Global_IED_Report_20160721.pdf - July 2016 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6: Component pre-production & System Integration; MRL 7-8: SW & Production planning complete; MRL 9-10: Full scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 1 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

structures  fabricated  of  this  material  are  40%  lighter  than  aramid  (Kevlar).  Other  approaches  use  metal‐
matrix composites and carbon nanotubes. 
The potential impact of this innovation field can also be inferred both from the growing market for counter 
IED systems and from the projects facilitated by the European Defence Agency (EDA) regarding C‐IED.  
A  proliferating  threat  by  nature,  IEDs  are  indeed  found  in  many  crisis  areas  around  the  world4.  EDA’s 
operational budget funded the  Multi National Theatre Exploitation Laboratory (MNTEL) which came back 
from Afghanistan to the Netherlands after a successful three‐year deployment in Kabul. In May 2013, while 
the  MNTEL  was  still  deployed  in  Afghanistan,  a  new  programme  called  the  Joint  Deployable  Exploitation 
and Analysis Laboratory (JDEAL) was initiated under Dutch leadership. The aim of the project is to establish 
a  permanent  IED  exploitation  training  facility  in  the  Netherlands,  staffed  by  a  permanent  multinational 
team, but also to build on previous successes by procuring  two  additional deployable labs that would  be 
made  available  for  use  in  future  contingency  or  peacekeeping  operations.  This  innovation  field  is  strictly 
related to the management of asymmetrical warfare. 
The demand for counter IED equipment is driven by both internal and external security threats. Figures for 
the global defence counter IED systems market vary according to source. In 2012, Global Information Inc. 
estimated  that  the  global  counter  IED  market  would  decline  from  US$6.4  billion  in  2012  and  to  US$3.6 
billion  by  2022,  representing  a  CARC  of  ‐5.59%  during  the  forecast  period5.  A  more  recent  report 
estimates  the  market  will  grow  slowly  at  a  CAGR  of  1.51%  during  the  period  2016‐20206.  Technavio7 
highlights  the  growing  importance  of  unmanned  counter  IED,  estimating  that  this  segment  will  have  a 
market share of 20% by 2020. In the body armour segment, the global market is projected to grow from 
US$3.30 bn in 2014 to reach US$4.33 bn by the end of 2021 a CAGR of 4.0%8, with the United States having 
50% of the market. 
Main players in this sector include: Lockheed Martin (US), Chemring Group (US), NIITEK, part of Chemring 
Sensors  and  electronic  systems  (US),  Iveco  S.p.A.  (IT/NL),  Allen  Vanguard  (CA),  Northrop  Grumman  (US), 
iRobot  Corporation  (US),  General  Dynamics  Land  Systems  Inc.  (US),  BAE  Systems  (UK),  L3  CyTerra  (US), 
Navistar  Defense  (US),  Thales  (FR)  and  Qinetiq  (UK).  Other  prominent  vendors  in  the  market  include: 
Lockheed Martin (US), Oshkosh Defense (US) and Rheinmetall Defence (DE), Boeing Defense (US), Defence 
Land Systems India (DLSI) (IN), Elbit Systems (IL) and Israel Aerospace Industries Ltd. (IL). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

SRL2  MRL3 

Detection and blocking of IEDs, if ignitioned by RF signals

Route clearing system 
Dirty bombs and improvised explosives detection in the military and peace keeping missions. 

Sensors and analytic tools 

Blast proof structures for defence 

Body Armour 

4 

4 
3 

4 

2 

4 

7‐8

9‐10
‐‐‐

5‐6

5‐6

9‐10

4 European Defence Matters – “Supporting EU operations overseas” – EDA – Issue 06 2014 
5 Global Information Inc.  – “The Global Counter IED Market 2012-2022” 
6 ResearchandMarkets – “Global Defense Counter-IED Systems Market 2016-2020” – January 2016 
7 Technavio – “The Global Defense Counter IED systems Market 2016-2020.” 
8 Transparency Market Research, – “Body Armor Market – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends, Forecast 2015 – 

2021” 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 2 / 44 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Non Technological Drivers / Barriers 

  The topic of Improvised Explosive Devices is significantly related to cross‐border issues, where EU 

action is important. 

  The EU non dependence in both the civilian and defence sector can be supported by EU policies on 

border control (e.g. transport hubs for civilian applications and jammers for defence). 

  This  Innovation  Field  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  –  protecting  freedom 

 

and security of Europe and its citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001, and Argentina, Croatia, Iceland, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of 
Union General Export Authorisation 006.  
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR9/EAR10 restrictions in case of re‐export outside EU11. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate was steady, 
which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

9 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
10 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
11 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 3 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Industry has started to address threats regarding C‐IED, an important example is Airbus Defence and Space 
with “Counter‐UAV System from Airbus Defence and Space protects large installations and events from 
illicit intrusion”. This project concerns a system that offers very high effectiveness by combining sensor data 
from different sources with latest data fusion, signal analysis and jamming technologies. The Counter‐UAV 
System has been tested extensively at Airbus Defence and Space’s own premises and during customer 
presentations in Germany and France. Depending on the required configuration, an operational system will 
be available from mid‐2016. 
Some initiatives are running within FP7/H2020 Programme on the research and development of C‐IED. 
Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

REACT 

BlaC E‐assay 
DISC 
PILOTS 
EDEN 

Short Description 

REsettable Hold‐Down and Release ACTuator 
Portable electrochemical assay system for on‐chip quantitative estimation of bladder 
cancer biomarkers in real samples 
Distributed storage based on sparse‐graph codes 
Prototyping Internet Lot of Things Software 
FP7 funded project on End‐user driven Demo for cbrNe  

  Defence sector  

EDA stated the importance for Europe to respond to short and longer‐term security challenges both on its 
territory and beyond regarding C‐IED threats. Some project makes use of equipment and knowledge gained 
from the EDA developed Counter‐IED Technical Exploitation Laboratory (MNTEL) previously deployed with 
ISAF in Kabul. In particular the relevant projects launched by EDA are: 

Acronym 

Counter‐IED 

Short Description 

EDA funded an activity consisting of 6 key operational areas: Detection, Mitigation, 
Neutralisation, Exploitation, Prediction and Prevention.  

Medical Support  Medical Support on operations requires considerable resources and it is a recognized field for 

Multinational Pooling and Sharing activities. EDA coordinating body for Medical Support is 
the Project Team (PT) Medical where representatives from Member States bring together the 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 4 / 44 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

national positions.  The PT addresses a holistic approach to all aspects of medical support by 
harmonising all related issues, including training aspects and future opportunities. 

Manual neutralisation is needed when dealing with some of the most dangerous or complex 
IEDs, for example when the device is attached to a hostage or with chemical or even 
radiological material. It requires very high levels of expertise which necessitates intensive and 
regular training. This makes it a high cost activity.  In October 2013, six EDA Member States 
signed a letter of intent expressing their interest in pooling resources and expertise for 
creating a shared C‐IED Manual Neutralisation Techniques and exercises capacity. 

JDEAL, which was facilitated by the European Defence Agency (EDA) and lead nation the 
Netherlands, focuses on training the full range of skills needed for technical exploitation. This 
involves the recording and analysing of information related to events, scenes, technical 
components, and material used in IED attacks.  

Manual 
Neutralisation 
Techniques 
Courses and 
Exercises (MNTCE) 

Joint Deployable 
Exploitation and 
Analysis 
Laboratory (JDEAL) 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019‐2022) and will 
be later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 5 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Sensor technologies and components 

Structural  materials  and  technologies  and  structural  effect 
analysis 
Survivability and hardening
Opto‐electronics. Laser, optics and related devices
Electronic Components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Communication technologies

Core

Core

Core
Core
Core
Core
Core
Core
Enabling

3‐4 

3‐4 

3‐4 
3‐4 
3‐4 
3‐4 
3‐4 
3‐4 
7‐8 

MNE |PHOT 
|NANO| AM 
AMS| AM

AM | AMS
MNE | PHOT
MNE  
MNE 
MNE 
MNE 
MNE 

Software Innovation Dependency : Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to system performance which is determined by embedded software, including cyber‐
physical systems (networked character of smart systems), pattern of life, network analysis etc. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 6 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

IL
4%

RU
3%

JP
2%

KR
4%

CA
5%

EP
9%

WO
14%

CN
20%

US
39%

120

100

80

60

40

20

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country16

35

24

2

0

10

2

NANO IB MNE AMS

AM PHOT

103

27

F41H A61K

17

B60R

8

C08G

8

G21F

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

16 US: United States, CH: China, WO: Worldwide patent, EP: European patent, CA: Canada, KR: Korea, IL: Israel, RU: Russia, JP: 

Japan 

17 F41H: ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, 
e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL, A61K: PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES,  B60R: 
VEHICLES,  VEHICLE  FITTINGS,  OR  VEHICLE  PARTS,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED  FOR,  C08G: 
MACROMOLECULAR  COMPOUNDS  OBTAINED  OTHERWISE  THAN  BY  REACTIONS  ONLY  INVOLVING 
CARBON-TO-CARBON  UNSATURATED  BONDS,  G21F:  PROTECTION  AGAINST  X-RADIATION,  GAMMA 
RADIATION,  CORPUSCULAR  RADIATION  OR  PARTICLE  BOMBARDMENT;  TREATING  RADIOACTIVELY 
CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR  

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 7 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

15

10

10

8

7

7

6

TENCATE
ADVANCED
ARMOR USA
INC

EADS
DEUTSCHLAND
GMBH

NEXTER
SYSTEMS

UNIV
CALIFORNIA

DSM IP ASSETS
BV

MILLIKEN &
CO

AREVA NC

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 8 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

ENV-07 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: Advanced filtration for municipal, industrial and settlement wastewater treatment 

Description 

Advanced filtration/separation processes (such as micro‐filtration (MF), ultra‐filtration (UF), nano‐filtration 
(NF),  reverse  osmosis  (RO))  including  Membrane  Bio‐Reactors  (MBR),  bio‐processes  based  on  the  use  of 
yaws or fungus or other processes such as ozone or ultra‐violet treatment for municipal, industrial or any 
sorts of permanent, semi‐permanent  or temporary settlements  wastewater,  all of these  characterized  by 
superior  product  water  quality,  ability  to  process  poor  and/or  versatile  incoming  water  quality,  reduced 
footprint at plant level and reduced energy consumption. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

Based  on  the  expected  future  investment  in  wastewater  treatment  plants  and  the  pending  regulatory 
requirements,  it  can  be  concluded  that  innovation  in  the  field  of  advanced  filtration  processes  for 
wastewater treatment is expected to have significant impact on applications for the civilian market.  
According  to  a  Research  and  Markets  report1  investments  in  European  wastewater  treatment  plants  will 
amount  to  about  37.6  billion  euros  by  2017.  Growth  will  be  the  most  dynamic  in  Southern  and  Eastern 
Europe. Germany will remain the largest national market. The quality of wastewater treatment in Europe is 
improving  continuously.  In  2013,  about  71,000  municipal  wastewater  treatment  plants  (WWTPs)  were 
operational  in  the  28  EU  member  states,  Iceland,  Norway  and  Switzerland.  Many  of  these  plants  do  not 
only treat municipal wastewater, but also organic polluting loads of connected commercial operations. The 
total treatment capacity of the WWTPs amounts to about 
775  million  population  equivalents.  These  population 
equivalents  (PEs)  describe  the  average  organic  polluting 
load per inhabitant per day.  
The EU Urban Waste Water Treatment Directive (UWWTD) 
will  remain  the  most  important  driving  factor  for  new 
construction  and  upgrade  measures 
in  municipal 
wastewater  treatment.  The  old  EU  member  states,  which 
had to comply with all directive specifications until the end 
of 2005, also still have to invest to adjust their wastewater 
treatment 
information 
gathered  under  the  last  article  17  Report3,  approximately 
€22  billion  in  investment  is  forecast  among  EU  Member  States  to  achieve  the  implementation  of  the 
UWWTD.  The  approximate  distribution  of  the  investment  needs  as  reported  by  the  Member  States  is 
shown in the accompany figure in million€.Error! Reference source not found.  
But investments are forecasted not only for achieving compliance with the UWWTD, also (and increasingly) 
for the renewal, improvement and extension of the existing infrastructure. The total EU yearly investments 
in waste water infrastructure (in general) are expected to reach € 25 billion per year between 2015 and 
20184. The graph here gives data for the investments in new and upgraded waste‐water collecting systems 

facilities2.  According 

the 

to 

1 PRNEWSWIRE - "Market Study Municipal Wastewater Treatment Plants in Europe (Analyst version) 
2 RECYCLINGPORTAL - http://www.recyclingportal.eu/artikel/31656.shtml 
3 EUROPEAN UNION EUR-LEX –  
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1405007191767&uri=CELEX:32014D0431 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 9 / 44 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

and treatment plants among the different EU regions, EU13, EU15, EU28 (million €/year).  
Some of the main current players in the field of Water Purification and Wastewater Treatment for civilian 
applications are listed 
below: 

 

GE Water & 
Process Technologies 
(CA) develops water 
from wastewater and is 
involved in water 
recycling and reuse, 
wastewater treatment, 

and process solutions. The company has an established presence in the waste and water 
management sector with its range of offerings such as analytical instruments, membrane 
chemicals, and boiler water treatment. 

  PCS (US) focuses on distributing packaged wastewater treatment systems, replacement parts, and 
related component equipment. It offers customers a pre‐fabricated and pre‐engineered method of 
biological wastewater treatment for domestic and industrial wastewater. 

  RWL Water (US) produces water and waste management and treatment systems worldwide. It has 
made over 7,000 installations for major customers in over 70 countries around the world. RWL 
Water offers treatment solutions for commercial, municipal, industrial wastewaters. It's most 
important water treatment applications include drinking water, desalination, processed water for 
industries, ultrapure water for power plants and NOx reduction, golden mussel removal, and 
arsenic removal. 

  Veolia Water Solutions & Technologies (FR) is involved in the supply of drinking water. It also 

offers waste management services, maintains heating and air conditioning systems, and functions 
rail and road passenger transportation systems. Veolia offers various water treatment technologies 
such as Biobed expended granular sludge bed (EGSB), BioSep for industries, and BioSep for 
municipalities for packaged wastewater treatment. 

Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Metals Removal for Industrial Wastewater 
Mobile Water Treatment Systems 
Electrodialysis Reversal (EDR)

System Readiness 
Level5 
5
5
5

Manufacturing Readiness 
Level6 
9‐10 
9‐10 
9‐10 

4 European Commission Environment Water –  
http://ec.europa.eu/environment/water/water-urbanwaste/implementation/factsfigures_en.htm 
5 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6: Component pre-production & System Integration; MRL 7-8: SW & Production planning complete; MRL 9-10: Full scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 10 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Defence Market 

Some of the main current players in the field of Water Purification and Wastewater Treatment for military 
applications are listed below. The number of the listed enterprises, their products, and focus on water 
treatment can serve an illustration of the importance and impact of innovation in this field. 

  Hidrofilt Ltd (HU) has more than 25 years of experience in the field of water treatment and 

industrial water treatment. The company is also a designer and manufacturer of containerised and 
mobile water treatment solutions. 

  Eimco Water Technologies (UK): Designed for rapid deployment, easy maintenance and minimum 
of operator involvement, Eimco Water Technologies’ Deployable Systems provide wastewater 
treatment solutions for military field operations, aid relief operations and construction camp use, 
worldwide. 

  Tecimer (TR) offers mobile field kitchens, containerised kitchen solutions, potable water and diesel 
fuel trailers, emergency insulated tents, containerised fuel stations and mobile reverse osmosis 
water purification solutions for peacekeeping, disaster relief operations and military purposes 
worldwide. 

  Porta Kleen (US) has an advanced knowledge of the military and government's portable sanitation 
needs. Porta Kleen is a member of the Association of the United States Army (AUSA) and the 
National Association of Government Contractors (NAGC). 

  ContenO (BE) is a designer and manufacturer of smart mobile plants built in ISO containers for the 

packaging and processing of liquids and semi liquids. 

  TRUNZ WATER SYSTEMS (SW) has developed and now manufactures and distributes a sustainable 

and cost‐effective solution for water purification and desalination: a complete and ready‐to‐
operate unit which is mobile and independent ‐ thanks to renewable energy. 

  TerraGroup Corporation (US) is a leading manufacturer of tactical lightweight water purification 
systems. TerraGroup's products and services include portable water purification and filtration 
systems; water storage and distribution equipment; parts; service and training. These systems 
specifically address military field applications, potable water for disasters, emergency water supply 
and NBC decontamination. 

  Pure H2O (DK) produces and markets mobile water purifiers for use in areas affected by natural 

disasters or other places where clean drinking water is scarce. They supply complete drinking water 
systems for light and medium field camps and communities in a variety of geological locations and 
meteorological situations. 

  Global Water Group (US) supplies a wide range of man‐portable and mobile water purification 

systems for use in military operations and disaster relief operations. 

Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Gravity Filtration 
Solids Dewatering 
MBR (Membrane Bioreactor) water filtration solution

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL5  MRL6 
9‐10
9‐10
9‐10

5 
5 
5 

  The EU Urban Waste Water Treatment Directive is still the most important driving factor for new 

construction and upgrade measures in municipal wastewater treatment2.  

  The capacities of municipal wastewater purification in Europe have increased in the past years. 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 11 / 44 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Especially many new plants were constructed in medium‐sized and small towns in Eastern Europe. 
Already existing plants in large cities were equipped with biological wastewater treatment and 
additional treatment technology1 

  This innovation Field significantly contributes to the societal challenge “Food security, sustainable 

 

agriculture and forestry, marine and inland water research and the Bioeconomy” 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, Croatia, Iceland, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of 
Union General Export Authorisation 006.  
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate was steady, 
which could represent an area of scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 12 / 44 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of advanced 
wastewater filtration treatment. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

Cleanup‐MOFs 

MADFORWATER 

SuPER‐W 

POWERSTEP 

RichWater 

WHEY2VALUE 
IPHYC‐H2020 
INCOVER 

EggPlant 

cryo‐bacteria‐
reactor 
Lt‐AD 

Decontamination of emerging pollutant using porous Metal‐Organic Frameworks 
(MOFs) and silica‐MOFs composites 
DevelopMent AnD application of integrated technological and management 
solutions FOR wasteWATER treatment and efficient reuse in agriculture tailored to 
the needs of Mediterranean African Countries 
Sustainable Product, Energy and Resource Recovery from Wastewater 
Full scale demonstration of energy positive sewage treatment plant concepts 
towards market penetration 
First application and market introduction of combined wastewater treatment and 
reuse technology for agricultural purposes 
Valorising waste whey into high‐value products 
EU market research for an innovative algae based tertiary wastewater treatment system 
Innovative Eco‐Technologies for Resource Recovery from Wastewater 
A feasibility study, to investigate and verify the commercial and industrial viability of a 
wastewater processing solution to generate bioplastics from agri‐food and municipal 
wastewater sources. 
Development of the flow through bioreactor of 3D‐structured bacteria for biodegradation of 
aromatic chloroderivatives from contaminated water 
Low‐temperature Anaerobic Digestion treatment of low‐strength wastewaters 

  Defence sector  

The  European  Commission  takes  into  consideration  also  soil  and  groundwater  contamination  due  to 
military  activities.  The  BIOXISOIL  LIFE  project10  aims  to  develop  a  new  concept  for  soil  and  groundwater 
remediation  that  can  achieve  both  reduced  soil  pollution  and  improved  soil  functionality.  The  project 
specifically plans to combine biological processes such as phytoremediation and biodegradation with in‐situ 

10 European Commission Environment Life – 

ttp://ec.europa.eu/environment/life/project/Projects/index.cfm?fuseaction=search.dspPage&n_proj_id=4243#EI 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 13 / 44 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

chemical oxidation (ISCO) in a new, full‐scale process to be demonstrated on contaminated industrial and 
military sites. Among the other aims, the project hopes to achieve groundwater quality improvement and 
rapid land restoration to a level that can support sensible use without compromising current industrial and 
military activities. 
US Department of Defense, whereas, is particularly sensitive to the theme of delivery of water. Current U.S. 
military contingency operations underscore a need for more sustainable FOBs. (Forward Operating Basis) 
FOBs  have  been  vital  in  supporting  the  expeditionary  and  campaign  capabilities  of  the  U.S.  military,  but 
building  and  sustaining  FOBs  have  incurred  significant  costs  in  terms  of  both  dollars  spent  and  lives  lost. 
Supplying  FOBs  with  water  and  removing  wastewater  are  both  significant  challenges,  but  they  also 
represent  significant  opportunities  to  tackle  a  primary  obstacle  to  more  effective  and  sustainable  FOBs. 
Treatment  facilities  at  FOBs  vary  depending  on  the  size  and  purpose  of  the  forward  operating  base.  In 
general,  the  smaller,  more  austere  locations  rely  on  relatively  primitive  methods  for  managing  water 
resources.  Reducing  energy  and  water  usage  for  wastewater  treatment  will  have  a  direct  impact  on  the 
safety of the troops by reducing the amount of fuel and water that must be transported to the FOB. 
SERDP11 and ESTCP12 are developing innovative technologies to improve the treatment of wastewater and 
drinking  water  and  maximize  the  potential  for  reuse  at  both  fixed  installations  and  FOBs.  Current  efforts 
include the following: 
Wastewater  Treatment:  Given  the  energy  and  water  usage  associated  with  wastewater  treatment 
facilities, there is significant potential to improve operations to make them more sustainable and secure. 
SERDP  and  ESTCP  efforts  are  focused  on  developing  sustainable  wastewater  treatment  facilities  for  the 
military’s  FOBs  and  developing  innovative,  energy  efficient,  low  maintenance  systems  for  decentralized 
treatment and recycling of wastewater on fixed military installations in the United States. 
Drinking  Water  Treatment:  Drinking  water  treatment  at  DoD  installations  must  meet  the  same 
requirements  as  standards  set  for  other  public  water  systems.  SERDP  and  ESTCP  efforts  are  focused  on 
developing  treatment  technologies  for  removal  of  contaminants  in  groundwater  that  are  present  in  very 
low concentrations (low ppb). Treatment of contaminants such as perchlorate and N‐nitrosodimethylamine 
(NDMA) has been the focus of recent efforts13. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016‐2018) and will be 
later further explored: 

11 SERDP is US Department of Defence environmental science and technology programme 
12 ESTCP is US Department of Defence environmental technology demonstration and validation programme 
13 https://www.serdp-estcp.org/Program-Areas/Environmental-Restoration/Wastewater-and-Drinking-Water 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 14 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION14

TRL15

KETs16 

Survivability and hardening
Sensor Technology and Components 
Signal processing technologies 
Simulation tools and technologies 
Electronic components 
Information technologies 
Physiology Science & Medical technologies 
Biotechnology 

Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Core

9
5‐6
9
9
7‐8
5‐6
5‐6
5‐6

AMS 
IB | AMS | NANO| PHOT| MNE

AM | NANO | IB | MNE | PHOT

IB
IB

Software Innovation Dependency: Not Applicable. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   

14  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

15 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

16 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 15 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation17 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

60

50

40

30

20

10

0

EP
6%

KR
4%

AU
8%

JP
10%

WO
11%

CN
19%

US
42%

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country18

88

55

29

0
NANO

1

6

4

1

C02F

B01D

IB

MNE

AMS

AM PHOT

4

C12P

2

A47G

2

G01N

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification19

17 http://info.thomsoninnovation.com/ 
18 US: United States, CN: China, WO: Worldwide patent, JP: Japan, AU: Australia, EP: European patent, KR: South Korea 
19  C02F:  TREATMENT  OF  WATER,  WASTE  WATER,  SEWAGE,  OR  SLUDGE,  B01D:  SEPARATION,  C12P: 
FERMENTATION  OR  ENZYME-USING  PROCESSES  TO  SYNTHESISE  A  DESIRED  CHEMICAL  COMPOUND  OR 
COMPOSITION  OR  TO  SEPARATE  OPTICAL  ISOMERS  FROM  A  RACEMIC  MIXTURE,  A47G:  HOUSEHOLD  OR 
TABLE EQUIPMENT, G01N: INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL 
OR PHYSICAL PROPERTIES  

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 16 / 44 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

19

7

6

6

5

Toray Industries
Inc.

ASAHI KASEI
CHEMICALS
CORPORATION

JFE
ENGINEERING
CORP

ECOLAB USA
INC.

NALCO
COMPANY

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 17 / 44 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: Rapid on‐demand production of antibiotics and antibodies 

HEAL-19 

Description 

Rapid production and supply, including with the help of decentralized and flexible production systems, of 
antibiotics, antibodies and all sorts of treatment needed to quickly react to epidemics or any sort of natural 
or malevolent contamination, including anthrax, toxins and any sort of biological weapons. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

Based  on  the  growing  global  antibiotics  market,  it  can  be  predicted  that  this  innovation  field  will  have 
significant impact for the civilian market. Rising geriatric population is one of the key drivers for the growth 
of  the  antibiotics  market1.  Innovation  in  technical  development  is  the  key  opportunity  for  the  market. 
Major attention is focused on research and development of vital but less profitable antibacterial drug for 
the companies to sell at a premium price.  
According  to  GrandViewResearch1  market  research,  the  global  antibiotic  market  is  expected  to  foresee 
significant growth over the period 2015‐2022. In the 
period  from  2000  to  2010,  product  consumption 
increased  by  over  36%  especially  due  to  the  rising 
awareness  of  benefits  of  antibiotics  in  Asia  Pacific. 
The 76% of the increased demand for antibiotics was 
met  by  antibiotics  producers  in  China,  Brazil,  India, 
Russia and South Africa. 
By  2016  the  demand  for  antibiotics  is  expected  to 
reach  over  USD  44.68  billion1.Two  classes  of 
antibiotic  drugs  including  carbapenems  (46%)  and 
in  the 
polymixins 
consumption over the past few years and such trend is expected to continue in the period until 2022.  
The countries with the largest production of antibiotics2 in 2014 in Europe, in absolute volumes, were Spain 
(6.7 tonnes), Italy (5.6 tonnes), Portugal (1.5 tonnes), and France (0.4 tonnes), as reported in the figure on 
the right. 
In most countries, 20% of antibiotics products are used by healthcare facilities and hospitals while 80% are 
used  by  the  community.  These  are  either  purchased  directly  by  consumers  or  prescribed  by  healthcare 
providers.  According  to  2014  statistics  289.6  tons  of  antibiotics  was  exported  by  Switzerland  primarily  to 
Germany,  where  they  supplied  46.4%  of  their  total  product  in  terms  of  volume.  In  2008,  sales  in  the 
bacterial vaccines amounted to $3.6 billion which increased to $3.9 billion in 2009. From 2007 to 2014, the 
antibiotics  market  in  Switzerland  was  the  net  exporter.  Italy  and  China  were  also  among  the  largest 
suppliers in 20141. 
The  major  companies  in  the  antibiotic  market  include:    Abbott  Laboratories  (US),  Astellas  Pharma  (IT), 
Bayer HealthCare AG (DE), Bristol‐Myers Squibb (US), Merck & Co (US), Daiichi Sankyo Company (JP), Eli Lilly 
(US), GlaxoSmithKline (UK), Johnson & Johnson (US), Novartis AG (CH), Pfizer (US), Roche (CH), Sanofi (FR), 

(13%)  have  shown 

increase 

1 Grand View Research – “Antibiotic Market Analysis, Market Size, Application Analysis, Regional Outlook, Competitive Strategies 

and Forecasts, 2015 To 2022” - 2016 

2 Indexbox Marketing & Consulting – “EU: Antibiotics - Market Report. Analysis And Forecast To 2020” - 2015 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 18 / 44 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

AstraZeneca  (IT),  Kyorin  Pharmaceutical  (JP),  LG  Life  Sciences  (KR),  MiddleBrook  Pharmaceuticals  (US), 
Takeda Pharmaceutical Company (JP), Toyama Chemical (JP) among others. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Fastest access to the market and cheaper antibiotics
Development  of  personalized  antibiotic  therapy  to  reduce 
antibiotic‐resistant infections 

System Readiness 
Level3 
4‐5
3‐4

Manufacturing Readiness 
Level4 
5‐6 
7‐8 

  Defence Market 

In the defence sector5, the aim for both the military and industry is to provide reliable Medical kit in a cost‐
effective manner. Therefore, it has become necessary to evolve business models the better to share these 
goals  and  incentives.  Based  on  this,  it  can  be  assumed  that  innovation  in  the  field  of  rapid  on‐demand 
production of antibiotics and antibodies will have significant impact on the defence sector. Furthermore, as 
suggested by  Visiongain’s defence analyst6, “...The use of chemical weapons by the Assad regime in Syria as 
well as by Daesh in the Levant, incidents in nuclear plants such as the Fukushima disaster of 2011, the Ebola 
crisis, and the phenomenon of antibiotic resistant bacteria and viruses, all have drawn renewed attention 
upon the importance of CBRN defence for the protection of military and first responders in the field, as well 
as first line of protection for critical infrastructures and the civilian population”.  
Some  relevant  examples  of  possible  products/services  identified  for  this  Innovation  are  reported  in  the 
following table:  

Examples of Defence products/ services / applications

Development of personalized antibiotic therapy to reduce antibiotic‐resistant infections

SRL3  MRL4 
3‐4 

7‐8

Non Technological Drivers / Barriers 

  Policy recommendations were set out by DRIVE‐AB7 (Driving reinvestment in research and 

development and responsible antibiotic use), developed for the World Health Assembly 2016 and 
the launch event of the Global Antibiotic Research and Development (GARD) Partnership 20168 
namely include: 

o  The necessity for greater antibiotic innovation 
o  The role for non‐profit antibiotic developers 
o  Paying for greater antibiotic innovation 

   This Innovation field can significantly contribute to the improvement of the societal challenges on 

“Health, demographic change and well‐being” 

  It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 

3  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;  3-System  Development  &  demonstration;  4-Production  &  Development;  5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5 Drive-ab.eu - Appendix 1: Antibiotics Business Model Initiatives and Programmes - 2016 
6  A.  Giovanzanti  -  “CBRN  Defence  Market  Report  2016-2026: Analysis  of  Top  Companies  & Forecasts  of  Chemical,  Biological, 

Radiological & Nuclear Detection, Protection, Decontamination, Simulation & Training Equipment” - 2016 

7 http://drive-ab.eu/  
8 http://www.who.int/mediacentre/events/2016/wha69/en/  
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 19 / 44 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001.On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent 
exports to Iran, Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria9. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under H2020 programme. 
The following list just intends to show a set of different topics addressed by this Innovation Field without 
the intention of being exhaustive: 

9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 20 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Acronym 

Short Description 

ATx201 

MILQAS 
BADGER 

Milk quality antibiotics sensor 
calScreener® – an innovative device for Bacterial Analysis and Diagnostics 
through Growth andEnergy‐release in Real‐time 
A novel class of antibiotics for treatment of infected atopic dermatitis: an 
innovative solution for a significant unmet medical need 
IntraVenous ANtibiotic Compounding Automation
Development of new biotech AdvanceD materials based on Hyaluronic acid and 
nanoparticlEs to prevent Surgical adhesIons and pOst surgical infectionNs 
Simple and specific next generation lab‐on‐a‐chip in‐vitro molecular diagnostic device
Implant maintenance  Novel dental implant maintenance instrument; Production scaling up and European 

IVANCA 
ADHESION 

MAGTEST 

market expansion 

  Defence sector  

Mortality from battlefield wounds has historically declined, thanks to better surgical management, faster 
transport of casualties, and improved antibiotics. Therefore, historically, military medical research was 
required to give military physicians the tools they require to reduce the infection rate and defeat 
multidrug‐resistant organisms10. In US the Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) is specifically 
recognised as the premier military research institute in the Department of Defense (DoD). 
For example, in a proof‐of‐concept study11, a team from the Naval Medical Research Center (NMRC), in 
collaboration with the Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR), reported success in combating an 
antibiotic‐resistant infection in a laboratory model using bacteriophage therapy. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019 ‐ 2022) and will 
be later further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

10 J. H. Calhoun, C. K. Murray, M. M. Manring, “Multidrug-resistant Organisms in Military Wounds from Iraq and Afghanistan” – 

June 2008 

11 J. M. Regeimbal, A.C. Jacobs, B. W. Corey, M.S. Henry, M. G. Thompson, R. L. Pavlicek, J. Quinones, R. M. Hannah , M. 

Ghebremedhin, N. J. Crane, D. V. Zurawski, N.C. Teneza-Mora, B. Biswas, E. R. Hall – “Personalized therapeutic cocktail of wild 
environmental phages rescues mice from A. baumannii wound infections” – 
http://www.navy.mil/submit/display.asp?story_id=96096 - July 2016 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 21 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13

KETs14

Physiology Science & Medical technologies 
Human sciences, including research and studies
Biotechnology  
Light and strong materials, surface treatments

Core
Enabling
Core
Core

7‐8
5‐6
5‐6
7‐8

AM | AMS | NANO | IB
AM | AMS | NANO | IB
AM | AMS | NANO | IB
AM | AMS | NANO | IB

Software Innovation Dependency: Not Applicable. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

350

300

250

s
t
n
e
t
a
P
°
N

200

150

100

50

0

2014
2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2013

2011

AU
6%

JP
6%

EP
8%

WO
15%

KR
3%

IN
2%

CA
5%

CN
33%

US
22%

2015

Patents Publication Country16

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan, AU: Australia, CA: Canada, KR: South 

Korea, IN: India   

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 22 / 44 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

808

248

184

177

168

6
NANO

IB

2
MNE

33

18

2

AMS

AM PHOT

A61K

C12N

G01N

C07K

41

A23K

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

24

18

15

13

10

8

8

Top Worldwide Patents’ Applicants

17  A61K:  PREPARATIONS  FOR  MEDICAL,  DENTAL,  OR  TOILET  PURPOSES,  C12N:  MICRO-ORGANISMS  OR 
ENZYMES;  COMPOSITIONS  THEREOF;  PROPAGATING,  PRESERVING,  OR  MAINTAINING  MICRO-ORGANISMS; 
MUTATION  OR  GENETIC  ENGINEERING;  CULTURE  MEDIA,  G01N:  INVESTIGATING  OR  ANALYSING 
MATERIALS  BY  DETERMINING  THEIR  CHEMICAL  OR  PHYSICAL  PROPERTIES,  C07K:  PEPTIDES,  A23K: 
FEEDING-STUFFS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ANIMALS;  METHODS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  PRODUCTION 
THEREOF 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 23 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-13 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: Screening devices for detection of traces 

Description 

Portable, high‐speed, sensitive, low cost and easy to use screening devices and associated methods for the 
detection of any kind of traces of potential threats (including chemical, radioactive and all sorts of CBRN‐E 
traces…). 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The  potential  impact  of  innovation  in  this  field  on  civilian  appliations,  while  difficult  to  forecast,  can  be 
illustrated through the increasing demand for detection and protection systems and the size of the CBRN 
defence market, which is expected to reach an overall world revenue of $11,275M in 20161. The main sub‐
markets include a) Detection, b) Protection, c) Decontamination and d) Simulation and Training. The civilian 
market is not just confined to person screening, but the screening of merchandise across various transport 
sectors: air, road, rail and maritime. 
As  reported  in  Visiongain,  2016  there  will  be  growth  in  established  CBRN  defence  markets  and  in 
developing  countries.  According  to  the  report,  steady  revenue  growth  on  CBRN  through  to  2026  is 
expected.  Increasing  investment  from  emerging  countries  like  India  and  increasing  demand  for  detection 
and protection systems & technologies will increase sales to 2026. Scenarios of applications include, a) Field 
and man portable, b) Mobile laboratory and field laboratory, c) Diagnostic laboratory and Point of Care and 
d) High sensitivity, high throughput analytical laboratory. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Integrated wearable sensor detection system for rescuers
Portable trace detection system for maritime cargo

System Readiness 
Level2 
5
5

Manufacturing Readiness 
Level3 
9‐10 
9‐10 

  Defence Market 

Portable systems and  handled  devices  have high demand in armed forces and first responders.  Mounted 
and  fixed  systems  are  used  majorly  in  industries  and  laboratories.  As  the  threat  may  be  from  any  of  the 
type, there are devices for different portable detection equipment such as chemical, biological, radiological 
& nuclear and explosive. According to recent article4, 35 new products were launched in the market from 
2010 to 2014. Agilent, which is recognized as one of the top key players, invested more in R&D and has 8 
product  launches  in  the  last  3  years.  Major  US  players  include  Agilent,  FLIR  Systems  Inc.,  Bruker 

1 Visiongain - https://www.visiongain.com/Report/1571/CBRN-Defence-Market-Report-2016-2026 - CBRN Defence Market Report 

2016-2026 - February 2016 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4  WHATECH  -  CBRNE  detection  equipment  market  is  estimated  to  reach  11.2  billion  USD  by  2020  according  to  new  research 

report - https://www.whatech.com/ - April 2016 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 24 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Corporation, but  a  number  of  European  companies  are  also  active  such  as  Smith  Detection  (UK)  Morpho 
(FR)—recently sold to Oberthur(FR)—Environics Oy (FI) and Saab AB (SE) and have relevant products such 
as EnVisionTM CBRN5 and CBRN automatic warning and reporting system6. 
The manufacturers of CBRNE protection and detection equipment are developing more innovative products 
and are working closely with governments in order to receive long term‐supply contracts. This, in turn, has 
led to further demand from private and public institutions and is expected to grow significantly in the next 
coming years. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Integrated wearable sensor detection system for soldiers

SRL5  MRL6 
9‐10

5 

Non Technological Drivers / Barriers 

  The European Union is firmly committed to strengthening nuclear safety, security, safeguards and 
non‐proliferation through a global and effective approach in the areas in which it has competence 
  The  European  Union  Chemical  Biological  Radiological  and  Nuclear  Risk  Mitigation  Centres  of 
Excellence Initiative (or EU CBRN CoE) was launched in 2010 in response to the need to strengthen 
the  institutional  capacity  of  countries  outside  the  European  Union  to  mitigate  CBRN  risks  and 
provide a harmonised approach.  

  Regulation concerning the free movement of good and people within the EU naturally implies the 

need for high performance screening technologies. 

  The  investment  required  to  move  from  one  TRL  level  to  another  for  high  performance  detection 

technologies is often high and exponential. 

  This  Innovation  Field  significantly  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

 

protecting freedom and security of Europe and its citizens” 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001, and Argentina, Croatia, Iceland, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of 
Union General Export Authorisation 006.  
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is 
decreasing which could represent an area of lower scientific interest: 

5 OPECSYSTEM - Integrated CBRN detection system - http://www.opecsystems.com/persistent/catalogue_files/products/environics-

envision-cbrn-brochure.pdf – May 2011 

6 SAAB - SAAB CBRN Solutions Safeguarding Operational Capabilities – May 2013 
7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 25 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

During FP7, CBRN projects were funded for a total of about 200 M€. They were organized following the 
main sub‐areas10: 

1.  Prevention, Preparedness, Protection: Antibodies, protecting equipment, understanding the 

cascading effect, modelling and simulation 

2.  Detection: Early alert systems, CBRN detection (sensors, online) and identification, reference 

materials, standardisation. 

3.  Response, crisis management: Toolbox for CBRN crisis management, Survivors search and rescue, 
triage and individual monitoring of victims,  decontamination... of large groups, toolbox for 
pandemics, CBRN forensics 

4.  Recovery: post‐crisis damage, reconstruction and recovery planning, + Large scale Demonstration 
Some initiatives are also running in H2020 Programme, such as the ones reported in the following table: 

10 European Commission - JRC RN Security Activities – https://ec.europa.eu/ - December 2015 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 26 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Acronym 

Short Description 

ERNCIP CBRNE 
STDS 16 

SMS 

ChemSniff 
TOXI‐triage 

TARGET 
BIWAS 

EDEN 

Coordination and Support Action ‐ European Reference Network for Critical 
Infrastructure Protection  (ERNCIP) thematic group activities in 2016 supporting 
development of Mandate 487 for standards in security 
Safety Micro Sensor‐ microelectronics platform development enabling integration of 
sensors with CMOS microelectronics into a single miniature (3‐3mm) CBRN‐E sensor chip 
Chemical sniffer device for multi‐mode analysis of threat compounds 
Integrated and Adaptive Responses to Toxic Emergencies for Rapid Triage: Engineering 
the Roadmap from Casualty to Patient to Survivor 
Training Augmented Reality Generalised Environment Toolkit 
Biological Water Alarm System (BiWAS) for protection of urban drinking water 
infrastructure against CBRN threats 
FP7 funded project on End‐user driven Demo for CBRN‐E  

  Defence sector  

The European Defence Agency has developed activities aimed at strengthening European armed forces' 
capability to safely operate in a CBRN environment while contribution to civilian‐led crisis response 
operations, if needed. Notably, a Joint Investment Programme (JIP) gathering Member States and industry 
was launched in 2010 with a view to stimulate research & technology work in the CBRN field. Within such 
Programme, a variety of R&T projects are currently ongoing as part of the JIP CBRN, with research topics 
including11: 

  stand‐off detection 
  point detection 
  samples handling 
  modelling and simulation of CBRN architectures 
  decontamination 
  sensor networking 

Defence and military activities for CBRN decontamination are related towards the decontamination of 
people, vehicles, stations, surfaces and interiors. 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

11 EDA - CBRN Joint Investment Programme – September 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 27 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13

KETs14 

Survivability and hardening
Sensor Technology and Components 
Signal processing technologies 
Simulation tools and technologies 
Electronic components 
Information technologies 
Physiology Science & Medical technologies 
Biotechnology 

Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Core

9
5‐6
9
9
7‐8
5‐6
5‐6
5‐6

AMS | AM 
IB | AMS | NANO| PHOT| MNE

AM | NANO | IB | MNE | PHOT

IB
IB

Software Innovation Dependency: Consider work is needed in software development for data processing, 
including analytics and pattern recognition. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 28 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

300

250

200

150

100

50

0

2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2011

2013

2014

AU
2%

TW
2%

CA
1%

JP
5%

EP
6%

CN
43%

WO
11%

KR
11%

US
19%

2015

Patents Publication Country16

25

383

0
NANO

4

IB

1

0

2

MNE

AMS

AM PHOT

G06F

32

26
B07C G01N

20

G01R

15

A61B

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, US: United States, KR: South Korea, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan, AU: Australia, TW: 

Taiwan, CA:Canada 

17  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  B07C:  POSTAL  SORTING;  SORTING  INDIVIDUAL  ARTICLES,  OR 
BULK  MATERIAL  FIT  TO  BE  SORTED  PIECE-MEAL,  e.g.  BY  PICKING,  G01N:  INVESTIGATING  OR  ANALYSING 
MATERIALS  BY  DETERMINING  THEIR  CHEMICAL  OR  PHYSICAL  PROPERTIES,  G01R:  MEASURING  ELECTRIC 
VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES, A61B: DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION  

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 29 / 44 

 
 
 
  
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

47

24

22

19

17

15

13

10

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 30 / 44 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-14/DEF-02/HEAL-10 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: Mobile equipment for CBRNE detection, analysis and characterisation for in‐situ 
investigation 

Description 

Laboratory, field laboratory and in situ devices for rapid, reliable and easy‐to‐use in‐depth CBRNE materials 
analysis and characterization of related threats. To develop rapid, safe and cheap diagnostics, portable and 
miniaturized  devices  or  easy  kits  for  diagnosis  or  treatment  monitoring  at  home  or  any  other  position 
where sufficient medical support is not available (capable of data collection and Communication with the 
medical  doctor).  Portable  Point‐of‐Care  (POC)  devices  and  test  kits  for  instant  diagnosis  based  on 
microfluidics, biosensors and/or arrays. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

 The  growth in the CBRN  defence and  the Point‐of‐Care markets is illustrative for the potential effects  of 
this innovation area on the civilian applications market. Overall world revenue for CBRN defence will reach 
$11,275M  in  20161.  The  main  sub‐markets  include  a) 
Detection,  b)  Protection,  c)  Decontamination  and  d) 
Simulation  and  Training.  As  reported  in  Visiongain  2016, 
there will be growth in established CBRN defence markets 
and in developing countries. South Korea in particular, will 
continue  to  achieve  high  revenue  growth  to  2026. 
Geopolitical  tensions  and  terrorist  threats  worldwide, 
coupled  with  development  in  CBRN  defence  technology 
will  continue  to  influence  the  market.  According  to  the 
report, steady revenue growth on CBRN through to 2026 is 
expected.  Increasing  investment  from  emerging  countries  like  India  and  increasing  demand  for  detection 
and protection systems & technologies will increase sales to 2026. Scenarios of applications include, a) Field 
and  man  portable,  b)  Mobile  laboratory  and 
field  laboratory,  c)  Diagnostic  laboratory  and 
Point  of  Care  and  d)  High  sensitivity,  high 
laboratory.  Also  the 
throughput  analytical 
Point‐of‐Care 
is 
enlarging. It represents 31% of the diagnostics 
market2. It is expected that the global market 
will  increase  to  US$16.5  billion  by  2016  and 
$34.6  billion  by  2021.  This  should  be  a  powerful  incentive  for  commercial  efforts  to  move  toward  true 
global health portable solutions. 
Main worldwide players in the sector include: AirBoss of America Corporation (US), Argon Electronics (UK), 
Avon Rubber Plc (UK), BioFire Defense LLC (US), Bioquell Plc (UK), Blücher GmbH (DE), Bruker Corporation 

(PoC)  devices  market 

1  VISIONGAIN  -  CBRN  Defence  Market  Report  2016-2026  -  https://www.visiongain.com/Report/1571/CBRN-Defence-Market-

Report-2016-2026 - February 2016 

2 J. P.Villagrasa, J. Cid, C. Páez-Avilés, I. Rodríguez-Villarreal, E. Juanola-Feliu,  .J. Colomer-Farrarons, P. Miribel-Català - An 

Instantaneous Low-Cost Point-of-Care Anemia Detection Device – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4367425/#b40-
sensors-15-04564 - February 2016 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 31 / 44 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

(US),  Chemring  Group  Plc  (US),  CNIM  Group  (FR),  Cristanini  Spa  (IT),  Environics  OY  (FI),  FLIR  Systems  Inc 
(US), Kärcher Futuretech GmbH (DE), NBC Sys, OWR GmbH (DE), Paul Boyé Technologies SA (FR), Proengin 
SA  (FR),  Smiths  Group  PLC  (UK),  Rheinmetall  Defence  (D),  Thermo  Fisher  Scientific  Inc  (US),  Tyco 
International Plc (IE). 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Bio‐detection vehicles for the fire brigade 
Chemical toxic agent detector kits  
Sampling equipment 
Medical  and  other  throw‐away  (point  of  care)  sensors  for  CRBN 
detection 

System Readiness 
Level3 
5
4
5

Manufacturing 
Readiness Level4 
9‐10
‐‐‐
9‐10

4 

‐‐‐ 

  Defence Market 

In the CBRN area the civilian and defence applications are strongly entangled, which further highlights the 
future impact of innovation in the field of mobile equipment for CBRNE detection. Some products can very 
easily be used in the hospitals, by National Disaster Management Authorities (NDMA), by Civilian Protection 
and  different  parts  of  the  Army.  They  can  be  used  in  the  paramilitary  forces,  fire  brigades,  police  force5. 
CBRN  materials  present  hazards  that  can  be  both  immediate  and  delayed.  Operational  planning 
considerations for a CBRN response include: assessment, coordination planning, logistics planning, health 
services support planning, population care planning, decontamination planning, site management support 
planning,  religious  affairs,  and  biometric  and  identity  assurance.  CBRN  incident  response  shall  include 
viable plans to make rapid decisions with minimal knowledge of the scope and magnitude of the incident. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

NBC (Nuclear, Biological and Chemical) fox (vehicle) 
Detection of toxic gases and microorganisms in crisis management environments 
Medical and other throw‐away (point of care) sensors for future soldiers 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL3  MRL4 
9‐10 

5 
4 
3 

  This innovation field could become quickly a cross‐border subject of relevance to the EU  
  This Innovation Field significantly contributes to the societal challenge “Secure societies – 

 

protecting freedom and security of Europe and its citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001, and Argentina, Croatia, Iceland, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of 
Union General Export Authorisation 006.  
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-
Operations & support 
4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6: Component pre-production & System Integration; MRL 7-8: SW & Production planning complete; MRL 9-10: Full scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5http://saab.com/region/india/about-saab/stories/saab-india-stories/2013/saab-cbrn-products-are-designed-from-users-perspective/ 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 32 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

Research Synergies 

There is clear synergy in this field between the development of advanced diagnostics platforms (e.g. DNA, 
RNA, protein based), including for infectious disease applications in healthcare and the rapid detection of 
airborne and waterborne pathogens for civilian and defence applications. 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 33 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within FP7/H2020 Programme on the research and development on this 
Innovation Field. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

ERNCIP CBRNE 
STDS 16 

SMS 

ChemSniff 
TOXI‐triage 

TARGET 
BIWAS 

EDEN 

Coordination and Support Action ‐ European Reference Network for Critical 
Infrastructure Protection  (ERNCIP) thematic group activities in 2016 supporting 
development of Mandate 487 for standards in security 
Safety Micro Sensor‐ microelectronics platform development enabling integration of 
sensors with CMOS microelectronics into a single miniature (3‐3mm) CBRN‐E sensor chip 
Chemical sniffer device for multi‐mode analysis of threat compounds 
Integrated and Adaptive Responses to Toxic Emergencies for Rapid Triage: Engineering 
the Roadmap from Casualty to Patient to Survivor 
Training Augmented Reality Generalised Environment Toolkit 
Biological Water Alarm System (BiWAS) for protection of urban drinking water 
infrastructure against CBRN threats 
FP7 funded project on End‐user driven DEmo for cbrNe  

  Defence sector  

The European Defence Agency has developed activities aimed at strengthening European armed forces' 
capability to safely operate in a CBRN environment while contribution to civilian‐led crisis response 
operations, if needed. Notably, a Joint Investment Programme (JIP) gathering Member States and industry 
was launched in 2010 with a view to stimulate research & technology work in the CBRN field. Within such 
Programme, a variety of R&T projects are currently ongoing as part of the JIP CBRN, with research topics 
including9: 

  stand‐off detection 
  point detection 
  samples handling 
  modelling and simulation of CBRN architectures 
  decontamination 
  sensor networking 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

9 http://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/cbrn-joint-investment-programme 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 34 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

TRL11

KETs12 

Survivability and hardening
Sensor Technology and Components 

Signal processing technologies 
Simulation tools and technologies 
Electronic components 

Information technologies 
Physiology Science & Medical technologies 
Biotechnology 

Core
Core

Enabling
Enabling
Enabling

Core
Core
Core

9
5‐6

9
9
7‐8

5‐6
5‐6
5‐6

AMS | AM 
IB  |  AMS  |  NANO|  PHOT| 
MNE 

AM  |  NANO  |  IB  |  MNE  | 
PHOT 

IB 
IB 

Software Innovation Dependency: Not Applicable.  

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an 
area of expertise which is highly relevant to survive in the market, but which do not improve the competitive positioning of the 
company 

11 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

12 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 35 / 44 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation13 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

700

600

500

400

300

s
t
n
e
t
a
P
°
N

200

100

0

2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2011

2013

2014

CA
2%

KR
2%

JP
3%

AU
2%

IN
2%

EP
5%

WO
10%

US
20%

CN
54%

2015

Patents Publication Country14

1263

837

45

155

21

57

35

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

164

G01N

C12Q

41

C12N

31

C40B

24

G01R

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification15

13 http://info.thomsoninnovation.com/ 
14 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan, KR: Korea, CA: Canada, AU: Australia, 

IN:India  

15  G01N:  INVESTIGATING  OR  ANALYSING  MATERIALS  BY  DETERMINING  THEIR  CHEMICAL  OR  PHYSICAL 
PROPERTIES,  C12Q:  MEASURING  OR  TESTING  PROCESSES  INVOLVING  ENZYMES  OR  MICRO-ORGANISMS; 
COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-
RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES, C12N: MICRO-ORGANISMS 
OR  ENZYMES;  COMPOSITIONS;  PROPAGATING,  PRESERVING,  OR  MAINTAINING  MICRO-ORGANISMS; 
MUTATION  OR  GENETIC  ENGINEERING;  CULTURE  MEDIA,  C40B:  COMBINATORIAL  CHEMISTRY;  LIBRARIES, 
e.g.  CHEMICAL  LIBRARIES,  ;  IN  SILICO  LIBRARIES,  G01R:  MEASURING  ELECTRIC  VARIABLES;  MEASURING 
MAGNETIC VARIABLES  

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 36 / 44 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

34

33

25

17

16

15

14

14

13

12

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 37 / 44 

 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

SEC-15 

HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

INNOVATION FIELD: CBRNE decontamination technologies and processes for people, equipment and 
structures 

Description 

Complete  sets  of  complementary  decontamination  solutions,  such  as  towels  or  powders  to  be  used  on 
human  skins  or  washing  water  additives  to  be  used  on  equipment  and  structures  and  in  coherence  with 
threat  identification  capabilities,  designed  for  all  sorts    of  Chemical,  Bacteriological,  Radiological,  Nuclear 
and Explosive (CBRNE) hazards. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

The need to decontaminate people, buildings and infrastructures after CBRN incidences will lead to an $8.3 
billion market by 2020 for CBRN Decontamination equipment sales & maintenance1. The decontamination 
market is expected to grow through 2020 at 6% CAGR. This need was also demonstrated by events, such as 
the  August  2013  Sarin  chemical  attack  in  the  suburbs  of  Damascus  resulting  in  at  least  281  to  1,729 
fatalities with over 90% of them civilians. In addition, accidents such as the Fukushima nuclear power plants 
and  the  BP  oil  spill  in  the  Gulf  of  Mexico  (total  liability 
evaluated 
in  as  much  as  US  $100  Billion),  new 
governmental legislation and funding of post CBRN attack 
and  accidents  are  only  two  of  the  many  factors  driving 
the  decontamination  equipment  and  reagents  market 
growth  and  illustrating  the  potential  impact  of  this 
innovation area.  
Also the European Union Chemical Biological Radiological 
and  Nuclear  Risk  Mitigation  Centres  of  Excellence 
Initiative2 (or EU CBRN CoE) was launched in response to 
the  need  to  strengthen  the  institutional  capacity  of 
countries  outside  the  European  Union  to  mitigate  CBRN 
risks. These risks may be created intentionally (e.g. the Sarin attack on the Japanese subway), accidentally 
(e.g. Bhopal) or naturally (e.g. swine flu). 
Main  worldwide  players  in  the  sector,  both  specialist  and  generalist,  include:  AirBoss  of  America 
Corporation (US), Argon Electronics (UK), Avon Rubber Plc (UK), BioFire Defense LLC (US), Bioquell Plc (UK), 
Blücher GmbH (DE), Bruker Corporation (US), Chemring Group Plc (US), CNIM Group (FR), Cristanini Spa (IT), 
Environics OY (FI), FLIR Systems Inc (US), Kärcher Futuretech GmbH (DE), NBC Sys, OWR GmbH (DE), Paul 
Boyé Technologies SA (FR), Proengin SA (FR), Smiths Group PLC (UK), Thermo Fisher Scientific Inc (US), Tyco 
International Plc (IE). 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table. One of the possible products is an innovative aerial multi uses 
unmanned  vehicle  to  be  used  in  a  CBRNE  environment  and  also  against  night  forest  fires,  for  drug 
plantation spraying or to produce / avoid meteorological phenomena: 

1  Decontamination  Equipment  of  CBRN  &  Hazmat  Incidents:  Industry,  Technologies  and  Global  Market  –  2014-2020  - 
http://homelandsecurityresearch.com/2014/03/decontamination-equipment-of-cbrn-hazmat-incidents-industry-technologies-and-
global-market-2014-2020/  - August 2014 

2 European Commission CBRNE Centres of Excellence http://www.cbrn-coe.eu/ - 2015 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 38 / 44 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Examples of Civilian products/ services / applications

System 
Readiness 
Level3 

Manufacturing 
Readiness 
Level4 

AUTONOMOUS  GLIDER  CONTAINER  (AGC)  full  of  decontamination  agent, 
  The  AGC 
released  by  the  rear  ramp  of  a  military  cargo  aircraft. 
autonomously  fly  to  the  programmed  point  where  properly  spread  the 
decontamination agent. Once empty the AGC is recovered. 
Mobile hydrogen peroxide decontamination system for biohazards.

3 

2 

1‐2 

1‐2

  Defence Market 

Innovation in the area of CBRNE decontamination technologies for military applications can be expected to 
have  a  significant  impact  as  illustrated  by  the  inclusion  of  decontamination  in  the  military  simulation 
training. Military Simulation and Virtual Training encompasses four discrete sub‐segments5: 1.Detection; 2. 
2.Protection: (including Personal Protective Equipment ‐ PPE) 3. Decontamination: including high pressure 
chemical sprays and foams are the most common forms of decontamination technology and 4.Simulation 
and Training: which include technologies that aim to exercise CBRN situational awareness and operational 
readiness of CBRN defence operators. As with civilian applications, one of the possible applications in this 
innovation field is providing an innovative and safe aerial unmanned vehicle to be used in war/emergency 
operations.  The  same  operational  concept  and  technological  integration  could  be  applied  to  different 
areas, such as a) Night‐time aerial firefighting; b) Night‐time drug plantation spraying; c) Silver iodide clouds 
seeding  to  produce  rain  and/or  avoid  hail  and  d)  Pests  spraying  or  seeding  in  emote  and/or  inaccessible 
areas. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
AUTONOMOUS GLIDER CONTAINER (AGC) full of offensive armament, released by the rear ramp 
of a military cargo aircraft.  The AGC autonomously fly to the a programmed point where 
properly drops the armament. Once empty the AGC is recovered. 

Mobile hydrogen peroxide decontamination system for biohazards. 

SRL3  MRL4 

3 

2 

1‐2 

1‐2 

Non Technological Drivers / Barriers 

Important non technological issues related to CBRN decontamination include: 

  EU Outreach Programme on export control of dual‐use goods. 
  Strengthening the national CBRN legal framework and provision of specialised and technical 

training to enhance CBRN preparedness and response capabilities. 

  Education and training to create networks of universities and institutes for raising awareness on 

dual‐use concerns of chemical materials 

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5  VISIONGAIN  -  CBRN  Defence  Market  Report  2016-2026:  Analysis  of  Top  Companies  &  Forecasts  of    Chemical,  Biological, 
Equipment  
Protection,  Decontamination, 

Radiological  &  Nuclear  Detection, 
https://www.visiongain.com/blog/index.php/cbrn-defence-market-report-2016-2026-analysis-of-top-companies-forecasts-of-
chemical-biological-radiological-nuclear-detection-protection-decontamination-simulation-training-equipment/ - 2016 

Simulation  & 

Training 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 39 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

  Knowledge transfer of best practice on biosafety/biosecurity/biorisk management 
  Strengthening EU non dependence providing an innovative a safe capability against a CBRNE attack 
  This  Innovation  Field  significantly  contributes  to  the  societal  challenge  “Secure  societies  – 

 

protecting freedom and security of Europe and its citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization 001, and Argentina, Croatia, Iceland, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of 
Union General Export Authorisation 006.  
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria.  
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 40 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

As mentioned above, many initiatives are running worldwide in the CBRN research sector. In order to give 
an idea on some of them without being exhaustive, it is worth mentioning hereinafter some projects that 
have been running under the EU CBRN Centre of Excellence (CoE) and in FP7: 

Acronym 

Project 48 

Project 46 

Project 45 

Project 42 
Project 41 
Project 40: 
Project 39 
Project 36 

Project 28 

Project 27 
Project 23 

EDEN 

Short Description 

Improved regional management of outbreaks in the CBRN Centres of Excellence Partner 
Countries of the African Atlantic Facade 
Enhancement of CBRN capacities of South East Asia in addressing CBRN risk mitigation 
concerning CBRN first response, biosafety and biosecurity, awareness raising and legal 
framework 
Establishment of a mobile laboratory for in situ interventions on VHF outbreak sites in 
combination with CBRN capacity building in West Africa (EUWAM‐Lab) 
Chemical safety and security in Central and Eastern Africa 
High‐risk chemical facilities and chemical risk mitigation in West Africa 
Strengthening health laboratories to minimise potential biological risks 
Strengthening health security at ports, airports and ground crossings
Further development and consolidation of the Mediterranean Programme for Intervention 
Epidemiology Training (MediPIET) 
Supporting development of an integrated national security system for nuclear and radioactive 
materials 
Biorisk management 
Building capacity to identify and respond to threats from chemical, biological, radiological and 
nuclear substances 
FP7 funded project on End‐user driven Demo for cbrNe  

  Defence sector  

The European Defence Agency has developed activities aimed at strengthening European armed forces' 
capability to safely operate in a CBRN environment while contribution to civilian‐led crisis response 
operations, if needed. Notably, a Joint Investment Programme (JIP) gathering Member States and industry 
was launched in 2010 with a view to stimulate research & technology work in the CBRN field. Within such 
Programme, a variety of R&T projects are currently ongoing as part of the JIP CBRN, with research topics 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 41 / 44 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

including9: 

  stand‐off detection 
  point detection 
  samples handling 
  modelling and simulation of CBRN architectures 
  decontamination 
  sensor networking 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (<2018) and will be later 
further explored: 

  Civilian and Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

TRL11

KETs12 

Sensor Technology and Components 
Light and strong materials, surface treatments
Survivability and hardening
Opto‐electronics: laser, optics and related devices
Electronic Components 

Enabling
Core
Core
Enabling
Enabling

7‐8
5‐6
5‐6
7‐8
7‐8

AMS | NANO| PHOT| MNE
AM | AMS | NANO 

PHOT 
MNE 

9  EDA  -  CBRN  Joint  Investment  Programme  -  http://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/cbrn-joint-investment-

programme - September 2010 

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

11 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

12 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 42 / 44 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

Signal Processing Technologies 
Information Technologies 
Simulation tool and technologies 
Physiology science & medical technologies 
Human  sciences, including research and studies
Biotechnology 

Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Enabling

7‐8
7‐8
7‐8
3‐4
5‐6
3‐4

IB 

Software Innovation Dependency: Though software is not usually primary to decontamination 
technologies, it is nevertheless important for visualisation purposes, such as for virtual reality and 
augmented simulation. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation13 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings). 

s
t
n
e
t
a
P
°
N

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

FR
3%

RU
2%

CA
2%

KR
4%

EP
6%

CN
40%

WO
11%

JP
14%

US
18%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country14

13 http://info.thomsoninnovation.com/ 
14 CN: China, US: United States, JP: Japan, WO: Worldwide patent, EP: European patent, KR: South Korea, FR: France, RU: Russia, 

CA: Canada 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 43 / 44 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, 
INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Last revision: 
13/1/2017 

494

246

17

23

85

30

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

299

245

168

132

130

G21F C11D A61L

C02F

A61K

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification15

65

42

39

31

21

19

15

13

12

11

11

Top Worldwide Patents’ Applicants

TREATING 

RADIOACTIVELY 

15  G21F:  PROTECTION  AGAINST  X-RADIATION,  GAMMA  RADIATION,  CORPUSCULAR  RADIATION  OR  PARTICLE 
CONTAMINATED  MATERIAL;  DECONTAMINATION 
BOMBARDMENT; 
ARRANGEMENTS  THEREFOR,  C11D:  DETERGENT  COMPOSITIONS;  USE  OF  SINGLE  SUBSTANCES  AS 
DETERGENTS;  SOAP  OR  SOAP-MAKING;  RESIN  SOAPS;  RECOVERY  OF  GLYCEROL,  A61L:  METHODS  OR 
APPARATUS  FOR  STERILISING  MATERIALS  OR  OBJECTS  IN  GENERAL;  DISINFECTION,  STERILISATION,  OR 
DEODORISATION  OF  AIR;  CHEMICAL  ASPECTS  OF  BANDAGES,  DRESSINGS,  ABSORBENT  PADS,  OR  SURGICAL 
ARTICLES;  MATERIALS  FOR  BANDAGES,  DRESSINGS,  ABSORBENT  PADS,  OR  SURGICAL  ARTICLES,  C02F: 
TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE, A61K: PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, 
OR TOILET PURPOSES 

ANNEX G – HEALTH AND SANITARY PROTECTION, INCLUDING AGAINST CBRN‐E THREATS 

Page G 44 / 44 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

DEF-23/DEF-12 

INNOVATION FIELD: Unmanned Vehicles for wide area surveillance in air, land, water and underwater 

Description 

Remotely  piloted  unmanned  vehicles  or  autonomous  systems  for  surveillance  in  air,  land,  water  and 
underwater  environments  aimed  at  border  /  battlefield  security,  including  land,  maritime  and  country 
borders or critical infrastructure (e.g.  Underwater pipelines, TLC network, etc.) and perimeter protection. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The  drones  market,  used  here  as  an  illustration  for  the  impact  of  innovation  in  the  field  of  unmanned 
vehicles for surveillance, is expected to witness significant growth during the forecast period owing to the 
relaxations in government policies and increase in the number of exceptions granted to the companies for 
the commercial use of UAV drones. The global UAV drones market for commercial application is expected 
to reach USD 5.59 Billion by 2020, growing at a CAGR of 32.22% between 2015 and 20201. It is estimated 
that  the  growth  of  rotary  blade  type  drones,  which  are  widely  used  in  the  commercial  sector,  held  the 
largest share in 2014. The growth of this market is driven by the increase in the adoption of rotary blade 
drones from the commercial applications such as media and entertainment, inspection and monitoring, law 
enforcement among others. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Wide area camera 
Logistic transportation and remote monitoring
Humanitarian aids application 
Border control. Power line monitoring. Gas/oil line surveillance
Radar 
Agricultural monitoring 
Wireless internet provider in remote areas 
Lightweight  and  robust  power  source  for  mini  or  micro  UAV.  Other 
type of products in the defence sector: lightweight and robust power 
source for powering electronic devices worn by infantry soldiers. 
Long endurance drones for border and gas line surveillance
RPAS applications – new business services 

System Readiness 
Level2 
1
3
3
4
1
3
3
3

Manufacturing 
Readiness Level3 
1‐2
5‐6
5‐6
‐‐‐
3‐4
7‐8
7‐8
5‐6

4
3

‐‐‐
7‐8

1 MarketsandMarkets – “UAV Drones Market by Type (Fixed Wing, Rotary Blade, Nano, Hybrid), Application (Law Enforcement, 
Precision Agriculture, Media and Entertainment, Retail), & Geography (Americas, Europe, APAC, RoW) - Analysis & Forecast to 
2020” - October 2015 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 1 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Defence Market 

As with the civilian market, the full impact of this Innovation Field is difficult to predict. However, based on 
the  developments  of  the  drones  market  for  defence  applications,  it  can  be  predicted  that  the  impact  on 
unmanned vehicles surveillance will be significant. 
The  Unmanned  Aerial  Vehicles  (UAV)  market  research  market  includes  the  UAVs  in  the  defence, 
commercial, and homeland security sectors. The global Unmanned Aerial Vehicle (UAV) market is valued at 
USD  10.1  Billion  in  2015  and  is  expected  to  show  a  robust  growth  in  future,  accounting  for  USD  14.9 
Billion by 2020, thereby registering a CAGR of 8.12%, from 2015‐2020. 
The  U.S.  accounts  for  nearly  65.53%  of  the  global  UAV  market,  in  2015.  The  U.S.,  Israel,  China,  the  U.K., 
Australia, Canada, France and India are some geographies contributing to the high demand for UAVs. 
Countries such as Russia and the U.K. in the European region are proving to be the emerging markets4.  
The  potential  impact  of  future  innovation  can  also  be  inferred  from  the  growing  of  the  network  centric 
warfare  market,  which  is  estimated  to  be  USD  46.23  Billion  in  2016  and  is  projected  to  reach  USD  57.68 
Billion by 2021, at a CAGR of 4.52% during the period 2015‐20205. The unmanned segment is projected to 
grow  at  the  highest  CAGR.  This  growth  can  be  attributed  to  the  increased  proliferation  of  unmanned 
technologies and use of unmanned platforms for defense operations6.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

SRL2  MRL3 

Wide area camera 

Remote surveillance 
Surveillance and security application 
Surveillance and threat detection systems in the military and peace keeping missions
Radar 
Surveillance‐strike electronics
Autonomous control of drone swarms. 
European RPAS development

Non Technological Drivers / Barriers 

1 

4 
3 
4 
3 
1 
3 
2 

1‐2

9‐10
5‐6
‐‐‐
7‐8
1‐2
‐‐‐
3‐4

  There is a significant lack of regulation regarding aviation/airspace and operation of highly 

 

automated systems/vehicles. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 

4 MarketsandMarkets – “Unmanned Aerial Vehicles Market by Class (Small, Tactical, Strategic, Special Purpose), Subsystem (Data 
Link, GCS, and Software), Application (Military, Commercial and Homeland Security), Procurement by Purpose (Procurements, 
RDT&E, O&M), Payload & Geography - Global Forecast to 2020” - October 2015 

5  MarketsandMarkets  –“Network  Centric  Warfare  Market  by  Platform  (Land,  Air,  Naval,  Unmanned),  Application  (ISR, 
Communication,  Computer,  Cyber,  Combat,  Control  &  Command),  Mission  Type,  Communication  Network,  Architecture,  and 
Region - Global Forecast to 2021” - July 2016 

6  MarketsandMarkets  –“Network  Centric  Warfare  Market  by  Platform  (Land,  Air,  Naval,  Unmanned),  Application  (ISR, 
Communication,  Computer,  Cyber,  Combat,  Control  &  Command),  Mission  Type,  Communication  Network,  Architecture,  and 
Region - Global Forecast to 2021” - July 2016 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 2 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of drones. Some 
relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

INE IAPS 

Intelligent active protection system for motorcyclists: saving lives through optimum use 
of  latest  advances  in  sensor  technologies,  wireless  communication,  smartphone 
platforms, real‐time analysis 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 3 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

BioCarbon 

ADS Project 

ALDrone 

PUMPED 

Elistair 

GIDROM 

DAPS 

EXTREMDRON 

Rapid tree‐planting through the use of remote sensing and unmanned vehicle planting 
technologies for large scale reforestation 
Autonomous Dronistics for Security (ADS): optimized services with fleets of flying robots 
A  humanitarian  drone  for  the  rapid  detection  of  landmines  and  other  explosive 
remnants of war 
Poor Man's Differential GNSS (Global Navigation Satellite System) for Drones 
Bringing  unlimited  autonomy  to  Civilian  Drones:  PULSE,  an  Intelligent  Tethered  Power 
Supply. 
Drone‐based  integrated  monitoring  system  for  early  detection  of  crop  pathology  and 
pest control in high tech greenhouse agriculture. 
Drone Alarm and Protection System 
Unmanned  aerial  vehicle  for  vigilance,  control  and  critical  urban  infrastructure 
protection 

  Defence sector  

During  the  10th  edition  of  European  Defence  Matters  2016  EDA  stated  the  importance  for  Europe  to 
respond to short and longer‐term security challenges both on its territory and beyond. Unmanned vehicles 
will be priority in this kind of next generation of defence systems; this proposition also implies a new way of 
looking  at  how  drones  and  robots  are  networked  with  the  increased  integration  among  human  and 
technological factors10.  
Some  projects  were  launched  in  November  2013  through  EDA  Research  &  Technology  Joint  Investment 
Programme (JIP) 11 on RPAS Programme on the research and development of HMI. Some relevant on‐going 
projects are: 

Acronym 

UMS 

RPAS 

UGS LIS 

FUAS 

Short Description 

Unmanned Maritime Systems (UMS) research 

Remotely Piloted Aircraft Systems ‐ RPAS 

Unmanned Ground Systems Landscaping and Integration Study UGS LIS 

Future Tactical Unmanned Aircraft System 

EuroSWARM 

Unmanned Hetereous Swarms of unmanned platforms 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the medium term (2019 – 2022) and will 
be later further explored: 

10  EDA  -  The  next  industrial  (r)evolution:  What  implications  for  the  security  and  defence  sector?  EDA  Brussels  -  03  May,  2016 

https://www.eda.europa.eu/info-hub/press-centre/latest-press-releases/2016/05/03/the-next-industrial-(r)evolution-what-
implications-for-the-security-and-defence-sector 

11  Remotely  Piloted  Aircraft  Systems  -  RPAS:  https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/remotely-piloted-

aircraft-systems--- RPAS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 4 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13

KETs14

Structural  materials  and  technologies  and  structural 
effects analysis 
Stealth materials and Technologies 
Energy generation storage & distribution 
Photonic/Optical Materials and Device Technology
Opto‐electronics: Laser, optics and related devices
Sensor Technology and Components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Computing Technologies 
Communication technologies

Enabling

Core
Core
Enabling
Enabling
Core 
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Core
Enabling

5‐6

5‐6
3‐4
1‐2
1‐2
5‐6
3‐4
3‐4
5‐6
1‐2
1‐2
7‐8

AMS|AM 

AMS |AM|MNE|PHOT
MNE 
PHOT 
PHOT 
AMS |AM|MNE|PHOT
AMS |NANO|MNE

AM 

MNE 

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to autonomous systems. System performance is essentially determined by 
embedded software, including cyber‐physical systems (networked character of smart systems). 

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 5 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings). 

s
t
n
e
t
a
P
°
N

600

500

400

300

200

100

0

JP
3%

GB
3%

AU
3%

FR
4%

KR
5%

EP
11%

WO
17%

US
36%

CN
18%

2011 2012 2013 2014 2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country16

564

219

201

0
NANO

75

16

50

4

IB

MNE

AMS

AM PHOT

109

87

85

G05D

B64C

G01S

H04N

G01C

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification17

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 US: United States, CN: China, WO: Worldwide patent, EP: European patent, KR: South Korea, FR: France, JP: Japan, GB: United 

Kingdom, AU: Australia  

17  G05D:  SYSTEMS  FOR  CONTROLLING  OR  REGULATING  NON-ELECTRIC  VARIABLES,  B64C:  AEROPLANES; 
HELICOPTER, G01S: RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY 
BY  USE  OF  RADIO  WAVES;  LOCATING  OR  PRESENCE-DETECTING  BY  USE  OF  THE  REFLECTION  OR 
RERADIATION  OF  RADIO  WAVES;  ANALOGOUS  ARRANGEMENTS  USING  OTHER  WAVES,  H04N:  PICTORIAL 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 6 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

72

47

40

40

39

33

33

32

22

20

20

Top Worldwide Patents’ Applicants

COMMUNICATION,  e.g.  TELEVISION,  G01C:  MEASURING  DISTANCES,  LEVELS  OR  BEARINGS;  SURVEYING; 
NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY  

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 7 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

DEF-25 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Permanent passive wide area surveillance system 

Description 

Solutions  such  as  remote  sensors  to  quickly  and  efficiently  detect  any  abnormal  event  or  presence  in  an 
given area, for instance close to land or maritime borders and without an additional need of spectrum nor 
producing interference to the existing systems. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

It  is  still  difficult  to  predict  the  full  impact  of  innovation  in  the  field  of  permanent  passive  surveillance 
systems. Nonetheless, the potential impact  can  be inferred from the market  developments in two of the 
technologies (radar sensors and image sensors) closely related to this innovation area.  
The radar sensor market is expected to grow from USD 19.29 Billion in 2015 to USD 30.67 Billion by 2022, 
at  a  CAGR  of  6.94%  between  2016  and  20221.  The  base  year  considered  for  the  study  is  2015,  and  the 
forecast for the market size is provided for the period between 2016 and 2022. 
The radar sensor ecosystem comprises of chip designer companies such as Infineon Technologies AG (DE), 
NXP Semiconductors N.V. (NL), and Omniradar BV (NL) among others; component manufacturers such as 
Infineon  Technologies  (US),  HELLA  KGaA  Hueck  &  Co.  (DE),  Hitachi,  Ltd.  (JP),  and  Fujitsu  Ten  Limited  (JP) 
among  others;  technology  providers  such  as  Robert  Bosch  GmbH  (DE),  Continental  AG  (DE),  ZF 
Friedrichshafen  AG  (DE),  Denso  Corporation  (JP),  and  Delphi  Automotive  LLP  (UK)  among  others;  and 
system integrators such as Airbus Group (NL), Lockheed Martin Corporation (US), Raytheon Company (US), 
Saab  AB  (SE),  and  Northrop  Grumman  Corporation  (US)  among  others  who  integrate  radar  sensors  into 
radar systems and sell them to end users to cater to their unique business requirements1. 
Another technology involved in this innovation field is the image sensor market. An image sensor is a device 
used to convert an optical image presented by a lens into an electrical signal, which is mostly used in digital 
cameras, camera modules, and other imaging devices. Today, most imaging devices make use of either a 
CCD or CMOS sensor. The image sensor market is expected to reach USD 17.5 Billion by 2020, at a CAGR of 
10.30%  between  2015  and  2020.2  The  Europe  market  is  expected  to  grow  at  a  CAGR  of  8.65%  between 
2015  and  2020.  The  major  companies  in  the  image  sensor  market  in  the  market  include    CMOSIS  nv 
(Belgium),  e2v  technologies  Inc.  (UK),  GalaxyCore  Inc.  (CN),  OmniVision  technologies  Inc.  (US),  ON 
Semiconductor  Corporation  (US),  Panasonic  Corporation  (JP),  Samsung  Electronics  Co.  Ltd.  (KR),  Sharp 
Corporation  (JP),  SK  Hynix  Inc.  (KR),  Sony  Corporation  (JP),  Teledyne  Technologies,  Inc.  (US),  and  Toshiba 
Corporation (JP). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

1 Markets&Markets - “Radar Sensor Market by Type (Imaging and Non-Imaging), Technology, Component, Band (HF, VHF, and 
UHF;  L,  S,  C,  and  X;  Ku,  K,  Ka,  V,  and  W),  Range  (Short-Range,  Mid-Range,  Long-Range),  Application,  Vertical,  and 
Geography - Global Forecast to 2022” – June 2016 

2  Markets&Markets  -  “Image  Sensor  Market  by  Type  (CMOS,  CCD,  and  Others),  Specification,  Application  (Aerospace, 
Automotive,  Consumer  Electronics,  Healthcare,  Industrial,  Entertainment,  and  Security  &  Surveillance),  and  Region  -  Global 
Forecast to 2020” – October 2015 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 8 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Examples of Civilian products/ services / applications

Distributed sensor systems 
FIRST (fast infra‐red search and track) 
PWAS  (Phased  Array  Warning  System)  for  civil  security/Centre  for  the 
Protection of National Infrastructure (CPNI) / transport hubs 

System 
Readiness 
Level3 
1 
3 
3 

Manufacturing 
Readiness 
Level4 
1‐2
7‐8
3‐4

  Defence Market 

Defence  market  is  particularly  complex  for  this  topic  due  to  the  combination  of  different  technical 
disciplines for the remote sensing and passive sensors; two technical themes are mainly involved and can 
illustrate the potential impact of this innovation field for the defence market. 
The  military  electro‐optical/infrared  systems  market  is  divided  by  system  Imaging  and  Non‐Imaging,  by 
Platform (Airborne, Land‐based, Nava and by type: Image Intensifiers, Lasers, and Infrared Systems5. 
The  military  communications  system  must  integrate  emerging  technologies  such  as  Ka‐band,  Advanced 
Extra High Frequency (AEHF) band satellite communication, IP‐based networking, Commercial off‐the‐shelf 
(COTS)‐  based  products,  and  other  technologies  into  a  robust,  standards‐based,  network‐enabled 
environment to facilitate the delivery of the right information to the right location, and at the right time in 
an  actionable  format.  The  global  military  communications  market  is  estimated  to  grow  from  USD  23.02 
Billion in 2015 to USD 40.82 Billion by 2020, at a CAGR of 12.1% from 2015 to 20206.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

SRL3  MRL4 

Distributed sensor systems 
FIRST (Fast Infra‐Red Search and Track) 
PWAS for asymmetric warfare 
Acoustic Sensors 
Vibration Sensors 
Unattended Ground Sensors

Non Technological Drivers / Barriers 

2 
4 
2 
3 
3 
4 

3‐4
7‐8
3‐4
3‐4
5‐6
9‐10

  This innovation field is characterized by critical subjects as national infrastructure, population and 

 

transportation protection. A legacy assessment should be foreseen in order to verify the 
compliance of the methodology used. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5 Markets&Markets: Military Electro-Optical / Infrared Systems Market by Type (Image Intensification, Laser, Infrared), by System 
(Imaging  &  Non-Imaging),  by  Sensor  Technology  (Scanning,  Starring,  Multispectral,  Hyper  spectral),  by  Platform  (Airborne, 
Land-based, Naval) - Forecast to 2020. January 2015 

6  Markets&Markets:  Military  Communications  Market  by  Communication  (Airborne,  Air-Ground,  Underwater  Communication), 
Component (Military Satcom, Radio System, Security System), Application (Command & Control, Situational Awareness) & by 
Region - Global Forecast to 2020 September 2015 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 9 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of this Innovation 
Field. Some relevant on‐going projects are: 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 10 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Acronym 

iPIM 

SPIDERS 

Short Description 

 Development of an Intelligent Onshore Pipeline Integrity Monitoring System 

Synthetic aPerture Interferometric raDiometer for sEcurity in cRitical infraStructures 

ShipHullSHM 

Bespoke Acoustic Emission System for real‐time ship hull monitoring for all weather conditions 

SPICES 

Space‐borne observations for detecting and forecasting sea ice cover extremes 

DAM 
Component 

Dual Active Mode (DAM) Component project consists in the designing, industrialization and 
commercialization of a Smart Product (passive sensors or Internet of Things, IoT) embedded into 
an innovative sandwich‐like structure for interior furnishing of Recreational Venicles (RV) and 
yachts manufacturing industries as well as other potential sectors such as trains and vessels. 

  Defence sector  

Some projects were launched in November 2013 through EDA Research & Technology Joint Investment 
Programme (JIP) 10 on RPAS Programme on the research and development of remote sensing.  
The Joint Investment Programme (JIP) gathering Member States and industry was launched with a view to 
stimulate research & technology work in the CBRN field. Some relevant on‐going projects are:  

Acronym 

Short Description 

ALWS 

CBRN 

Airborne platform effects on laser systems and warning sensors  

CBRN Joint Investment Programme 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets is starting in the short term (2016 ‐ 2018) and will be 
later further explored: 

  Civilian & Defence timeline 

10 EDA - CBRN: http://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/cbrn-joint-investment-programme 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 11 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12

KETs13 

Energy generation storage & distribution 
Sensor technology and components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Computing technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Communication Technologies 

Enabling 
Core 
Enabling 
Core 
Core 
Core 
Core 
Enabling 

Software Innovation Dependency: Not Applicable. 

NANO| AM 
PHOT|NANO|MNE|AMS 
MNE 

7‐8 
3‐4 
5‐6 
3‐4 
5‐6 
3‐4 
3‐4 
7‐8 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 12 / 70 

 
 
 
 
  
  
  
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

EP
6%

IN
6%

MX
6%

AU
7%

CN
9%

WO
13%

US
53%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

25

20

15

10

5

0

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country15

23

16

8

6

5

5

0
NANO

0
IB

2

0

0

G08B

H04N

MNE

AMS

AM PHOT

G01S

H01Q

G01J

Relation between patents and KETs 

Most frequent International Patent Classification16

15 US: United States, WO: Worldwide patent, CN: China, AU: Australia, MX: Mexico, IN: India, EP: European patent 
16  G08B:  SIGNALLING  OR  CALLING  SYSTEMS;  ORDER  TELEGRAPHS;  ALARM  SYSTEMS,  H04N:  PICTORIAL 
COMMUNICATION,  e.g.  TELEVISION,  G01S:  RADIO  DIRECTION-FINDING;  RADIO  NAVIGATION;  DETERMINING 
DISTANCE  OR  VELOCITY  BY  USE  OF  RADIO  WAVES;  LOCATING  OR  PRESENCE-DETECTING  BY  USE  OF  THE 
REFLECTION  OR  RERADIATION  OF  RADIO  WAVES;  ANALOGOUS  ARRANGEMENTS  USING  OTHER  WAVES, 
H01Q:  AERIALS  (radiators  or  aerials  for  microwave  heating),  G01J:  MEASUREMENT  OF  INTENSITY,  VELOCITY, 
SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-
VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 13 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

7

6

5

3

3

AUTOMATED
TRACKING
SOLUTIONS
LLC

TYCO FIRE &
SECURITY
GMBH

RAYTHEON CO

YANG XIAO
HUI

SENSORMATIC
ELECTRONICS
LLC

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 14 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

ELE-03 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: High autonomy communicating devices 

Description 

Cost‐effective  and  all‐size  embedded  sensors  with  high  connectivity  for  the  Internet  of  Things,  or  for 
airborne  or  satellite‐based  Earth  /  environment  observation,  with  embedded  sensor  systems  and 
observation/detection  instrument  chains  or  autonomous  sensors  /  devices  making  use  of  remote  power 
supply/storage and/or micro energy harvesting. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

important. 

While  still  difficult  to  predict  the  full  impact  of  innovation  in  the  field  of  high  autonomy  communication 
devices, based on the developments in relevant markets such as MEMS, NEMs, and IoT sensors, it can be 
expected that the impact of this innovation area on the civilian market will be significant.  
Volumes  of  data  exchanges  have  been  continuing  to  grow  in  the  recent  years,  while  European 
telecommunication  operators  have  been  experiencing  a  drop1.  These  operators  expect  improved 
communication  networks  to  provide  them  with 
capabilities  for  new  services  and  constitute 
important  growth  and  profitability  relays.  The 
radiofrequency  spectrum  is  a  limited  resource 
more  and  more 
intensively  exploited.  The 
optimisation  of  wireless  networks  for minimizing 
resource  use  and  possible  health  impacts  is 
In  this 
getting  more  and  more 
framework the development of embedded sensor 
systems  and 
including 
miniaturized  high  stability  and  reliability  systems 
with  accurate  pointing  for  large  and/or  active 
optical  observation  systems 
to 
improve  high  connectivity  for  quasi‐real  time 
operation control.  
For example, MEMS (Micro‐Electro‐Mechanical Systems) – a technology with significant relevance for this 
innovation field ‐ can be used for different purposes: these are actuators including microelectronic devices 
such as ink jet MEMS, IR (Infra‐Red) sensing, micro display, micro fluidic and bio‐chip, micro mirrors, optical 
MEMS, oscillators and resonators, PIR and thermopiles, and RF MEMS and sensors including devices such as 
accelerometers,  gyroscopes,  magnetometer,  microphone,  and  pressure  sensor.  Due  to  its  numerous 
possible  applications,  MEMS  are  currently  used  in  various  industries  such  as  automotive,  consumer, 
defence, industrial, medical, and telecom, among others. Also the IoT (Internet of Things) sensors market 
has been significantly increasing in the last years, as reported by MarketsandMarkets2. North America held 
largest market share for IoT sensors market in 2015. However, the market in APAC is expected to grow at a 

is  relevant 

instrument 

chains, 

1https://ec.europa.eu/growth/sites/growth/files/docs/body/cross-cutting-kets-roadmap-innovation-fields-electronics-communications-

ec41_en.pdf 

2 MarketsandMarkets – “IoT Sensors Market by Type (Pressure, Temperature, Humidity, Magnetometer, Accelerometer, Gyroscope, 
Inertial, Image), Network Technology (Wired & Wireless), Vertical (Consumer IoT, Commercial IoT, Industrial IoT), and Region - 
Global Forecast to 2022” – August 2016 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 15 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

high  rate  between  2016  and  20222.  Asia‐Pacific  is  a  major  market  for  various  sectors  such  as  consumer 
devices and appliances, automobiles, and healthcare among others. 
The  global  micro‐electrical‐mechanical‐  systems  (MEMS)  market  is  expected  to  grow  steadily  during  the 
period  2016‐2020  with  a  CAGR  of  almost  12%  by  20203.  The  recent  Technavio3  study  identifies  the 
increased use of MEMS in medical devices and telecommunication to be one of the major factors that will 
have a positive impact on the growth of this market in the coming years. Also, the increasing adoption of 
smartphones,  wearables,  Internet  of  Things  (IoT),  and  big  data  have  resulted  in  the  rise  in  demand  for 
telecommunication  bandwidth3.  Additionally,  the  NEMS  (Nano‐Electro‐Mechanical  Systems)  market  is 
expected  to  rise,  since  NEMS  represent  an  advanced  level  of  miniaturization  after  MEMS  devices.  The 
development  of  NEMS  will  allow  for  lower  masses,  high  electrical  strength,  high  mechanical  resonance 
frequencies, potentially large quantum mechanical effects such as zero point motion and a high surface‐to‐
volume ratio useful for surface‐based sensing mechanisms. The global NEMS market is expected to reach 
$108.88 million by 2022 at an estimated CAGR of 29.69%4. 
The major players include: Robert Bosch GmbH (DE), STMicroelectronics (CH), Texas Instruments Inc. (US), 
Hewlett‐Packard  Company  (US),  Knowles  Electronics  (US),  Canon  Inc.  (JP),  Denso  Corporation  (JP), 
Panasonic Corporation (JP), Avago Technologies (SG), Freescale Semiconductor, Inc. (US), InvenSense, Inc. 
(US),  Analog  Devices,  Inc.  (US),  Sensata  Technologies,  Inc.  (US),  TriQuint  Semiconductor  (US),  and  Seiko 
Epson Corporation (JP), among others. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Wireless sensor networks 
Control systems 
Home and building automation 
Backhaul and Mobile Infrastructure 

  Defence Market 

System Readiness 
Level5 
4
4
4
4

Manufacturing Readiness 
Level6 
7‐8 
5‐6 
5‐6 
9‐10 

The  defence  applications  related  to  this  innovation  field  are  particularly  focused  towards  movement 
sensors  and  missile  seekers  and,  in  general,  for  uncooled  Infrared  Imaging  concepts.  Therefore,  the 
potential impact of this innovation area can be inferred from the relevant IMU market.  As a matter of fact 
low‐cost emerging MEMS are fuelling growth of the IMU (Inertial Measurement Unit) market and opening 
doors  for  many  new  applications,  as  also  reported  by  Yole  Developpment7.  The  2014  market  for  high‐
performance  gyroscopes,  which  was  estimated  at  $1.37Billion,  is  therefore  expected  to  grow  at  a  4.4% 
annual rate to reach $1.69Billion in 20197. The IMU market is very concentrated; a few big companies are 
dominant,  such  as  Honeywell  (US),  Northrop  Grumman  Litef  (US),  and  Sagem  (FR).  Thales  (FR)  recently 
bought 50% of the shares available in Tronics Microsystems’ IPO (FR) therefore new applications in the near 
future are also expected7. 

3 Technavio – “Global Micro-Electrical-Mechanical-Systems Market 2016-2020” – August 2016 
4  MarketsandMarkets  –  “Nanoelectromechanical  Systems  (NEMS)  Market  (2012  -  2022)  by  Applications  (STM/AFM,  Medical, 
Gas/Flow Sensor, RF), Products (Switches, Cantilevers), Components (Nanotubes, Nanowires, Nanofilms), Materials (Graphene, 
ZnO, SiC, GaN, SiO2)” – October 2012 

5 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

7 Yole Developpement – “MEMS devices: a game-changer for the IMU market?” – February 2015 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 16 / 70 

 
 
 
  
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Some relevant possible products/services identified for IoT aided robotics applications may include those 
reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
Control  of  land  vehicles  and  aircrafts,  without  neither  the  presence,  nor  the  coordination  of 
humans 
Support civil operations and war actions 
Access control and identification of illegitimate intrusions of people in restricted area

SRL5  MRL6 
3‐4 

7‐8

3‐4 
4‐5 

3‐4
7‐8

Non Technological Drivers / Barriers 

 

Inclusive society is also about reducing the digital gap (according to the Digital Agenda for Europe 
(DAE), 78% of EU citizens use the internet at least once a week, 20% never used the internet, and 
62% of the EU has 30Mbps broadband, but only 18% of rural areas). Skills or network deployment 
are  to  be  supported,  but  technological  developments  are  required  in  broadband  wireless 
communications, very high broadband wireline communications, networks interfacing and systems 
autonomous  connectivity,  user‐friendliness.  With  ubiquitous  digitalization,  cyber‐security  and 
protection of the communications is a crucial contributor to a safe EU secure and free society1.  
  This Innovation Filed can significantly contribute to the societal challenges related to “Secure, clean 
and efficient energy”, “Europe in a changing world – inclusive, innovative and reflective societies” 
and “Secure societies – protecting freedom and security of Europe and its citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR8/EAR9 restrictions in case of re‐export outside EU10. 

 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

8 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
9 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
10 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 17 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Documents by Country (2011‐2015) 

ECSEL  will  open  call  in  2016  on  “Smart  Mobility,  Cyber‐Physical  Systems  And  Smart  Systems  Integration” 
dedicated  to  the  research  and  development  on  different  areas,  such  as  a)  Security  enabling  components 
and systems; b) Smart and Connected Things (including Internet of Things); c) European assets protection; 
d)  Architectures  principles  and  models  for  dependable  CPS;  e)  CPS  for  autonomy  and  cooperation;  f) 
Computing Platforms; g) Building blocks of Smart Systems (sensors, actuators, controls and interfaces); h) 
Safe,  secure  and  efficient  transfer  of  information  and  power  and  i)  Integration  methods  enabling  smart 
functionality, automation and reliable operation in harsh and complex environments. 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

PROTEUS 

ProPAT 

SWARM 
PILOTS 
MONBASA 
IoSense 

AdaPtive  micROfluidic‐  and  nano‐enabled  smart  systems  for  waTEr  qUality 
Sensing 
Robust and affordable process control technologies for improving standards and 
optimising industrial operations 
Software driven Smart Antenna powered by RF MEMS Technology 
Prototyping Internet Lot of Things Software 
Monolithic Batteries For Spaceship Applications 
Flexible FE/BE Sensor Pilot Line for the Internet of Everything 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 18 / 70 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

SEERS 

smart‐MEMPHIS 

CHEQUERS 

SocketMaster 

MPSAT 

Snapshot spEctral imagEr for cost effective IR Surveillance 
Smart MEMs Piezo based energy Harvesting with Integrated Supercapacitor and 
packaging 
Compact High pErformance QUantum cascadE laseR Sensors 
Development  of  a  Master  Socket  for  optimised  design  of  prosthetic  socket  for 
lower limb amputees 
Multi‐Payload satellite as an innovative service for technology experimentation in space

  Defence sector  

Different initiatives have been initiated by EU on sensor improvements. It is also worth mentioning that US 
ARL (Army Research Laboratory) has launched11 for the period 2012‐2017 the research programme and is 
interested in receiving proposals on novel materials, devices, and integration approaches for MEMS sensors 
and actuators. The request for proposals include also integration approaches for nanoenergetic materials 
on  a  chip,  as  well  as  MEMS  devices  and  structures  that  either  benefit  from  the  presence  of  an  energetic 
material  or  enable  initiation,  characterization,  or  control  of  the  energetic  reaction.  Technical  areas  of 
interest  include,  but  are  not  limited  to:  a)  Low  or  no  power  MEMS  sensors  and  actuators;  b)  Shock, 
acceleration and angular rate sensors and switches; c) Bio‐inspired and bio‐mimetic sensors and actuators; 
d)  Size, weight and power constrained solutions for soldier born sensors and micro autonomous systems; 
e) MEMS grippers and reversible adhesives; f) Mechanical or electromechanical structures that respond to 
changes  in  environmental  conditions,  such  as  temperature,  acceleration,  pressure,  light  intensity  or 
wavelength, etc.; g) Materials and methods for integration of energetic materials on chip; h) Methods and 
devices  for  conversion  of  energy  from  energetic  reactions  to  other  useful  forms  on  chip  (heat,  light, 
pressure, electrical current, etc); i) Novel microactuators based on energetic chemical reactions. 
A relevant on‐going project in EDA framework is the following: 

Acronym 

Short Description 

Cyber Defence 

Cyber defence capabilities and research & technology domain

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the short term (2016‐2018): 

  Civilian & Defence timeline 

11  ARL  -  Army  Research  Laboratory  Broad  Agency  Announcement  For  Basic  And  Applied  Scientific  Research  -  U.S.  Army 

Contracting Command-Aberdeen Proving Ground 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 19 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Computing technologies 
Electronic components 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Information Security Technologies 
Communication technologies
Sensors technologies and components 

Core
Enabling
Core
Core
Core
Enabling
Core

5‐6
3‐4
7‐8
3‐4
5‐6
5‐6
5‐6

PHOT 
MNE|AMS|NANO
MNE 
MNE 
MNE 
MNE 
MNE|AMS

Software Innovation Dependency: The lower levels of ISO‐OSI standard for communication functions of a 
telecommunication or computing system are involved for the implementation of this innovation field. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14  AMT  Advanced  Materials;  AMS:  Advanced  Manufacturing  Systems;  IB:  Industrial  Biotechnology;  MNE:  Micro-Nano 

Electronics; NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 20 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

GB
2%

JP
2%

EP
4%

WO
7%

US
28%

CN
57%

60

50

40

s
t
n
e
30
t
a
P
°
N
20

10

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country 16 

96

9

8

7

6

4

0
NANO

6

7

0

2

IB MNE

AMS

AM PHOT

G05D

H04L

G06F

G06Q

G01C

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification17 

16 CN: China, US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, GB: United Kingdom, JP: Japan 
17  G05D:  CONTROL  OR  REGULATING  SYSTEMS  IN  GENERAL;  FUNCTIONAL  ELEMENTS  OF  SUCH  SYSTEMS; 
MONITORING  OR  TESTING  ARRANGEMENTS  FOR  SUCH  SYSTEMS  OR  ELEMENTS,  H04L:  TRANSMISSION  OF 
DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC  COMMUNICATION  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING, 
G06Q:  DATA  PROCESSING  SYSTEMS  OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE, 
COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES;  SYSTEMS  OR 
METHODS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL, 
SUPERVISORY  OR  FORECASTING  PURPOSES,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED,  G01C:  MEASURING  DISTANCES, 
LEVELS  OR  BEARINGS;  SURVEYING;  NAVIGATION;  GYROSCOPIC  INSTRUMENTS;  PHOTOGRAMMETRY  OR 
VIDEOGRAMMETRY 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 21 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

7

5

5

4

4

CENTRE NAT ETD
SPATIALES

BROADCOM
CORPORATION

Symantec
Corporation

Nanjing University
of Information
Science and
Technology

The Nielsen
Company (US) LLC

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 22 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

ELE-19 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Advanced broadband wireless communication 

Description 

Radio‐frequency  technologies  and  respective  component  technologies  for  seamlessly  networked,  high‐
performance  (broadband),  reliable,  interoperable,  energy  efficient  and  secure  wireless  communication, 
eventually capable of reconfiguration and use of mobile and/or temporary relays, including cognitive radio, 
light communication (LiFi) or other directional transmission and new radio technologies that make better 
use of the limited radio spectrum. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

The potential impact of this innovation field can be illustrated through the growth of wireless broadband in 
public safety market and the expected developments in the 5G technology.  
The  global  market  has  also  evolved  with  the  growing  need  for  faster  data  access  and  real‐time 
communication. The global wireless broadband in public safety market is expected to grow from USD 15.5 
Billion in 2014 to USD 22.9 Billion in 20201, at a CAGR of 6.8% during the forecast period, 2015 to 2020. 
Additionally,  the  development  of  5G  technology  is  expected  to  be  completed  by  2020,  and  the 
commercialization of 5G related services would commence by 2021. The total number of subscriptions for 
5G  technology  is  expected  to  reach  89.0  Million  by  20222.  The  global  market  has  also  evolved  with  the 
growing need for faster data access and real‐time communication. The global wireless broadband in public 
safety market is expected to grow from USD 15.5 Billion in 2014 to USD 22.9 Billion in 20203, at a CAGR of 
6.8% during the forecast period, 2015 to 2020. 
The  5G  technology  ecosystem  comprises  chipset  manufacturers  such  as  Qualcomm  (US),  Intel  (US),  and 
MediaTek  among  others;  infrastructure  vendors  such  as  Cisco  (US),  Ericsson  (SE),  Nokia  Networks  (FI), 
Huawei  (CN),  and  NEC  Corporation  (JP)  among  others;  device  vendors  such  as  Samsung  (KR),  Microsoft 
(US), and Apple (US) among others; network carriers such as AT&T (US), Verizon (US), Korea Telecom (KR), 
SK  Telecom  (KR),  LG  Uplus  (KR),  and  China  Mobile  (CN)  among  others;  system  integrators  include  Avaya 
(US) and HCL (IN) among others. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

1  MarketsandMarkets  –  “Wireless  Broadband  in  Public  Safety  Market  by  Type  (Fixed,  Mobile,  Satellite),  by  End  User  (Police 
Department,  Fire  Department,  Emergency  Medical  Service  Providers,  Others),  by  Region  -  Global  Forecast  to  2020”  –  October 
2015 

2  MarketsandMarkets  –  “5G  Technology  Market  and  Its  Impact  on  Communication  and  IoT  Market  (R&D  Spending  and  Trial 
Investments,  Technology  Requirements,  Future  Roadmap,  Spectrum  Consideration,  Key  Strategies,  Regulatory  Landscape,  and 
Application Trends & Geographical Analysis) – August 2016 

3  MarketsandMarkets  –  “Wireless  Broadband  in  Public  Safety  Market  by  Type  (Fixed,  Mobile,  Satellite),  by  End  User  (Police 
Department,  Fire  Department,  Emergency  Medical  Service  Providers,  Others),  by  Region  -  Global  Forecast  to  2020”  –  October 
2015 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 23 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Examples of Civilian products/ services / applications

5G products 
5G networks and 5G devices
5G wireless modules and terminals (also including wearable)

System Readiness 
Level4 
1
2
2

Manufacturing 
Readiness Level5 
1‐2
1‐2
1‐2

  Defence Market 

Increasing  incidences  of  crime,  terrorism,  and  natural  disasters  across  the  globe  have  impacted  the 
dynamics of the global wireless broadband in public safety market, which also illustrates the relevance and 
potential impact of innovation in the field of advanced broadband wireless communication.  
These security threats across the globe have not only raised challenges for public safety organizations but 
have also influenced them to adopt and implement several security measures. Moreover, there is increased 
adoption of smartphones, tablets, portable modems, and various other mobile devices, which have global 
accessibility and connectivity. The significant increase in the incidences of terrorist attacks on government 
organizations,  enterprises,  and  critical  infrastructures  across  the  globe  in  the  recent  years  is  among  the 
factors that have given rise to implementation of robust wireless broadband technologies for public safety. 
Presently, there are many advanced versions of communication technologies, which offer high rates of data 
transfer, interoperability among different agencies, and roaming. They also provide real‐time image sharing 
through  WiMAX,  LTE,  satellite  broadband,  TEDS,  and  HPD/SMA  wireless  communications  and  data 
technologies. 
Most of the countries, across the globe, are now adopting wireless broadband technology for public safety. 
Police department, fire department, and various other first responders are making use of wireless 
broadband technologies for communicating critical information in the form of audio, video, and images to 
handle emergency situations. 
The report provides insights on the key players, challenges, and drivers of the global wireless broadband in 
public safety market, along with in‐depth analysis of the scope of the market. Major players, such as Nokia 
Networks (FI), Alcatel‐Lucent S.A. (FR), Motorola Solutions (US), Inc., Airbus Group (FR)., Harris Corporation 
(UK),  AT&T Inc. (US), Ericsson (SE), and ZTE Corporation (CN), among others have been comprehensively 
profiled in this report, along with their growth strategies and recent developments.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Secure wireless communications 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL4  MRL5 

2 

3‐4

  Broadband and 5G technology requires a change in the regulation concerning spectrum and 

communication usage (e.g. security regulation) as well as a plan on Internet of Things and European 
broadband infrastructure. 

  ECSEL and EU experts stated the importance to maintain and grow independence but also EU 

leadership in the global communication market in Europe, including leadership in manufacturing 
equipment and materials processing6. 

4 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

5 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

6  (Multi-BI-)  Annual  Work  Plan  and  Budget  ECSEL  (“Electronics  Components  and  Systems  for  European  Leadership”)  Joint 

Undertaking, 2016. 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 24 / 70 

 
 
 
  
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

 

It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A scientific literature analysis was carried without the aim of being exhaustive but in order to identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how into technologies to be implemented in the innovation addressed in this domain. The period 
2011‐2015 is covered by the scientific literature analysis. During this period the publication rate is rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 25 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian sector 

Significant activities in civilian were carried out research for instance by Ericson, Nokia, Huawei Europe, in 
some case supported by the EC, as for example “5G PPP”. ECSEL will open call in 2016 on “Semiconductor 
Manufacturing, Technology, Equipment and Materials” :  Cyber‐Physical Systems ; Architectures principles 
and models for dependable CPS; CPS for autonomy and cooperation; Computing Platforms; Smart Systems 
Integration;  Building blocks of Smart Systems (sensors, actuators, controls and interfaces); Safe, secure and 
efficient  transfer  of  information  and  power  and  Integration  methods  enabling  smart  functionality, 
automation and reliable operation in harsh and complex environments 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under H2020 programmes 
are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

TRIANGLE 

FANTASTIC‐5G 

mmMAGIC 

5G‐XHaul 
A‐BAM 

iBROW 
ShaMROCK 
MONROE 
NET4TRAIN 

5G Applications and Devices Benchmarking 
Flexible  Air  iNTerfAce  for  Scalable  service  delivery  wiThin  wIreless  Communication 
networks of the 5th Generation 
Millimetre‐Wave Based Mobile Radio Access Network for Fifth Generation Integrated 
Communications 
Dynamically  Reconfigurable  Optical‐Wireless  Backhaul/Fronthaul  with  Cognitive 
Control Plane for Small Cells and Cloud‐RANs 
Application for Broadband Availability Mapping (A‐BAM) 
Innovative ultra‐BROadband ubiquitous Wireless communications through terahertz 
transceivers 
ShaMROCK – Secure professional Mobile Radio Over Commercial networKs 
Measuring Mobile Broadband Networks in Europe 
Revamping trains with the most advanced broadband communication system 

  Defence sector  

 Some relevant on‐going projects in EDA framework are: 

Acronym 

Short Description 

NLC 

Non‐lethal capabilities 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets in different periods starting respectively in the 
medium term (2019‐2022) and long term (>2022): 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 26 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

TRL11 

KETs12

Photonic/Optical Materials and Device Technology
Sensor Technology and Components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Information Security Technologies 
Communication technologies

Core
Enabling
Enabling
Enabling
Core
Enabling
Core
Core | Enabling

5‐6
3‐4
3‐4
7‐8
5‐6
3‐4
5‐6
7‐8

PHOT 
MNE|NANO
MNE|AMS|NANO
MNE 
MNE 
MNE 
MNE 
MNE 

Software Innovation Dependency: Not applicable. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation13 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

11 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

12 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

13 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 27 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

EP
5%

IN
6%

KR
7%

WO
11%

JP
11%

CN
23%

US
37%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

250

200

150

100

50

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country 14 

10

258

0
NANO

1

IB

0
MNE

3

0

AMS

AM PHOT

134

106

H04W H04L

48

H04B

H04J

29

H01Q

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification15 

14 US: United States, CN: China, JP: Japan, WO: Worldwide patent, KR: South Korea, IN: India, EP: European patent 
15  H04W:  WIRELESS  COMMUNICATION  NETWORKS,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g. 
TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  H04B:  TRANSMISSION,  H04J:  MULTIPLEX,  H01Q:  AERIALS  (radiators  or  aerials 
for microwave heating) 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 28 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

209

95

78

29

15

12

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 29 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

ELE-23 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEM 

INNOVATION FIELD: Specialized networks for the Internet of Things 

Description 

Smart and highly specialized networks addressing specific needs as remote controlled embedded networks 
or independent Machine‐2‐Machine networks (e.g. low data transfer but precise timing or specific energy 
constraints), taking advantage of self‐organization and collective intelligence or low power communication 
protocols, including passive near‐field communication (RFID) for wireless sensor networks (e.g. measuring 
biological parameters and transfer to healthcare monitoring system). 

Impact assessment 

  Civilian Market 

While it is still difficult to predict the full impact of innovation in the field of Specialized networks for the 
Internet of Things, the effect of this innovation are can be surmised from the developments in the relevant 
M2M connections market and the expected advancements in the 5G technologies.  
All  forms  of  technologies  that  allow  two  or  more  machines  of  the  same  type  to  communicate  with  each 
other through wired or wireless connectivity are known as Machine‐to‐Machine (M2M) connections. Short‐
range  technologies  such  as  ZigBee,  Wi‐Fi,  and  Bluetooth  are  expected  to  dominate  the  global  M2M 
connections market during the period 2014‐20201. The market share of wired and cellular technology 2G is 
projected  to  decline  in  the  coming  years. 
3G and 4G/LTE technologies are anticipated 
to  have  high  growth  rates.  Furthermore, 
the  development  of  5G  technology 
is 
expected  to  get  completed  by  20202,  and 
the  commercialization  of  5G 
related 
services  would  commence  by  2021.  The 
total  number  of  subscriptions 
for  5G 
is  expected  to  reach  89.0 
technology 
Million by 20222.  
As  also  reported  by  MarketsandMarkets1, 
the  rising  application  of  telematics  in  the 
automotive 
industry,  demand  for  smart 
grids  in  the  utilities  sector,  coupled  with 
overall standardization of IPv6 are expected to propel the growth of global M2M connections market. The 
global M2M connections market size for the 2014‐2020 period is expected to witness a significant growth, 
as reported in the Figure on the right. The automotive & transportation industries are expected to be high 
growth  areas  for  M2M  connections1.  According  to  MarketsandMarkets,  the  market  size  of  global  M2M 
connections is expected to reach $35.16 Billion by 20201, at a CAGR of 11.57% between 2015 and 2020. 
Some  of  the  major  industry  players  in  these  markets  are  China  Mobile  (CN),  Telefonica  (ES),  Deutsche 

1 MarketsandMarkets – “Machine-to-Machine (M2M) Connections Market by Technology (Wired, Wireless), Industry (Healthcare, 
Utilities,  Retail,  Consumer  Electronics,  Automotive  &  Transportation,  Security  &  Surveillance,  Others),  and  by  Geography  - 
Forecast to 2020” – August 2015 

2  MarketsandMarkets  –  “5G  Technology  Market  and  Its  Impact  on  Communication  and  IoT  Market  (R&D  Spending  and  Trial 
Investments, Technology Requirements, Future Roadmap, Spectrum Consideration, Key Strategies, Regulatory Landscape, and 
Application Trends & Geographical Analysis)” – August 2015 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 30 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Telekom (DE), Gemalto (NL), Sierra Wireless (CA), Telit PLC (UK), AT&T (US), Vodafone (UK), Jasper Wireless 
Inc.  (US),  Verizon  (US),  and  Intel  (US)  among  others.  The  5G  technology  ecosystem  comprises  chipset 
manufacturers such as Qualcomm (US), Intel (US), and MediaTek. The infrastructure vendors include: Cisco 
(US),  Ericsson  (SE),  Nokia  Networks  (FI),  Huawei  (CN),  and  NEC  Corporation  (JP).  Device  vendors  include 
Samsung  (KR),  Microsoft  (US),  and  Apple  (US),  while  network  carriers  include  AT&T  (US),  Korea  Telecom 
(KR),  SK  Telecom  (KR),  LG  Uplus  (KR).  There  are  also  system  integrators  that  include  Avaya  (US)  and  HCL 
(IN). 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

IoT and Big Data Platform 
Wireless sensor networks 
Control systems 
Home and building automation 
Backhaul and Mobile Infrastructure 

  Defence Market 

System Readiness 
Level3 
2
4
4
4
4

Manufacturing Readiness 
Level4 
3‐4 
7‐8 
5‐6 
5‐6 
9‐10 

The impact of this innovation field on defence applications can be illustrated through the growing market 
for M2M in homeland security.  Remote monitoring and controlling feature of M2M5 connected devices are 
enhancing security features and has been driving the growth of the global M2M market also in homeland 
security. The market research analysts predict a market growth rate of over 57% from 2015 to 20195. Its 
positive  growth  is  on  account  of  increased  focus  by  state  and  central  governments  against  a  range  of 
threats that include terrorist attacks, cyber‐attack, and natural disasters5. This market is also expected to 
witness a high demand for secured cloud‐based networks and analytical software tools to collect, analyze, 
store,  and  retrieve  confidential  information.  It  is  also  worth  noticing  that  the  use  of  satellite‐based 
emergency communication services for disaster management across the globe has increased significantly. 
Main players in this sector include: Kore (US), ORBCOMM (US), Westminster Aviation Security Services (UK), 
Seagull  Maritime  Security  (MT),  Thales  (FR),  ENSCO  (UK)  and  Northrop  Grumman  (US).  Other  prominent 
vendors of this market include AeroVironment (US), Beeper (IL), Elbit Systems (IL), General Dynamics (US), 
Globotrack (CA), Polus‐ST (RU), Safran (FR), Teraquant (US), Wood & Douglas (UK) and Zeal GMS (UK). 
Some relevant possible products/services identified for IoT aided robotics applications may include those 
reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
Control  of  land  vehicles  and  aircrafts,  without  neither  the  presence,  nor  the  coordination  of 
humans 
Support civil operations and war actions 
Access control and identification of illegitimate intrusions of people in restricted area

SRL3  MRL4 
3‐4 

7‐8

3‐4 
4‐5 

3‐4
7‐8

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5 Sandler Research – “Global M2M Homeland Security Market 2015-2019” – November 2015 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 31 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Non Technological Drivers / Barriers 

  ECSEL  and  EU  experts  stated  the  importance  to  maintain  and  grow  independence  but  also  EU 
leadership  in  the  Internet  of  things  in  Europe,  due  to  the  protection  of  identities  of  objects  and 
users 6.  

 

  This Innovation Filed can significantly contribute to the societal challenges related to “Secure, clean 
and  efficient  energy”,  “Climate  action,  environment,  resource  efficiency  and  raw  materials”  and 
“Secure societies – protecting freedom and security of Europe and its citizens”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR7/EAR8 restrictions in case of re‐export outside EU9. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

6  (Multi-BI-)  Annual  Work  Plan  and  Budget  ECSEL  (“Electronics  Components  and  Systems  for  European  Leadership”)  Joint 

Undertaking, 2016 

7 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
8 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
9 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 32 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian sector 

Documents by Country (2011‐2015) 

ECSEL  will  open  call  in  2016  on  “Smart  Mobility,  Cyber‐Physical  Systems  And  Smart  Systems  Integration” 
dedicated  to  the  research  and  development  on  different  areas,  such  as  a)  Security  enabling  components 
and systems; b) Smart and Connected Things (including Internet of Things); c) European assets protection; 
d)  Architectures  principles  and  models  for  dependable  CPS;  e)  CPS  for  autonomy  and  cooperation;  f) 
Computing Platforms; g) Building blocks of Smart Systems (sensors, actuators, controls and interfaces); h) 
Safe,  secure  and  efficient  transfer  of  information  and  power  and  i)  Integration  methods  enabling  smart 
functionality, automation and reliable operation in harsh and complex environments. 
Some  relevant  on‐going  projects  on  this  Innovation  Field  that  have  been  funded  under  FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

SmartRAIN 
ReVibe 
MIIMETIQ 

PROMETHEUS‐IOT 

INTER‐IoT 
bIoTope 

habITAT 

VICINITY 

BIG IoT 

Loc8torHC 

SmartRAIN: an IoT‐based solution for real time rain mapping 
Vibration energy harvesters to power the IoT revolution 
Telemetry and Telecontrol for the Internet of things (IoT) 
A  versatile  Platform  foR  delivering  incremental,  scalable  and  cOst‐effective  ad‐
hoc  services  froM  hETErogeneoUS  and  collaborating  objects  in  the  Internet  Of 
Things 
Interoperability of Heterogeneous IoT Platforms 
Building an IoT OPen innovation Ecosystem for connected smart objects 
Internet  of  Things  Air  Tester  as  a  new  standards  based  wearable  monitoring 
station for personalized indoor and outdoor air quality real‐time assessment 
Open  virtual  neighborhood  network  to  connect  intelligent  buildings  and  smart 
objects 
BIG IoT ‐ Bridging the Interoperability Gap of the Internet of Things 
A  disruptive  healthcare  monitoring  solution  that  by  nature  of  what  and  how  it 
monitors (IoT) improves home safety, user wellbeing and provides early warning 
to help avoid critical admissions 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 33 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Defence sector  

For a number of years, DARPA has been experimenting with “re,” designed to form a self‐creating and self‐
healing mesh of communication nodes, with setup time measured in minutes instead of days. The Project 
Skybender  was  launched  by  Google  to  address  the  5G.  It  is  based  on  millimeter  wave  technology,  which 
was  previously  used  for  military  research,  DARPA  began  using  the  technology  in  2012  on  a  network 
connection to control unmanned drones from remote military bases. In 2014, Darpa, the research arm of 
the US military, announced a program called Mobile Hotspots to make a fleet of drones that could provide 
one gigabit per second communications for troops operating in remote areas10. 
Although concepts of distributed communication are not new to the military, one challenge remains on the 
definition of common data standards and increased bandwidth on all communications networks to realise 
seamless tactical operating picture. Research also on the ways to decrease costs and increase readiness at 
the same time is needed which is related to further research in areas such as human – AI (Artificial 
Intelligence) interaction. A relevant on‐going project in EDA and DARPA framework is: 

Acronym 

Short Description 

Cyber Defence 
MANETs11 

Cyber defence capabilities and research & technology domain
Mobile Ad Hoc Networks 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the short term (2016‐2018): 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

10https://www.theguardian.com/technology/2016/jan/29/project-skybender-google-drone-tests-internet-spaceport-virgin-galactic 
11  DARPA  -  http://www.darpa.mil/news-events/2013-04-30  DARPA  Seeks  Clean-Slate  Ideas  For  Mobile  Ad  Hoc  Networks 

(MANETs) - April 2013 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 34 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Computing technologies 
Electronic components 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Information Security Technologies 
Communication technologies
Sensors technologies and components 

Core
Enabling
Core
Core
Core
Enabling
Core

5‐6
3‐4
3‐4
3‐4
5‐6
5‐6
5‐6

PHOT 
MNE|AMS|NANO
MNE| AMS
MNE 
MNE 
MNE 
MNE| AMS

Software Innovation Dependency: The lower levels of ISO‐OSI standard for communication functions of a 
telecommunication or computing system are involved for the implementation of this innovation field. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

25

20

s
t
n
e
t
a
P
°
N

15

10

5

0

KR
6%

EP
2%

US
8%

CN
84%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country16  

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing System; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, US: United States, KR: South Korea, EP: European patent 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 35 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

17

11

15

3

2

0
NANO

1

IB

0
MNE

0

1

AMS

AM PHOT

H04L

H04W

G08C

G07F

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification17 

6

3

3

2

CHENGDU
QINCHUAN TECH
DEV CO

ZTE CORP

KT CORP

ERICSSON TELEFON
AB L M

Top Worldwide Patents’ Applicants

17  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g.  TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  H04W:  WIRELESS 
COMMUNICATION  NETWORKS,  G08C:  TRANSMISSION  SYSTEMS  FOR  MEASURED  VALUES,  CONTROL  OR 
SIMILAR SIGNALS, G07F: COIN-FREED OR LIKE APPARATUS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 36 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

ELE-24 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Embedded data handling and processing 

Description 

High  throughput  low  energy  data  handling  and  processing  capabilities  embedded  into  all  sorts  of  smart 
vehicles, from individual  cars to space systems, with optimised  architectures and optimised data  transfer 
and processing capabilities. 

Impact assessment 

  Civilian Market 

The  potential  impact  of  this  innovation  field  is  currently  difficult  to  estimate.  Nonetheless,  the  future 
impact could be inferred based on the growing data lakes market and increasing relevance of data lakes for 
a number of civilian sectors. 
The data lakes market size is expected to grow from USD 2.53 Billion in 2016 to USD 8.81 Billion by 20211, 
at a Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 28.3% during the forecast period. The major growth drivers 
of the market include need for increased business agility and accessibility, increasing adoption of Internet 
of  Things  (IoT),  potential  for  in‐depth  insights  to  drive  competitive  advantage,  and  growing  volume  and 
variety of business data. 
The data lakes market is segmented by software and services. The services segment is expected to grow at 
the  highest  CAGR  during  the  forecast  period,  out  of  which  data  lakes  services  in  the  services  segment  is 
projected to witness the highest demand due to the growing need of data lake software solutions across 
organizations. 
(Banking,  Financial  services  and 
BFSI 
Insurance)  holds  the  largest  share  of  the 
data  lakes  market  in  2016.  The  growth  is 
fuelled  by  the  growing  need  of  people  to 
simplify  their  workload  related  to  security 
and  their  increasing  dependence  on  data 
generated from various IT systems used for 
financial  transactions.  Healthcare  &  life 
science  is  expected  to  grow  at  the  highest 
CAGR during the forecast period due to the 
increasing  need  to  store  and  manage  data 
coming from various connected healthcare 
devices  and  health  record  systems  used 
across healthcare organizations. 
Major  business  functions  for  which  the 
data lake is deployed are marketing, sales, operations, finance, and human resources. The adoption of data 
lakes  market  for  operations  is  expected  to  increase  significantly  in  the  coming  years  because  of  the 
increasing need for resolving operations related issues in real‐time and the need for streamline operations 
across industries.  

1  MarketsadMarkets  –  “Data  Lakes  Market  by  Software  (Data  Discovery,  Data  Integration,  Data  Lakes  Analytics,  Data 
Visualization), Business Functions (Marketing, Sales, Operations, Finance, HR), Service, Deployment, Organization Size, Vertical 
& Region - Global Forecast to 2021” – September 2016 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 37 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Organizations are fast deploying data lakes solutions either on their premises or on‐demand. The demand 
for on‐demand or cloud‐based data lakes market solutions is increasing due to the cost‐effective and time‐
efficient features; its growth is specifically high in SME’s where low cost solutions are much required. 
The  global  market  has  been  segmented  on  the  basis  of  regions  into  North  America,  Asia‐Pacific  (APAC), 
Europe, Middle East and Africa, and Latin America to provide a region‐specific analysis in the report. The 
North American region, followed by Europe, is expected to continue being the largest revenue generating 
region for data lakes vendors for the next five years. This is mainly because in the developed economies of 
the  U.S.  and  Canada,  there  is  a  high  focus  on  innovations  obtained  from  research  and  development  and 
technology. The APAC region is expected to be the fastest‐growing region in the data lakes market because 
of the increasing adoption of IoT and smart technologies and various government initiatives such as smart 
cities across APAC countries including China and India. Data Lakes Market. 
The data lakes market faces challenges such as data security & privacy concerns, and lack of appropriate 
analytical  skills.  Factors  such  as  lack  of  transformation  from  traditional  data  storage  and  analytics 
techniques, and lack of long‐term data governance are expected to limit the market growth. 
Major  vendors  that  offer  data  lakes  software  and  services  globally  are  Microsoft  Corporation  (US), 
Informatica  Corporation  (US),  Teradata  (US),  Capgemini  (FR),  EMC  Corporation  (US),  Oracle  Corporation 
(US), SAP SE (DE), Hitachi (JP), Atos (FR), and SAS Institute (US). These vendors have adopted different types 
of  organic  and  inorganic  growth  strategies  such  as  new  product  launches,  partnerships  &  collaborations, 
and mergers & acquisitions to expand their offerings in the data lakes market. 
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Data Mining 
Cloud services 

  Defence Market 

System Readiness 
Level2 
5
4

Manufacturing Readiness 
Level3 
7‐8 
5‐6 

While difficult to estimate, the impact of innovation in the field of embedded data handling and processing 
for the defence sector can be illustrated through the growth of the growth of the defence global embedded 
software market.  
Embedded  software  is  computer  programming  written  on  computer  chips  that  is  applied  in  real‐time 
systems like teller machines, missiles, and airplanes. Moreover, it is software which is combined or stored 
in  computer  hardware  or  a  peripheral  device.  This  software  is  usually  developed  for  special‐purpose 
hardware  that  uses  real‐time  operating  systems  such  as  LynxOS,  VxWorks,  Linux  (with  patched  kernel), 
ThreadX, Windows CE, Fusion RTOS, and Integrity. Once  embedded and implemented into hardware, the 
software cannot be altered by a user. 
TechnAvio's analysts forecast about the Americas and the EMEA (Europe, Middle East and Africa) and APAC 
(Asia‐Pacific) regions covers the Defence Global Embedded Software market will grow at a CAGR of 8.79 
percent over the period 2013‐20184. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

4 http://www.technavio.com/report/global-embedded-software-market-2014-2018 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 38 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Secure data mining 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 

3 

5‐6

  ECSEL and EU experts stated the importance to maintain and grow independence but also EU 

 

leadership in the global communication market in Europe, including data handling management, 
processing and cloud5.  
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On the contrary, a high level of restrictions, or even embargoes could prevent exports to Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

5  (Multi-BI-)  Annual  Work  Plan  and  Budget  ECSEL  (“Electronics  Components  and  Systems  for  European  Leadership”)  Joint 

Undertaking, 2016. 

6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 39 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

ECSEL  will  open  call  in  2016  on  “Smart  Mobility  and  Cyber‐Physical  Systems”  which  will  include  topics 
related  to  a)  ECS  (Electronic  Components  and  Systems)  for  resource  efficient  vehicles;  b)  ECS  for  partial, 
conditional,  highly  and  fully  automated  transportation;  c)  ECS  for  integrated  and  multimodal  mobility 
networks; d) Cyber‐Physical Systems (CPS); e) Architectures principles and models for dependable CPS and 
f) CPS for autonomy and cooperation. 
Some relevant on‐going projects on this Innovation Field that have been funded under FP7/H2020 
programmes are reported hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

TMS Cloud ePos 

WITDOM 

QR‐PATROL PRO 

UniServer 

Revolutionary secure payment management system to integrate the different elements of the 
payment industry with the use of SEPA 
empoWering prIvacy and securiTy in non‐trusteD envirOnMents 
A cost effective cloud‐based platform for delivering the highest level of security, supervision 
and  management  for  security  companies  utilizing  Push‐to‐Talk  and  Internet  of  Things 
technologies. 
A  Universal  Micro‐Server  Ecosystem  by  Exceeding  the  Energy  and  Performance  Scaling 
Boundaries 

  Defence sector  

 Some relevant on‐going projects in EDA framework are: 

Acronym 

CODABA 

Timeline to Market 

Short Description 

The  Collaborative  Database  web  based  platform  designed  to  support  Member  States  in 
sharing information 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the short term (2016 ‐ 2018): 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 40 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION9

TRL10 

KETs11

Computing technologies 
Electronic components 
Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Information Security Technologies 
Communication technologies

Core
Enabling
Core
Core
Core
Enabling

5‐6
3‐4
7‐8
3‐4
5‐6
5‐6

PHOT 
MNE|AMS|NANO
MNE 
MNE 
MNE 
MNE 

Software Innovation Dependency: Software is fundamental for development and implementation of this 
Innovation Field. 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation12 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

9  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

10 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

11 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

12 http://info.thomsoninnovation.com/ 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 41 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

EP
5%

KR
6%

WO
9%

US
35%

CN
45%

s
t
n
e
t
a
P
°
N

70

60

50

40

30

20

10

0

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country13

89

53

0
NANO

2

IB

17

17

1

MNE

AMS

AM PHOT

14

G06F

H04L

10

9

H01L

H04N

8

G05B

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification14 

13 CN: China, US: United States, WO: Worldwide, KR: South Korea, EP: European patent 
14  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  H04L:  TRANSMISSION  OF  DIGITAL  INFORMATION,  e.g. 
TELEGRAPHIC  COMMUNICATION,  H01L:  SEMICONDUCTOR  DEVICES;  ELECTRIC  SOLID  STATE  DEVICES  NOT 
OTHERWISE  PROVIDED;  H04N:  PICTORIAL  COMMUNICATION,  e.g.  TELEVISION,  G05B:  CONTROL  OR 
REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING 
ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 42 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

7

6

5

5

4

3

Apple Inc.

TROMBINO
Marc

Intel
Corporation

Guiyang Gaoxin
Guoguang
Bridge Culture
Technology Co.
Ltd.

Unimicron
Technology
Corporation

SAMSUNG
ELECTRONICS
CO. LTD.

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 43 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

SEC-27 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Enhanced global navigation solutions and location based services 

Description 

Solutions  for  cross  modal  assisted  positioning  and  mobility,  including  indoor,  eventually  using  Internet  of 
Things  infrastructures  and  exploiting  the  interconnectivity  of  devices  and  their  location,  for  all  sorts  of 
nomadic applications ‐ meaning device embedded and therefore miniaturized ‐ as well as applications for 
urban  operations,  secure  financial  transactions,  tracking  solutions,  social  networking,  safety  and 
emergency, e‐health, etc. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

It  is  still  difficult  to  estimate  the  full  impact  of  innovation  in  the  field  of  Enhanced  global  navigation 
solutions  and  location  based  services.  Nonetheless,  based  on  the  growth  in  the  test  equipment  and  the 
GNSS (Global Navigation Satellite System) markets, it can be predicted that innovation in this area will have 
a significant impact on the civilian market.  
The automotive test equipment market, in terms of value, is projected to grow at a CAGR of 6.29% from 
2016  to  20211.  The  market  is  estimated  to  be  USD  442.9  Million  in  2016,  and  is  projected  to  reach  USD 
600.7  Million  by  2021.  The  ecosystem 
of  the  automotive  test  equipment 
industry consists of manufacturers such 
as  Robert  Bosch  GmbH  (DE),  Siemens 
AG  (DE),  and  Honeywell  International 
Inc.  (US),  research  institutes  such  as 
the  Automotive  Research  Association 
of  India  (ARAI),  European  Automotive 
Research Partners Association (EARPA), 
and  the  United  States  Council  for 
Automotive  Research 
(USCAR),  and 
regional  automobile  associations  such 
as  China  Association  of  Automobile 
Manufacturers 
Japan 
Automobile  Manufacturers  Association 
(JAMA),  and  the  European  Automobile  Manufacturers  Association  (ACEA)1.  The  global  core  GNSS 
downstream  market  is  forecasted  to  increase  by  8.3%  annually  between  2013  and  2019  before  slowing 
down to 4.6% towards 2023. This means the GNSS downstream market is expected to grow, on average, 
faster  (7%)  than  the  forecasted  global  GDP  during  this  period  (6.6%).  In  2020,  the  drop  in  smartphone 
prices will offset the growing volumes for the first time, resulting in a decline in total revenues. However, 
driven by additional applications – especially in the Road transport segment – total enabled revenues will 
grow  again  starting  in  20212.  GNSS  applications  are  supported  by  several  categories  of  devices,  mainly 
smartphones  and  tablets,  but  also  specific  equipment  such  as  tracking  devices,  digital  cameras,  portable 

(CAAM), 

1  Marketsandmarkets  –  “Automotive  Test  Equipment  Market  by  Vehicle  Type  (Passenger  Car,  LCV,  &  HCV),  Product  Type, 
Application Type (Handheld Scan tool, Mobile Based scan tool, & PC/Laptop Based Scan Tool), & by Geography - Global Trends 
and Forecast to 2021” - July 2016 

2 GSA (European Global Navigation Systems Agency) - GNSS Market Report Issue 4 March 2015 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 44 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

computers  and  fitness  gear.  These  devices  support  a  multitude  of  applications  tailor‐made  to  satisfy 
different usage conditions and needs, including: Navigation (Sensor fusion is enabling the uptake of indoor 
navigation),Mapping  &  GIS  (Geographic  Information  System),  Geo  marketing  and  advertising,  Safety  and 
emergency, Enterprise applications, Sports, Games and augmented reality, Social networking. 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Maritime leisure boots monitoring 
Critical  infrastructure  such as  pipeline  and production  energy  sites  (e.g.  solar, 
hydropower), structural and terrain movement monitoring 
Cultural Heritage outdoor structural monitoring
LBS services for the detection of people in emergency areas/contexts

System 
Readiness 
Level3 
3 
3 

Manufacturing 
Readiness 
Level4 
5‐6
5‐6

3 
3 

5‐6
5‐6

  Defence Market 

The Vectronics market can be used as an illustration of the anticipated impact of this innovation field on 
the defence market. The global vehicle electronics (Vetronics) market offers a comprehensive scenario of 
the military Vetronics market across two applications namely defence and homeland security. This market 
includes different systems such as C3 systems, navigation, observation and display systems, weapon control 
systems, sensor and control systems, vehicle protection systems, and power systems. 
With a high demand for homeland security departments such as police, border security forces, and so on, 
the market is expected to increase substantially in the coming years. Driven by the desire to have a network 
centric  battlefield,  the  amount  of  electronics  integrated  into  a  military  land  vehicle  has  increased 
significantly.  The  market  still  has  lots  of  research  and  development  activities  in  process  to  come  up  with 
effective solutions for lightening the load integrated into the vehicles. 
A  MarketsandMarkets  report5  of  the  current  and  upcoming  trends  in  the  Vetronics  market  highlights  the 
industry value chain and gives a detailed ETOP (Environmental Threat and Opportunity Profile) analysis. The 
Vetronics market is expected to reach $10.78 billion by 20205. 
The  leading  national  markets  include  the  U.S.,  Canada,  the  U.K.,  Russia,  China,  and  so  on.  Key  players 
featured  in  the  report  are  Oshkosh  Corporation  (US),  Rheinmetall  AG  (DE),  Saab  AB  (SE),  Curtiss‐Wright 
Corporation (US), Ultra Electronics Limited (UK), and BAE systems (UK)5.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

FIRST (fast infra‐red search and track) 
Remote surveillance 

SRL3  MRL4 

4 

7‐8
9‐10

3 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

4 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

5  Marketsandmarkets  –  “The  Vetronics  Market  by  Application  (Defense  and  Homeland  Security),  sub-systems  (C3  systems, 
Navigation,  observation  &  display  systems,  weapon  control  systems,  sensor  &  control  systems,  vehicle  protection  systems,  and 
power  systems),  Military  land  vehicles  (IFV,  AAV,  MRAP,  MBT,  LPV,  APC  &  UGV),  by  Region  (North  America,  The  Asia-
Pacific, Europe, The Middle East, Latin America, and Rest of the World) - Forecasts & Analysis to 2014 – 2020” - June 2014 
Page H 45 / 70 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Surveillance and security application 
Surveillance and threat detection systems in the military and peace keeping missions

3 
4 

5‐6
‐‐‐

Non Technological Drivers / Barriers 

  This Innovation Field is potentially affected by legacy problems for the privacy and for the security 

 

of involved data. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR6/EAR7 restrictions in case of re‐export outside EU8. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is 
decreasing, which could represent an area of lower scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

6 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
7 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
8 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 46 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of navigation and 
positioning. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

EONav 
LOGIMATIC 
InDrive 

VOICEGALILEO 
NAVDEC 
UP‐Drive 
PARADISE 
MOBNET 

Earth Observation for Maritime Navigation 
Tight integration of EGNSS and on‐board sensors for port vehicle automation 
Automotive EGNSS Receiver for High Integrity Applications on the Drive 
Navigator  and  global  interface  applications  for  visually  impaired  people  using  Galileo 
satellitetechnologies 
Navigational Decision Support System for Improved COLREGs Safety Management 
Automated Urban Parking and Driving 
Precise and Robust Navigation enabling Applications in Disturbed Signal Environments 
MOBile NETwork for people's location in natural and man‐made disasters 

  Defence sector  

Research & Technology (R&T) is one of the European Defence Agency’s (EDA) top priorities. This has been 
confirmed  by  the  European  Councils  of  2013  and  2015,  and  EDA  continues  to  work  in  Member  States’ 
interests  in  this  key  strategic  area.  One  of  the  principal  subjects  was  CapTech  Guidance,  Navigation  and 
Control  deals  with  increased  precision,  localization  performance  and  automation  through  collaborative 
research  and  technology  development  in  the  area  of  guidance,  navigation  and  control  for  defence 
(autonomous) systems.9 
Some  projects  were  launched  in  November  2013  through  EDA  Research  &  Technology  Joint  Investment 
Programme  (JIP)  10    on  RPAS  (Remotely  Piloted  Aircraft  Systems)  Programme.  Some  relevant  on‐going 
projects are: 

9 Towards Enhanced European Future Military Capabilities European Defence Agency Role in Research & Technology  
10  Remotely  Piloted  Aircraft  Systems  -  RPAS:  https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/remotely-piloted-

aircraft-systems---RPAS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 47 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Acronym 

Short Description 

ALWS 

LPAD 

Airborne platform effects on laser systems and warning sensors 

Logistic Precision Air Delivery 

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the short term (2016 ‐ 2018): 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION11

TRL12

KETs13

Structural materials and technologies and structural 
effects analysis 
Sensor Technology and Components 
Information technologies 
Information Security Technologies 
Communication Technologies 
Computing Technologies 

Electronic components 
Signal processing technologies 
Artificial intelligence & decision support 

Enabling

Core
Enabling
Core
Enabling
Enabling

Core 
Core 
Enabling 

5‐6 

5‐6 
5‐6 
5‐6 
7‐8 
5‐6 
9 
7‐8 
7‐8 

PHOT|MNE|NANO

PHOT|MNE|NANO
PHOT|MNE|NANO
PHOT|MNE|NANO
PHOT|MNE|NANO

11  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

12 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

13 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 48 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Software Innovation Dependency: Not Applicable. 

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation14 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

400

350

300

250
s
t
n
e
200
t
a
P
°
N
150

100

50

0

2014
2012
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2013

2011

AU
3%

TW
2%

HK
2%

JP
3%

US
42%

EP
7%

KR
9%

WO
12%

CN
20%

2015

Patents Publication Country15

14 http://info.thomsoninnovation.com/ 
15  US  United  States,  CN:  China,  WO:  Worldwide  patent,  KO:  South  Korea,  EP:  European  patent,  JP:  Japan,  AU:  Australia,  TW: 

Taiwan, HK: Honk Kong:  

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 49 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

242

262

188

139

76

0
NANO

0
IB

4

0

6

MNE

AMS

AM PHOT

H04W G01S

G01C

G06F

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification16 

33

G08G

89

66

33

30

25

24

APPLE INC

QUALCOMM
INC

SAMSUNG
ELECTRONICS
CO LTD

BROADCOM
CORP

TRIMBLE
NAVIGATION
LTD

LEAR CORP

Top Worldwide Patents’ Applicants

16  H04W:  WIRELESS  COMMUNICATION  NETWORKS,  G01S:  RADIO  DIRECTION-FINDING;  RADIO  NAVIGATION; 
DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY 
USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER 
WAVES,  G01C:  MEASURING  DISTANCES,  LEVELS  OR  BEARINGS;  SURVEYING;  NAVIGATION;  GYROSCOPIC 
INSTRUMENTS;  PHOTOGRAMMETRY  OR  VIDEOGRAMMETRY,  G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING, 
G08G: TRAFFIC CONTROL SYSTEMS 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 50 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: High throughput Satellite Communication 

SPA-02 / DEF-11 

Description 

Implementation  of  high  data  rate/high  throughput  optical  and  laser  communications  to  support  future 
missions  needing  optical  communication  links  and  two  ways  communications  (e.g.  GEO/ground). 
Development  of  low  cost  lightweight  optical  communications  terminals  for  Inter  Satellite  Links  (ISL)  & 
optical data‐relay for high‐speed fully‐optical links. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The potential impact of innovation in this innovation field can be best inferred from the developments in 
the  satellite  communications  market.  The  increasing  commercial  and  military  demand  of  satellite 
communications  is  driven  not  only  by  social  and  commercial  requirements  (e.g.  live,  streaming,  video‐
quality  data  for  mobile  users)  but  also  by  traditional  military  applications.  The  terrestrial  networks  and 
technologies  are  limited  since  large  parts  of  the  globe  are  left 
out of a global network because of the inability, both nationally 
and 
terrestrial 
infrastructures.  The  overall  challenge  of  developing  a  space‐
based  network  with  the  capacity  to  service  the  entire  globe, 
has  a  forecasted  market  of  more  than  $  41  billion,  for  the 
2015‐2022  period,  and  a  CAGR  for  the  same  period  of  more 
than  68%  –  this  for  the  most  conservative  scenario1.  Major 
enterprises  appear  to  have  been  actively  developing  satellite 
communication  systems  in  the  recent  years,  as  an    example 

the  necessary 

regionally, 

afford 

to 

Airbus  Defense  and  Space,  launched  the  AuroraGlobal2 
high throughput services, featuring Ku‐, X‐, and Ka‐bands, 
for government, maritime and enterprise markets without 
the  need  to  change  antenna  systems.  However,  new 
inputs  have  been  given  to  laser  communication  in  the 
laser3 
recent  years  since  the  economics  of  space 
communications  changed  significantly  with  the  growth  of 
terrestrial optical‐fibre communications in the early 2000s, 
which  suddenly  boosted 
the  availability  of  high‐
low‐cost  components  (e.g.  stable  and 
performance, 
efficient distributed‐feedback (DFB) lasers, low‐loss LiNbO3 
modulators,  high‐power  low‐noise  erbium‐doped  fibre 
amplifiers  (EDFAs)),  all  in  the  1550‐nm  wavelength  band.  The  2013  success  of  LLCD  (Lunar  Laser 
Communications  Demonstration)  also  provided  new  perspectives  for  further  development  of  laser 
communication  for  Deep  Space  applications.  Laser  revenues  in  the  communications  and  optical  storage 

1 Market Research – “Commercial and Military Satellite Communications Market and Technology Outlook, 2022” – April 2015 
2 

https://airbusdefenceandspace.com/newsroom/news-and-features/airbus-defense-and-space-launches-auroraglobal-its-new-high-

throughput-satcom-services/ 

3  Cornwell  D. 

- 

Space-Based  Laser  Communications  Break  Threshold 

–  May 

2016 

http://www.osa-

opn.org/home/articles/volume_27/may_2016/features/space-based_laser_communications_break_threshold/  

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 51 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

segment represent the second market segment in laser, just after materials processing4.   
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Optical terminals and architectures (very high data rate)
Optical communication systems 
Optical feeders (GEO/Ground)
Photonic components development for future high capacity microwave photonic 
reconfigurable payloads 
Cubesat technologies 

System 
Readiness 
Level5 
2 
2 
3 
4 

Manufacturing 
Readiness 
Level6 
‐‐
‐‐
‐‐
‐‐

2 

3‐4

  Defence Market 

The  demand  for  high  throughput  military  satcom  (MilSatCom)  applications  has  been  growing  in  the  last 
years as the use of unmanned aerial systems and implementation of command, control, communications, 
computers,  intelligence,  surveillance  and  reconnaissance  of  C4ISR  systems  increase.  High  throughput 
SATCOM  applications  can  support  imagery  streaming  and  seamless  connectivity  across  tactical  and 
strategic networks – capabilities which have become vital in the military space. A recent study by Frost & 
Sullivan7 showed that the revenues of the global Military Satcom Applications Market reached €2.72 billion 
in  2013  and  estimates  that  this  market  will  reach  revenue  of  €3.47  billion  in  2022.  The  study  covers 
manpack/handheld,  ground  vehicle  mounted,  air  platform  mounted,  naval  platform  mounted  and  fixed 
MilSatCom applications. 
Through a ‘Joint Procurement Arrangement’, EDA contributing members have authorised the EDA to act as 
a  central  purchasing  body  for  a  number  of  services,  including  setting  up  and  managing  the  necessary 
framework  contracts  with  industry  to  supply  members,  upon  request,  with  tailored  on‐demand  SatCom 
services8.  €6.8  million  is  the  total  ordering  value  to  date  with  an  impressive  yearly  average  growth  rate 
close  to  €2  million  since  the  first  order  was  placed  in  2013.    Two  Common  Security  and  Defence  Policy 
(CSDP)  military  operations  currently  use  services  provided  through  the  project,  while  three  CSDP  civilian 
missions currently use services provided through the project. 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications
Optical  terminals  for  RPAS  (R&D  work  can  support  demos  managed  by  FRONTEX  and  EDA  and 
address external accommodation on RPAS 
Optical constellation system design (Fibre in the Sky)

Optical systems for Inter satellite links 

SRL5  MRL6 
2‐3 

‐‐

2‐3 

2‐3 

‐‐

‐‐

4 G. Overton, A. Nogee, D. A. Belforte, C. Holton - Annual Laser Market Review & Forecast: Can laser markets trump a global 
slowdown  - January 2016 - http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-52/issue-01/features/annual-laser-market-
review-forecast-can-laser-markets-trump-a-global-slowdown.html 

5 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 
7 Frost & Sullivan, Analysis of the Global Military SATCOM Applications Market – November 2014. 
8 EDA - EU Satellite Communications Market – http://www.eda.europa.eu/docs/default-source/eda-factsheets/2016-06-27--factsheet-

eu-satcom-market - June 2016 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 52 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Non Technological Drivers / Barriers 

  Pan‐European  harmonisation  of  standards  and  regulation  framework  (e.g.  ensure  interoperability 
with terrestrial networks) is needed9, as well as to enlarge governmental markets. As a matter of 
fact, most non‐EU players benefit from large governmental programmes (institutional and military) 
which embed high level of R&D&I funds 

 

  Similarly,  also  ESA  is  supporting  the  GOVSATCOM  initiative  preparations  via  an  incremental 
approach,  taking  particular  account  of  potential  dependencies  on  SATCOM  operational  assets 
provided by non‐European actors such as satellite capacity, ground stations and control centres on 
non‐EU territories10. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR11/EAR12 restrictions in case of re‐export outside EU13. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

9 ASD-Eurospace Space Telecommunications Challenges of a key sector for Europe – Telecommunications Position Paper 2015 - 

http://eurospace.org/Data/Sites/1/pdf/positionpapers/spacetelecomspositionpaper2015-draftfinal.pdf  

10  ESA-TIA-T-AO-0003  –  Announcement  Industrial  Opportunity  for  the  development  &  demonstration  of  one  or  several  ESA 

Precursors to GOVSATCOM – February 2016 

11 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
12 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
13 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 53 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of SATCOM, 
including laser and optical communication. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

VITAL 

PAMPA 

GEO VISION 

SCREEN 

SKYOPENER 

GOTOFLY 

C3PO 

TIPS 

Short Description 

VIrtualized hybrid satellite‐TerrestriAl systems for resilient and fLexible future networks 

Plastic Components for Advanced Microwave Equipment of New Generation SatCom PAyloads 

GNSS driven EO and Verifiable Image and Sensor Integration for mission‐critical Operational 
Networks 

Space Cognitive Radio for Electromagnetic Environment maNagement 

Establishing new foundations for the use of Remotely‐Piloted Aircraft Systems for civilian 
applications. 

Boosting the European Innovative Satellite Technologies with In‐Orbit Demonstrations 

advanced Concept for laser uplink/ downlink CommuniCation with sPace Objects 

Thermally Integrated Smart Photonics Systems 

  Defence sector  

In December 2013, the European Council identified GOVSATCOM as one of four action priorities for the 
development of Europe’s military capabilities14.  

Acronym 

Short Description 

GOVSATCOM  Governmental Satellite Communications has been defined as one of the four capability 

development programmes by the European Council in December 2013. The mandate is to 
prepare the next generation of satellite communication (2025 timeframe) 

14 http://eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/governmental-satellite-communications-(govsatcom) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 54 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the medium term (2019 – 2022): 

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION15

Opto‐electronics : laser, optics and related devices
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Communication technologies
Artificial intelligence & decision support 
Information security technologies 
Communication technologies

Core
Core
Core
Core
Core
Enabling
Enabling
Enabling

KETs16

PHOT 
MNE 

MNE 

TRL 

9 
9 
9 
9 
9 
7‐8 
7‐8 
7‐8 

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to Big data analytics 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 

15  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

16 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 55 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation17 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

JP
6%

EP
7%

WO
10%

US
30%

CN
41%

KR
6%

2011

2012

2013

2014

2015

Trend of patents applications (2011‐2015) 

Patents Publication Country18

32

14

22

86

48

5

1

0

H01Q H04B

NANO

IB

MNE

AMS

AM PHOT

11

H01L

11

G06F

6

G06Q

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification19 

17 http://info.thomsoninnovation.com/ 
18 CN: China, KR: South Korea, US: United States, WO: Worldwide patent, EP: European patent, JP: Japan  
19 H01Q: AERIALS (radiators or aerials for microwave heating), H04B: TRANSMISSION, H01L: SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC 
SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED, G06F: ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING, G06Q: DATA PROCESSING SYSTEMS 
OR  METHODS,  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL,  MANAGERIAL,  SUPERVISORY  OR 
FORECASTING  PURPOSES;  SYSTEMS  OR  METHODS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  ADMINISTRATIVE,  COMMERCIAL,  FINANCIAL, 
MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTING PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 56 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

11

9

6

5

5

5

VIASAT INC.

PetroChina Co.
Ltd.

Space Star
Technology Co.
Ltd

Jiangsu
University

BOEING
COMPANY

Institute of
China
Electronics
Science &
Technology
Group,CN

Top Worldwide Patents’ Applicants

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 57 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

TRA-08 

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

INNOVATION FIELD: Information‐based fleet management systems 

Description 

Services from fleets of trucks, bus, ships, aircraft, swarms of UAVs, soldiers, etc. benefit from accurate real‐
time  positioning,  dependable  data  links  and  user‐friendly  service‐oriented  central  command  &  control 
systems, in particular so as to optimize geographical coverage, maintenance, catering, crew timetables, etc. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The  integration  of  Internet  of  Things  (IoT)  and  Information  and  Communications  Technology  (ICT)  into 
transportation,  logistics,  and  automobiles  sectors  has  led  to  the  evolution  of  modern  fleet  management 
industry  and  is  illustrative  of  the  impact  of  this  innovation  field  on  the  civilian  market.  The  fleet 
management  imparts  considerable  benefits  in  reducing  the  costs  and  risks  related  to  vehicle  investment, 
vehicle  management,  and  vehicle  telematics  to  the  automobile  and  fleet  companies  along  with  ensuring 
proper  compliance  to  regulations  by  minimizing  CO2  emissions  and  constant  monitoring  of  driver 
behaviour,  fuel,  and  location  tracking.  Global  Positioning  System  (GPS)  tracker,  sensors,  and  Radio 
Frequency  Identification  (RFID)  tags  are  some  of  the  technologies  which  are  used  by  the  companies  to 
manage their fleet of vehicles. 
The fleet management market is driven due to rising global concerns on environment and increasing need 
for operational efficiencies in fleet sector and is expected to grow from USD 8.03 Billion in 2015 to USD 
22.53  Billion  by  20201,  at  a  Compound  Annual  Growth  Rate  (CAGR)  of  22.7%  from  2015  to  2020.  North 
America is expected to lead the market in terms of market size whereas Asia‐Pacific is expected to witness 
growth at the highest CAGR during the forecast period. Among the verticals, manufacturing is expected to 
hold  the  largest  share  of  market  due  to  increasing  focus  on  improving  customer  experience  for 
manufacturing organizations which maintain their separate fleet of vehicles. 
Some main players in the market include: AT&T, Inc.(US), Cisco Systems, Inc. (US), Fleetmatics Group PLC 
(US), IBM Corporation (US), Verizon Communications, Inc. (US), I.D. Systems, Inc. (US), Trimble Navigation 
Limited (US), Telogis (US), Zonar Systems (US), Workwave LLC (US), Magellan (Mitac Digital Corporation) 
(US), Cartrack Technologies Co.,Ltd (TH), Eresource Infotech Pvt. Ltd (IN). and SG Fleet Group Ltd. (AU). 
Some possible products/services identified for civilian applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / 
applications 

Critical Asset Tracking 
Dangerous Waste Management and Tracking

System Readiness 
Level2 
4
4

Manufacturing Readiness 
Level3 
7‐8 
7‐8 

1 MarketsandMarkets – “Fleet Management Market by Deployment Type, Solution (Operation, Asset, Driver Management, Vehicle 
Maintenance  &  Leasing,  and  Driver  Information  System,)  Connectivity  Technology,  Industry,  Service,  and  Region  -  Global 
Forecast to 2021” – September 2016 

2 1-Concept Refinement; 2-Technology Development;  3-System Development & demonstration; 4-Production & Development; 5-

Operations & support 

3  Manufacturing  Readiness  Level  1-2:  Material  &  Process  Design&Development;  MRL  3-4:  Component  &  Equipment 
(tooling/machine)  demonstrator;  MRL  5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production 
planning complete; MRL 9-10: Full scale stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, 
waste, etc.) 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 58 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Defence Market 

While  difficult  to  estimate  at  this  point  of  time,  innovation  in  the  field  of  information‐based  fleet 
management  systems  can  be  surmised  from  the  developments  in  the  C4ISR  (command,  control, 
communications, computers, intelligence, surveillance & reconnaissance) market. 
The  C4ISR  market  is  estimated  to  be  valued  at  USD  93.80  Billion  in  2016  and  is  projected  to  reach  USD 
110.78 Billion by 20214, at a CAGR of 3.38% from 2016 to 2021.  
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Military C4I 

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL2  MRL3 

4 

7‐8

  Because of its strategic importance in European military defence, fleet tracking is a knotty problem; 

the solution is highly related to command and control (C2) topics. 

  This Innovation Field can significantly contribute to the societal challenge related to “Smart, green 

 

and integrated transport”. 
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the  exports  of  some  potential  products  technologies  inherent  to  this  Innovation  Field  may  be 
facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including  Liechtenstein,  and  United  States  of  America,  by  virtue  of  Union  General  Export 
Authorization  001,  and  Argentina,  China  (including  Hong  Kong  and  Macao),  Croatia,  India,  South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR5/EAR6 restrictions in case of re‐export outside EU7. 

4 MarketsandMarkets – “C4ISR Market by Platform (Land, Naval, Airborne) Application (Command & Control, Communications, 
Computers,  ISR,  EW)  Component  (Networking  Technologies,  Communication  Networks,  Display  Consoles,  Software,  EW 
Hardware)  and  Region  -  Forecast  to  2021  –  http://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/c4isr-market-1315.html  -  July 
2016 

5 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
6 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
7 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 59 / 70 

 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

  Civilian sector 

Some initiatives are running within H2020 Programme on the research and development of advanced 
materials. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

SmarTrip 

SMARt platform to optimise TRIP management 

LockAndCharge 

Ground‐breaking and convenient electronic bicycle fleet management system available for the 
mass adoption. 

INTRANSYS 

Delivering next generation Transport Management System to European transport SMEs 

SMASH 

SMASH, SMArt SHaring device for mobility 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 60 / 70 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

INTRANSYS 

Delivering next generation Transport Management System to European transport SMEs 

CleanPEA 

An Innovative Business Model for a User–Centric Decision Support System to Increase and 
Support Electric Vehicles Uptake 

  Defence sector  

EDA supported different initiatives about fleet tracking for the EU defence industry, due to the strategic 
importance for European armed forces. Some relevant on‐going projects are: 

Acronym 

Short Description 

Communications 
and Information 
Systems8 

EU SatCom Market9 

Timeline to Market 

The Project Team CIS has met two or three times a year since 2005.  The programme 
managed by the PT is primarily set by the EU Capability Development Plan (CDP).  The 
CDP take account of four sources: operational lessons, Common Security Defence Policy’s 
(CSDP’s) Headline Goals, national expressions for collaboration, and the result of a routine 
examination of long‐term capability needs beyond 2025.  In recent years the PT has been 
configured to address the specific Command and Control (C2) and information 
management aspects of CSDP/EU‐led crisis management. The CDP priority is Enhanced 
Battlespace Information and Communication Services through improved HQ information 
management and exploitation of CIS technology. 

Satellite communications (SatCom) are fundamental for Communication, Command and 
Control in military operations. It enables EU Commanders to stay connected with forces in 
remote areas, HQs and capitals as well as to make use of innovations, such as Remotely 
Piloted Aircraft Systems in the future. 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the medium term (2019 – 2022): 

  Civilian & Defence timeline 

8 https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/communications-and-information-systems 
9 https://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/activities-search/eu-satcom-market 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 61 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION10

TRL11 

KETs12

Information technologies 
Artificial Intelligence & Decision support 
Computing Technologies 
Information Security Technologies 
Communication Technologies 

Enabling 
Core 
Core 
Enabling 
Core 

5‐6 
7‐8 
5‐6 
7‐8 
7‐8 

MNE|PHOT
MNE|PHOT
MNE|AM|PHOT
MNE|PHOT
MNE|AM|PHOT

Software Innovation Dependency: Not applicable 
Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation13 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

2014
Trend of patents applications (2011‐2015) 

2012

2013

2011

JP
6%

EP
9%

US
32%

DE
9%

KR
13%

WO
13%

CN
18%

2015

Patents Publication Country14

10  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

11 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

12 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

13 http://info.thomsoninnovation.com/ 
14 US: United States, CN: China, WO: Worldwide patent, KR: South Korea, DE: Germany, EP: European patent, JP: Japan 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 62 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

838

161

125

99

60

1
NANO

34

IB

16

3

34

MNE

AMS

AM PHOT

G08G

G05D

G06F

G01C

Relation between patents and KETs 

International Patent Classification15 

37

H04W

155

101

67

58

55

43

GOOGLE INC.

Ford Global
Technologies
LLC

Robert Bosch
GmbH

AUDI AG

Volvo Car
Corporation

Daimler AG

Top Worldwide Patents’ Applicants

15  G08G:  TRAFFIC  CONTROL  SYSTEMS,  G05D:  SYSTEMS  FOR  CONTROLLING  OR  REGULATING  NON-ELECTRIC 
VARIABLES,    G06F:  ELECTRIC  DIGITAL  DATA  PROCESSING,  G01C:  MEASURING  DISTANCES,  LEVELS  OR 
BEARINGS; 
PHOTOGRAMMETRY  OR 
VIDEOGRAMMETRY, H04W: WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS 

SURVEYING;  NAVIGATION;  GYROSCOPIC 

INSTRUMENTS; 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 63 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

TRA-11/DEF-07 

INNOVATION FIELD: Instruments and systems for all weather operations and long range remote 
detection, visualization and identification of threats 

Description 

Instruments and systems robust to extreme weather conditions, able to receive useful external information 
and provide operators with operational assistance, so that operations can be run safely in a wide range of 
meteorological  and  environmental  conditions.  Development  of  Through  The  Wall  radar  techniques  to 
support indoor navigation. 

Impact assessment 

  Civilian Market  

The need for increased capability in guaranteeing safe travels (road, air, ship, etc.) is increasing worldwide. 
The  technologies  associated  to  this  need  are  multiple  and  can  be  both  terrestrial  and  space  based.  The 
following  paragraphs  examine  the  markets  for  technologies  which  are  closely  related  to  this  innovation 
field and can serve as an illustration of the potential future impact. 
Just  to  provide  a  glimpse  of  the  potential  of  this  market,  we  can  take  a  look  at  GNSS  (Global  Navigation 
Satellite System) market forecast expectations  1. GNSS will become an ever more critical infrastructure to 
aviation as more flight procedures are designed to take advantage of PBN (Performance Based Navigation). 
EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) ‐enabled instrument approach procedures to 
LPV  (Localizer  Performance  with  Vertical  guidance)  minima  are  being  rolled  out  across  Europe.  Localiser 
performance  with  vertical  guidance  (LPV)  is  an  instrument  approach  procedure  that  provides  lateral  and 
vertical guidance based on GPS augmented by SBAS (Satellite‐Based Augmentation System) (EGNOS/Wide 
Area  Augmentation  System  ‐  WAAS)  and 
allows  a  250  ft  decision  height,  improving 
safety  and  allowing  operations  to  continue 
in adverse weather conditions. This benefits 
the  economy  and  environment  by  reducing 
the  occurrences  of  aircraft  being  forced  to 
re‐route  to  alternative  airports  during  bad 
is  also 
weather.  The  aviation 
expected  to  further  increase  in  the  next 
years  the  need  for  improved  all‐weather 
conditions  operations,  since  the  propensity 
to  travel  is  expected  to  increase  thanks  to  the  emerging  countries  travellers  who  are  expected  to  grow 
from  25%  of  the  population  taking  a  trip  in  a  year  (2015)  to  75%  of  the  population  of  the  emerging 
countries that will take a trip a year in 20352.  
Also  the  Unmanned  Aerial  Vehicles  (UAVs)  are  an  emerging  and  promising  market  that  needs  good  all‐
weather operations due to their need for precise positioning and orientation. UAVs were initially used for 
military and security purposes. However, a wide range of civil applications will further drive market growth, 
with  applications  that  already  include  geographic  survey  and  mapping,  scientific  applications  and 
pipeline/power‐line inspections, etc. The market for UAVs is estimated to be USD 10.1 Billion in 2015, and 

industry 

1 European Global Navigation Satellite Systems Agency – “GNSS Market Report – Issue 4” - March 2015 
2Global Market Forecast – AIRBUS Mapping Demand  http://www.airbus.com/company/market/global-market-forecast-2016-2035/ 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 64 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

is  expected  to  reach  USD  14.9  Billion  by  2020,  at  a  CAGR  of  8.12%  from  2015  to  20203.  The  major 
challenges faced by the UAV market are air traffic management, lack of regulatory policies, and procedural 
issues4. Similar issues related to all‐weather operations involve vessels, which also cover a very significant 
market.  
Some  possible  products/services  identified  for  civilian  applications  and  their  relevant  maturity  in  the  EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Civilian products/ services / applications

Unmanned Air Vehicle (UAV) with increased all‐weather operability
ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) for remote sensing
Image processing for detection of changes (due to hidden objects, ambush)
Skyguard is also used for civilian purposes (e.g. security at high‐level events)
European border and maritime security system

System 
Readiness 
Level5 
3‐4 
3 
5 
5 
2 

Manufacturing 
Readiness 
Level6 
9‐10
5‐6
9‐10
9‐10
3‐4

  Defence Market 

The capability of operating in all‐weather conditions is core for defence applications, meaning that it can be 
assumed  that  innovation  in  this  field  will  have  a  significant  impact  on  the  defence  market.    All‐weather 
systems, such as SkyGuard7 – an air defence system – are already in existence.  Defence priorities include 
enhanced  helicopter  survivability;  operations  in  Day/Night  and  all  weather  and  adverse  environmental 
conditions; improved mission decision support systems; research into improving mission performance; and 
ways of reducing whole life costs. The use of radar for all type of operations where all‐weather conditions 
should be addressed is standard in the sector and applies to all platforms /air, ground, etc.). 
Some possible products/services identified for defence applications and their relevant maturity in the EU 
market are reported in the following table: 

Examples of Defence products/ services / applications

Unmanned Air Vehicle (UAV) with increased all‐weather operability
Image processing for detection of changes (due to buried explosive devices)
Skyguard 
Long range thermal camera
European medium‐high altitude surveillance system

Non Technological Drivers / Barriers 

SRL5  MRL6 
9‐10
3‐4 
9‐10
5 
9‐10
5 
1‐2
2 
3‐4
2 

  The European Union needs to develop stronger capability to avoid US dependence, for export in 

 

particular.  
It is worth to be noticed that according to COUNCIL REGULATION (EC) No 428/2009 of 5 May 2009, 
the exports of some potential products technologies inherent to this Innovation Field may be 

3 MarketsandMarkets – “Unmanned Aerial Vehicles Market by Class (Small, Tactical, Strategic, Special Purpose), Subsystem (Data 
Link, GCS, and Software), Application (Military, Commercial and Homeland Security), Procurement by Purpose (Procurements, 
RDT&E, O&M), Payload & Geography - Global Forecast to 2020” – October 2015 

4 MarketsandMarkets - Unmanned Aerial Vehicles Market by Class (Small, Tactical, Strategic, Special Purpose), Subsystem (Data 
Link, GCS, and Software), Application (Military, Commercial and Homeland Security), Procurement by Purpose (Procurements, 
RDT&E, O&M), Payload & Geography - Global Forecast to 2020 – October 2015 

5  1-Concept  Refinement;  2-Technology  Development;  3-System  Development  &  demonstration;  4-Production  &  Development;  5-

Operations & support 

6 MRL 1-2: Material & Process Design&Development; MRL 3-4: Component & Equipment (tooling/machine) demonstrator; MRL 
5-6:  Component  pre-production  &  System  Integration;  MRL  7-8:  SW  &  Production  planning  complete;  MRL  9-10:  Full  scale 
stable production / improvement of manufacturing performance (e.g. reduction of cost, waste, etc.) 

7www.rheinmetall-defence.com/en/rheinmetall_defence/public_relations/news/latest_news/aktuellesdetailansicht_1_9344.php 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 65 / 70 

 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

facilitated to the following countries: Australia, Canada, Japan, New Zealand, Norway, Switzerland, 
including Liechtenstein, and United States of America, by virtue of Union General Export 
Authorization 001, and Argentina, China (including Hong Kong and Macao), Croatia, India, South 
Africa, South Korea, Turkey, and Ukraine, by virtue of Union General Export Authorisation 005. 
On  the  contrary,  a  high  level  of  restrictions,  or  even  embargoes  could  prevent  exports  to  Iran, 
Crimea and Sevastopol, Russia, North Korea, Libya and Syria. 
US supplies could be subject to ITAR8/EAR9 restrictions in case of re‐export outside EU10. 

Research Synergies 

A  scientific  literature  analysis  was  carried  without  the  aim  of  being  exhaustive  but  in  order  to  identify 
specific innovation capabilities in EU, particularly related to European capacity of transforming its scientific 
know‐how  into  technologies  to  be  implemented  in  the  innovation  addressed  in  this  domain.  The  period 
2011‐2015  is  covered  by  the  scientific  literature  analysis.  During  this  period  the  publication  rate  is  rising, 
which could represent an area of higher scientific interest: 

Documents by Affiliation (2011‐2015) 

Documents by Country (2011‐2015) 

8 Title 22 of the Code of Federal Regulations Parts 120 through 130. 
9 Title 15 of the Code of Federal Regulations Parts 730 through 774. 
10 Rugghia&Associati - https://www.linkedin.com/company/rugghia-&-associati - 2016 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 66 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian sector 

Some initiatives / projects are running within H2020 Programme on the research and development of this 
Innovation Field  and include: 

Acronym 

Short Description 

I‐REACT 
InDrive 
ASWD 
ANGELS 
MyOcean FO 

LCODA 

Improving Resilience to Emergencies through Advanced Cyber Technologies 
Automotive EGNSS Receiver for High Integrity Applications on the Drive 
Advanced Space Weather Detector 
Advanced Next GEneration Landing System 
Pre‐Operational Marine Service Continuity in Transition towards Copernicus 
Electronic  scanning  MIMO  Radar  for  railway  level  crossing  obstruction  detection 
alerting 

  Defence sector  

Some relevant on‐going or recently closed research projects related to this Innovation Field are reported 
hereinafter: 

Acronym 

Short Description 

Multirole Jammer11  New multi‐use Protection System from Airbus Defence and Space combines Signal 

intelligence, communication jamming and bomb protection in one device 

Persistent 
SUrveillance Long 
Term ANalysis 
(SULTAN) 

Collaboration between EDA and ESA. This study aimed at identifying potential options to 
enhance collection capabilities in the area of IMagery INTelligence (IMINT) through 
innovative and technologically feasible solutions, able to deliver an operational capability at 
2025 ‐ 2030 time frame, to meet the need of persistent surveillance of wide areas in 
defence and security operations. To this extent, the project has provided analysis and 
description of operational scenarios, technology roadmaps, rough estimation of cost, time 
schedule and respective merits of assets/systems based on geostationary satellite systems, 
constellations of optical and radar small/mini satellites in low earth orbit, High Altitude 
Pseudo‐Satellite Systems (HAPS) and Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS). 

SPIDER 

EDA Pilot project Grant dealing with Inside building awareness and navigation for Urban 
Warfare.  

Timeline to Market 

The expected time needed for the products/services/applications associated to this Innovation Field to 
have an impact on both civilian and defence markets starting in the medium term (2019 – 2022): 

11 

https://airbusdefenceandspace.com/newsroom/news-and-features/new-multi-use-protection-system-from-airbus-defence-and-

space-combines-signal-intelligence-communication-jamming-and-bomb-protection-in-one-device/ 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 67 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

  Civilian & Defence timeline 

Associated Technologies 
The technologies involved in this Innovation Field, following the STACCATO taxonomy are reported in the 
following table: 

TECHNOLOGY GROUP 

RELATION12

TRL13 

KETs14

Opto‐electronics : laser, optics and related devices
Sensor technology and components 
Electronic components 
Signal processing technologies 
Information technologies 
Artificial intelligence & decision support 
Stealth materials and technologies 
Photonic / optical materials and device technologies
Computing technologies 

Core
Core
Core
Core
Core
Core
Enabling
Enabling
Core

3‐4
3‐4
3‐4
3‐4
3‐4
3‐4
3‐4
3‐4
3‐4

MNE | PHOT
MNE | PHOT
MNE | NANO
MNE  

AMS 
PHOT 

Software Innovation Dependency: Software is significantly involved in this Innovation Field, particularly for 
all the aspects related to visualisation and identification (automation). 

12  CORE:  These  technologies  represent  areas  of  innovative  knowledge  creation,  which  strongly  influence  competitive  advantage. 
However, these technologies still involve considerable risk in their development; ENABLING: these technologies represent an area 
of  expertise  which  is  highly  relevant  to  survive  in  the  market,  but  which  do  not  improve  the  competitive  positioning  of  the 
company 

13 TRL 1-2: Basic Technology Research / Proof-of-Concept; TRL 3-4: Validation in lab (TRL 3) or relevant (TRL 4) environment; 

TRL 5-6: Technology Demonstration; TRL 7-8: System / Subsystem development; TRL 9: System Test & Operations 

14 AM: Advanced Materials; AMS: Advanced Manufacturing Systems; IB: Industrial Biotechnology; MNE: Micro-Nano Electronics; 

NANO: Nanotechnology; PHOT: Photonics 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 68 / 70 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

Patent Analysis 
Patent statistics can be used as indicators of the technological and market relevance of EU‐based actors in 
the Innovation Fields. The trends in IPR securing activity is an indicator of investor interest. However, the 
use  of  patent  analysis,  although  interesting  to  understand  the  general  trend  within  an  Innovation  Field, 
should be seen as complementary to stakeholders’ interviews, surveys, workshops and desk analyses.   
In the following, the results of a KETs‐relevant patent scenario analysis are reported. Searches were carried 
out using the global patent database, Thomson Innovation15 , with the relation to KETs identified through 
specific query criteria related to the International Patent Classification (IPC4 strings).  

s
t
n
e
t
a
P
°
N

800

700

600

500

400

300

200

100

0

2011

2012
Trend of patents applications (2011‐2015)

2014

2015

DE
5%

EP
6%

KR
7%

WO
9%

US
21%

CN
28%

JP
24%

Patents Publication Country16 

226

1852

96

25

107

56

IB

MNE

AMS

AM PHOT

1
NANO

123
118
G01S H01Q G08G

70

B60R

57

B60W

Relation between patents and KETs

International Patent Classification17 

15 http://info.thomsoninnovation.com/ 
16 CN: China, JP: Japan, US: United States, WO: Worldwide patent, KR: South Korea, EP: European patent, DE: Germany 
17  G01S:  RADIO  DIRECTION-FINDING;  RADIO  NAVIGATION;  DETERMINING  DISTANCE  OR  VELOCITY  BY  USE  OF 
RADIO  WAVES;  LOCATING  OR  PRESENCE-DETECTING  BY  USE  OF  THE  REFLECTION  OR  RERADIATION  OF 
RADIO  WAVES;  ANALOGOUS  ARRANGEMENTS  USING  OTHER  WAVES,  H01Q:  AERIALS,  G08G:  TRAFFIC 
CONTROL  SYSTEMS,  B60R:  VEHICLES,  VEHICLE  FITTINGS,  OR  VEHICLE  PARTS,  NOT  OTHERWISE  PROVIDED, 
B60W: CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL 

ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 69 / 70 

 
 
 
                                                            
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE 
SYSTEMS 

Last 
revision: 
13/1/2017

256

194

171

171

87

84

62

56

55

Top Worldwide Patents’ Applicants

SYSTEMS  SPECIALLY  ADAPTED  FOR  HYBRID  VEHICLES;  ROAD  VEHICLE  DRIVE  CONTROL  SYSTEMS  FOR 
PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT 
ANNEX H – COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE SYSTEMS 

Page H 70 / 70 

 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                     
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

ANNEX I: IPC4 Definitions1 

IPC4 

Description 

A ‐ HUMAN NECESSITIES 
A01B 

SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF 
AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL (making or covering furrows or 
holes for sowing, planting or manuring A01C0005000000; machines for harvesting root crops 
A01D; mowers convertible to soil working apparatus or capable of soil working 
A01D0042040000; mowers combined with soil working implements A01D0043120000; soil 
working for engineering purposes E01, E02, E21) 
PLANTING; SOWING; FERTILISING (combined with general working of soil A01B0049040000; 
parts, details or accessories of agricultural machines or implements, in general 
A01B0051000000‐A01B0075000000) 
HARVESTING; MOWING 
THRESHING (combines A01D0041000000); BALING OF STRAW, HAY OR THE LIKE; STATIONARY 
APPARATUS OR HAND TOOLS FOR FORMING OR BINDING STRAW, HAY OR THE LIKE INTO 
BUNDLES; CUTTING OF STRAW, HAY OR THE LIKE; STORING AGRICULTURAL OR 
HORTICULTURAL PRODUCE (arrangements for making or setting stacks in connection with 
harvesting A01D0085000000) 
HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS, OR 
SEAWEED; FORESTRY; WATERING (picking of fruits, vegetables, hops, or the like 
A01D0046000000; plant reproduction by tissue culture techniques A01H0004000000; devices 
for topping or skinning onions or flower bulbs A23N0015080000; propagating unicellular algae 
C12N0001120000; plant cell culture C12N0005000000) 
NEW PLANTS OR PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE 
CULTURE TECHNIQUES 
MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS (preservation, pasteurisation, sterilisation of milk 
products A23; for chemical matters, see subclass A23C) 
ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING 
ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS 
SHOEING OF ANIMALS 
CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS (appliances for catching swarms or drone‐
catching A01K0057000000; fishing A01K0069000000‐A01K0097000000; Â biocides, pest 
repellants or attractants A01N); APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS 
OR NOXIOUS PLANTS 
PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF 
(preservation of food or foodstuff A23); BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR 
AS HERBICIDES (preparations for medical, dental or toilet purposes which kill or prevent the 
growth or proliferation of unwanted organisms A61K); PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; 
PLANT GROWTH REGULATORS (mixtures of pesticides with fertilisers C05G) 
BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY 
OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS 
BAKERS' OVENS; MACHINES OR EQUIPMENT FOR BAKING (domestic baking equipment 
A47J0037000000; combustion apparatus F23; domestic stoves or ranges being wholly or 
partly ovens F24B, F24C) 

A01C 

A01D 
A01F 

A01G 

A01H 

A01J 

A01K 

A01L 
A01M 

A01N 

A01P 

A21B 

1 http://www.wipo.int/classifications/ipc/en/ 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 1 / 44 

 
 
 
 
                                                      
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

MACHINES OR EQUIPMENT FOR MAKING OR PROCESSING DOUGHS; HANDLING BAKED 
ARTICLES MADE FROM DOUGH 
TREATMENT, e.g. PRESERVATION, OF FLOUR OR DOUGH FOR BAKING, e.g. BY ADDITION OF 
MATERIALS; BAKING; BAKERY PRODUCTS; PRESERVATION THEREOF 
SLAUGHTERING 
PROCESSING MEAT, POULTRY, OR FISH (preserving A23B; obtaining protein compositions for 
foodstuffs A23J0001000000; fish, meat or poultry preparations A23L; disintegrating, e.g. 
chopping meat, B02C0018000000; preparation of proteins C07K0001000000) 
PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; 
CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED 
PRODUCTS 
DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER, CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING 
THEREOF (obtaining protein compositions for foodstuffs A23J0001000000; preparation of 
peptides, e.g. of proteins, in general C07K0001000000) 
EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS (obtaining, refining, 
preserving C11B, C11C; hydrogenation C11C0003120000) 
COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA 
PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE‐CREAM; PREPARATION THEREOF 
PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING‐UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; 
PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS 
FEEDING‐STUFFS SPECIALLY ADAPTED FOR ANIMALS; METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR 
PRODUCTION THEREOF 
FOODS, FOODSTUFFS, OR NON‐ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES ; 
A21D;  OR A23B‐A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION 
OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT (shaping or working, not fully covered by this 
subclass, A23P); PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL (preservation of 
flour or dough for baking A21D) 
MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES, OR FLOWER 
BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; 
APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING‐STUFFS (machines for cutting straw or fodder 
A01F0029000000; disintegrating, e.g. shredding, B02C; severing, e.g. cutting, splitting, slicing, 
B26B, B26D) 
SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS 
(shaping substances in a plastic state in general B29C) 
MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; 
SNUFF 
MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; 
MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES 
SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES (lighters F23Q)
SHIRTS; UNDERWEAR; BABY LINEN; HANDKERCHIEFS
CORSETS; BRASSIÃˆRES 
OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES (eye or ear protectors A61F0009000000, 
A61F0011000000; sweating suits A61H0036000000) 
GARMENT FASTENINGS; SUSPENDERS
ARTIFICIAL FLOWERS; WIGS; MASKS; FEATHERS

IPC4 

A21C 

A21D 

A22B 
A22C 

A23B 

A23C 

A23D 

A23F 
A23G 

A23J 

A23K 

A23L 

A23N 

A23P 

A24B 

A24C 
A24D 

A24F 
A41B 
A41C 
A41D 

A41F 
A41G 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 2 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

APPLIANCES OR METHODS FOR MAKING CLOTHES, e.g. FOR DRESS‐MAKING, FOR TAILORING, 
NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (machines, appliances or methods for making particular 
articles of apparel, see the relevant groups for these articles in A41B‐A41F; cutting tools or 
machines in general B26; weaving, braiding, lace‐making, knitting, tufting, treating of textiles 
D03‐D06; sewing‐machines, sewing appliances, seam‐ripping devices D05B; cutting or 
otherwise severing textile materials D06H0007000000) 
HATS; HEAD COVERINGS (headbands, head‐scarves A41D0020000000, A41D0023000000)
MANUFACTURING OR TRIMMING HATS OR OTHER HEAD COVERINGS 
CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
FASTENINGS OR ATTACHMENTS FOR FOOTWEAR; LACES IN GENERAL
MACHINES, TOOLS, EQUIPMENT OR METHODS FOR MANUFACTURING OR REPAIRING 
FOOTWEAR (sewing D05B) 
BUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE (fastenings specially adapted for 
footwear A43C) 
JEWELLERY; BRACELETS; OTHER PERSONAL ADORNMENTS; COINS
WALKING STICKS (walking aids, e.g. sticks, for blind persons A61H0003060000); UMBRELLAS; 
LADIES' OR LIKE FANS (cane or umbrella stands or holders A47G0025120000) 
PURSES; LUGGAGE; HAND CARRIED BAGS
HAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; MANICURING OR OTHER COSMETIC TREATMENT 
(wigs, toupees, or the like A41G0003000000, A41G0005000000; hairdressers' chairs 
A47C0001040000; hair cutting appliances, razors B26B) 
TRAVELLING OR CAMP EQUIPMENT; SACKS OR PACKS CARRIED ON THE BODY 
BRUSHES (handles not integral with brushware B25G)
MANUFACTURE OF BRUSHES
TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE 
(jointing of furnitureF16B0012000000) 
CHAIRS (seats specially adapted for vehicles B60N0002000000); SOFAS; BEDS (upholstery in 
general B68G) 
FURNITURE SPECIALLY ADAPTED FOR CHILDREN (school benches or desks A47B0039000000, 
A47B0041000000) 
SPECIAL FURNITURE, FITTINGS, OR ACCESSORIES FOR SHOPS, STOREHOUSES, BARS, 
RESTAURANTS, OR THE LIKE; PAYING COUNTERS 
HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT (book‐ends A47B0065000000; knives B26B) 
FURNISHINGS FOR WINDOWS OR DOORS (concerned with the functioning of the door or 
window E05; roller blinds E06B; special arrangements or measures in connection with doors 
or windows, e.g. for ventilation or sealing, E06B0007000000) 
KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (connecting to water supply or waste 
pipe, sinks E03C; water‐closets E03D); TOILET ACCESSORIES (cosmetic equipment A45D) 
DOMESTIC WASHING OR CLEANING (brushes A46B; cleaning quantities of bottles or of other 
hollow articles of one kind B08B0009000000; laundry D06F); SUCTION CLEANERS IN GENERAL 
(cleaning in general B08) 
DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION (analysing biological material G01N, e.g. 
G01N0033480000) 
DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE (non‐driven 
toothbrushes A46B; preparations for dentistry A61K0006000000) 
VETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS

IPC4 

A41H 

A42B 
A42C 
A43B 
A43C 
A43D 

A44B 

A44C 
A45B 

A45C 
A45D 

A45F 
A46B 
A46D 
A47B 

A47C 

A47D 

A47F 

A47G 
A47H 

A47J 
A47K 

A47L 

A61B 

A61C 

A61D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 3 / 44 

 
 
 
IPC4 

A61F 

A61G 

A61H 

A61J 

A61K 

A61L 

A61M 

A61N 

A61P 
A61Q 
A62B 

Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, 
OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, E.G. STENTS; 
ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR 
PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST‐AID KITS 
(dental prosthetics A61C) 
TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR 
PATIENTS OR DISABLED PERSONS (appliances for aiding patients or disabled persons to walk 
A61H0003000000); OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL 
DEVICES (embalming corpses A01N0001000000) 
PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX 
POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL 
THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY (electrotherapy, 
magnetotherapy, radiation therapy, ultrasound therapy A61N) 
CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES 
OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO 
PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR 
MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE 
PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES (devices or methods specially 
adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms 
A61J0003000000; chemical aspects of, or use of materials for deodorisation of air, for 
disinfection or sterilisation, or for bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles 
A61L) 
METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; 
DISINFECTION, STERILISATION, OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF 
BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS, OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR 
BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS, OR SURGICAL ARTICLES (preservation of bodies or 
disinfecting characterised by the agent employed A01N; preserving, e.g. sterilising, food or 
foodstuffs A23; preparations for medical, dental or toilet purposes A61K) 
DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY (introducing media into or 
onto the bodies of animals A61D0007000000; means for inserting tampons A61F0013260000; 
devices for administering food or medicines orally A61J; containers for collecting, storing or 
administering blood or medical fluids A61J0001050000); DEVICES FOR TRANSDUCING BODY 
MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY (surgery A61B; chemical aspects of surgical 
articles A61L; magnetotherapy using magnetic elements placed within the body 
A61N0002100000); DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR 
ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY 
(measurement of bioelectric currents A61B; surgical instruments, devices or methods for 
transferring non‐mechanical forms of energy to or from the body A61B0018000000; 
anaesthetic apparatus in general A61M; incandescent lamps H01K; infra‐red radiators for 
heating H05B) 
SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILET PREPARATIONS
DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE‐SAVING (valves specially adapted for medical 
use A61M0039000000; composition of chemical substances used in respirators, gas‐masks, 
breathing apparatus or the like A62D; rescuing from mountains or trees A63B0027000000, 
A63B0029000000; life‐saving devices, apparatus or methods specially adapted for use in 
water B63C0009000000; divers' equipment B63C0011000000; specially adapted for use with 
aircraft, e.g. parachutes or ejector seats, B64D; rescue devices peculiar to mining 
E21F0011000000) 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 4 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

FIRE‐FIGHTING (fire‐extinguishing compositions, use of chemical substances in extinguishing 
fires A62D0001000000; spraying, applying liquids or other fluent materials to surfaces in 
general B05; fire‐fighting aircraft B64D0001160000; alarm arrangements G08B, e.g. fire alarms 
actuated by smoke or gases G08B0017100000) 
CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES; PROCESSES FOR MAKING HARMFUL CHEMICAL 
SUBSTANCES HARMLESS, OR LESS HARMFUL, BY EFFECTING A CHEMICAL CHANGE; 
COMPOSITION OF MATERIALS FOR COVERINGS OR CLOTHING FOR PROTECTING AGAINST 
HARMFUL CHEMICAL AGENTS; COMPOSITION OF MATERIALS FOR TRANSPARENT PARTS OF 
GAS‐MASKS, RESPIRATORS, BREATHING BAGS OR HELMETS; COMPOSITION OF CHEMICAL 
MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS 
APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; 
BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT (apparatus for passive exercising, massage A61H) 
SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE (water 
skisÂ B63B0035810000) 
BOWLING GAMES, e.g. SKITTLES, BOCCE OR BOWLS; INSTALLATIONS THEREFOR; BAGATELLE 
OR SIMILAR GAMES; BILLIARDS (balls A63B0037000000) 
CARD, BOARD OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING 
BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
MERRY‐GO‐ROUNDS; SWINGS; ROCKING‐HORSES (swings or rockinghorses as nursery 
furniture A47D0013100000); CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC 
AMUSEMENT 
TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS, BUILDING BLOCKS
DEVICES FOR THEATRES, CIRCUSES, OR THE LIKE; CONJURING APPLIANCES OR THE LIKE
RACING; RIDING SPORTS; EQUIPMENT OR ACCESSORIES THEREFOR (stop watches 
G04F0007060000; timing G07C0001220000; indicating arrangements for variable information 
by selection or combination of individual elements G09F0009000000) 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION

BOILING; BOILING APPARATUS
SEPARATION (separating solids from solids by wet methods B03B, B03D, by pneumatic jigs or 
tables B03B, by other dry methods B07; magnetic or electrostatic separation of solid materials 
from solid materials or fluids, separation by high‐voltage electric fields B03C; centrifuges 
B04B; presses per se for squeezing‐out liquid from liquid‐containing material 
B30B0009020000) 
MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING, DISPERSING (mixing paints B44D0003060000)
CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS, COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT 
APPARATUS (processes or apparatus for specific applications, see the relevant places for these 
processes or apparatus, e.g. F26B0003080000) 
CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE (apparatus for medical 
or pharmaceutical purposes A61; apparatus for industrial purposes or laboratory apparatus 
whose construction and performance are comparable to that of similar industrial apparatus, 
see the relevant classes for industrial apparatus, particularly subclasses of B01 and C12; 
separating or distilling apparatus B01D; mixing or stirring devices B01F; atomisers B05B; sieves 
B07B; corks, bungs B65D; handling liquids in general B67; vacuum pumps F04; siphons 
F04F0010000000; taps, stop‐cocks F16K; tubes, tube joints F16L; apparatus specially adapted 
for investigating or analysing materials G01, particularly G01N; electrical or optical apparatus, 
see the relevant classes in sections G and H); 
PREPARING GRAIN FOR MILLING; REFINING GRANULAR FRUIT TO COMMERCIAL PRODUCTS BY 

IPC4 

A62C 

A62D 

A63B 

A63C 

A63D 

A63F 

A63G 

A63H 
A63J 
A63K 

B01F 
B01J 

B01L 

B02B 

A99Z 
B ‐  PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
B01B 
B01D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 5 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B02C 

B03B 

B03C 

B03D 

B04B 
B04C 

B05B 

B05C 

B05D 

B06B 

B07B 

WORKING THE SURFACE (making dough from cereals directly A21C; preservation or 
sterilisation of cereals A23B; cleaning fruit A23N; preparation of malt C12C) 
CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN (obtaining 
metallic powder by crushing, grinding or milling B22F0009040000) 
SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS 
(removing fluids from solids B01D; magnetic or electrostatic separation of solid materials from 
solid materials or fluids, separation by high voltage electric fields B03C; flotation, differential 
sedimentation B03D; separating by dry methods B07; screening or sifting B07B; by picking 
B07C; separating peculiar to particular materials and provided for in other single classes, see 
the relevant classes); 
MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS 
OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH‐VOLTAGE ELECTRIC FIELDS (filters making use of electricity 
or magnetism B01D0035060000; separating isotopes B01D0059000000; combinations of 
magnetic or electrostatic separation with separation of solids by other means B03B, B07B; 
separating sheets from piles B65H0003000000; magnets or magnet coils per seH01F) 
FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION (in combination with other separation of solids 
B03B; sink‐float separation B03B0005280000) 
CENTRIFUGES (high‐speed drum mills B02C0019110000)
APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES (exhaust or silencing apparatus for 
machines or engines having means for removing solid constituents of exhaust, using inertial or 
centrifugal separators F01N0003037000; cyclonic type combustion apparatus F23) 
SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES (spray‐mixers with nozzles 
B01F0005200000; processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces by 
spraying B05D) 
APPARATUS FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN 
GENERAL (spraying apparatus, atomising apparatus, nozzles B05B; plant for applying liquids or 
other fluent materials to objects by electrostatic spraying B05B0005080000) 
PROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL 
(conveying articles or workpieces through baths of liquid B65G, e.g. B65G0049020000) 
GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL (for particular 
physical or chemical processes, see the relevant subclasses, e.g. B07B0001400000, 
B22C0019060000, B23Q0017120000, B24B0031060000, E01C0019220000; measurement of 
mechanical vibrations, including the combination of generation and measurement, G01H; 
systems using reflection or reradiation of acoustic waves G01S0015000000; generating 
seismic energy for prospecting G01V0001020000; control of mechanical vibrations 
G05D0019000000; methods or devices for transmitting, conducting or directing sound, in 
general G10K0011000000; synthesis of acoustic waves G10K0015020000; piezo‐electric, 
electrostrictive or magnetostrictive elements H01L0041000000; motors with vibrating 
magnet, armature or coil H02K0033000000; motors using piezo‐electric effect, electrostriction 
or magnetostriction H02N0002000000; generation of electrical oscillations H03B; 
electromechanical resonators as resonant circuit elements H03H; loudspeakers, microphones, 
gramophone pick‐ups or like acoustic electromechanical transducers H04R) 
SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, OR SIFTING OR BY USING GAS 
CURRENTS; OTHER SEPARATING BY DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. 
LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL (wet separating processes, sorting 
by processes using fluent material in the same way as liquid B03; combinations of dry 
separating apparatus with wet separating apparatus B03B; using liquids B03B, B03D; sorting 
by magnetic or electrostatic separation of solid materials from solid materials or fluids, 
separation by high voltage electric fields B03C; centrifuges or vortex apparatus for carrying 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 6 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

out physical processes B04; hand sorting, postal sorting, sorting by switching or other devices 
actuated in response to detection or measurement of some feature of articles or samples of 
material B07C) 
POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED 
PIECE‐MEAL, e.g. BY PICKING (specially adapted for a specific purpose covered by another 
class, see the relevant place, e.g. A43D0033060000, B23Q0007120000) 
CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL (brushes A46; devices for 
domestic or like cleaning A47L; separation of particles from liquids or gases B01D; separation 
of solids B03, B07; spraying or applying liquids or other fluent materials to surfaces in general 
B05; cleaning devices for conveyors B65G0045100000; concurrent cleaning, filling and closing 
of bottles B67C0007000000; inhibiting corrosion or incrustation in general C23; cleaning 
streets, permanent ways, beaches or land E01H; parts, details or accessories of swimming or 
splash baths or pools, specially adapted for cleaning E04H0004160000; preventing or 
removing electrostatic charges H05F) 
DISPOSAL OF SOLID WASTE
RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL (gatherers for removing stones or the like from the 
soil A01B0043000000; sterilising soil by steam A01G0011000000; separation in general B01D; 
cleaning beaches E01H0012000000; removing undesirable matter, e.g. rubbish, from the land 
E01H0015000000) 
ROLLING OF METAL (auxiliary operations used in connection with metal‐working operations 
covered in B21, seeB21C; bending by rolling B21D; manufacture of particular objects, e.g. 
screws, wheels, rings, barrels, balls, by rolling B21H; pressure welding by means of a rolling 
mill B23K0020040000) 
MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI‐
MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN 
CONNECTION WITH METAL‐WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL 
WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT 
ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL (working or processing of wire B21F) 
WORKING OR PROCESSING OF METALÂ WIRE (rolling of metal B21B; by drawing, auxiliary 
operations used in connection with metal‐working without essentially removing material 
B21C; bundling articles B65B0013000000) 
MAKING NEEDLES, PINS OR NAILS OF METAL
MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, 
BALLS (essentially from sheet metal B21D) 
FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES (rolling of metal 
B21B; making particular products by forging or pressing B21K; cladding or plating B23K; 
finishing surfaces by hammering B23P0009040000; compacting surfaces by blasting with 
particulate material B24C0001100000; general features of presses, presses for consolidating 
scrap B30B; furnaces in general F27) 
MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE‐SHOES, RIVETS, BOLTS OR 
WHEELS (making particular articles by working sheet metal without essentially removing 
material B21D; processing wire B21F; making pins, needles or nails B21G; making particular 
articles by rolling B21H; forging machines, pressing machines, hammering machines, in 
general B21J; making chains B21L; plating B23K) 
MAKING METAL CHAINS (making chains or chain links by casting B22D0025020000; chains in 
general F16G) 
FOUNDRY MOULDING (moulding refractory materials in general B28B) 
CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES 
(shaping of plastics or substances in a plastic state B29C; metallurgical processing, selection of 

B07C 

B08B 

B09B 
B09C 

B21B 

B21C 

B21D 

B21F 

B21G 
B21H 

B21J 

B21K 

B21L 

B22C 
B22D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 7 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B22F 

B23B 

B23C 

B23D 

B23F 

B23G 

B23H 

B23K 

B23P 

B23Q 

B24B 

B24C 
B24D 

substances to be added to metal C21, C22)
WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; 
MAKING METALLIC POWDER (making alloys by powder metallurgy C22C); APPARATUS OR 
DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER 
TURNING; BORING (using an electrode which takes the place of a tool B23H, e.g. making holes 
B23H0009140000; working by laser beam B23K0026000000; arrangements for copying or 
controlling B23Q) 
MILLING (broaching B23D; broach‐milling in making gears B23F; arrangements for copying or 
controlling B23Q) 
PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS 
FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (making 
toothed gears or the like B23F; cutting metal by applying heat locally B23K; arrangements for 
copying or controlling B23Q) 
MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS (by stamping B21D; by rolling B21H; by forging or 
pressing B21K; by casting B22; arrangements for copying or controlling B23Q; machines or 
devices for grinding or polishing, in general B24B) 
THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS OR NUTS, IN CONJUNCTION 
THEREWITH (thread‐forming by corrugating tubes B21D0015040000, by rolling 
B21H0003020000, by forging, pressing or hammering B21K0001560000; making helical 
grooves by turning B23B0005480000, by milling B23C0003320000, by grinding 
B24B0019020000; arrangements for copying or controlling B23Q) 
WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON 
A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING 
COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL (processes for the electrolytic or 
electrophoretic production of coatings, electroforming, or apparatus therefor C25D; processes 
for the electrolytic removal of material from objects C25F; manufacturing printed circuits 
using precipitation techniques to apply the conductive material to form the desired 
conductive pattern H05K0003180000) 
SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR 
WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER 
BEAM (making metal‐coated products by extruding metal B21C0023220000; building up 
linings or coverings by casting B22D0019080000; casting by dipping B22D0023040000; 
manufacture of composite layers by sintering metal powder B22F0007000000; arrangements 
on machine tools for copying or controlling B23Q; covering metals or covering materials with 
metals, not otherwise provided for C23C; burners F23D) 
OTHER WORKING OF METAL; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS 
(arrangements for copying or controlling B23Q) 
DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR 
COPYING OR CONTROLLING (tools of the kind used in lathes or boring machines 
B23B0027000000); MACHINE TOOLS IN GENERAL, CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF 
PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL‐
WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT 
MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING (by electro‐erosion B23H; 
abrasive or related blasting B24C; Â electrolytic etching or polishing C25F0003000000); 
DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, 
OR LAPPING AGENTS 
ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING (abrading‐bodies specially designed for 
tumbling apparatus, e.g. abrading‐balls B24B0031140000; honing toolsÂ B24B0033080000; 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 8 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B25B 

B25C 

B25D 
B25F 

B25G 

B25H 
B25J 

B26B 

B26D 

B26F 

B27B 

B27C 

B27D 

lapping tools B24B0037110000)
TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, 
DISENGAGING, OR HOLDING 
HAND‐HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY‐OPERATED PORTABLE STAPLING 
TOOLS (manufacturing footwear A43D) 
PERCUSSIVE TOOLS 
COMBINATION OR MULTI‐PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR 
COMPONENTS OF PORTABLE POWER‐DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE 
OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
HANDLES FOR HAND IMPLEMENTS (attaching the blades or the like to handles of hand tools 
for soil working A01B0001220000; handles of hand implements for harvesting 
A01D0001140000; handles integral with brushware A46B) 
WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING‐OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES (robotic devices for 
individually picking fruits, vegetables, hops or the like A01D0046300000; needle manipulators 
for surgery A61B0017062000; manipulators associated with rolling mills B21B0039200000; 
manipulators associated with forging machines B21J0013100000; means for holding wheels or 
parts thereof B60B0030000000; cranes B66C; arrangements for handling fuel or other 
materials which are used within nuclear reactors G21C0019000000; structural combination of 
manipulators with cells or rooms shielded against radiation G21F0007060000) 
HAND‐HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (for harvesting A01D; for 
horticulture, for forestry A01G; for butchering or meat treatment A22; for manufacturing or 
repairing footwear A43D; nail clippers or cutters A45D0029020000; kitchen equipment A47J; 
for surgical purposes A61B0017000000; for metal B23D; cutting by abrasive fluid jets 
B24C0005020000; plier‐like tools with cutting edges B25B0007220000; pincers 
B25C0011020000; handles for hand implements, in general B25G; guillotine‐type cutters 
B26D; for erasing B43L0019000000; for textile materials D06H) 
CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FORÂ PERFORATING, PUNCHING, CUTTING‐
OUT,Â STAMPING‐OUT OR SEVERING (disintegrating by knives or other cutting or tearing 
members which chop material into fragments B02C0018000000; cutting by abrasive fluid jets 
B24C0005020000; hand‐held cutting tools B26B) 
PERFORATING; PUNCHING; CUTTING‐OUT; STAMPING‐OUT; SEVERING BY MEANS OTHER 
THAN CUTTING (marking‐out, perforating or making buttonholes A41H0025000000; 
manufacturing footwear A43D; surgery A61B; punching metal B21D; drilling metal B23B; 
cutting of metal by applying heat locally, e.g. flame cutting, B23K; cutting by abrasive fluid jets 
B24C0005020000; details common to machines for severing B26D; drilling wood B27C; drilling 
stone B28D; working of plastics or substances in a plastic state B29; making boxes, cartons, 
envelopes or bags, of paper or similarly worked materials, e.g. metal foil, B31B; of glass C03B; 
of leather C14B; of textile materials D06H; for light guides G02B0006250000; of tickets G07B) 
SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR (saws 
specially adapted for pruning or debranching A01G0003080000; sawing apparatus specially 
adapted for felling trees A01G0023091000; features not restricted to a particular type of 
wood saw B23D, e.g. attaching saw blades B23D0051000000; machine tool frames, beds, 
pillars or like members, in general B23Q0001010000) 
PLANING, DRILLING, MILLING, TURNING OR UNIVERSAL MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR 
MATERIALÂ  (machine tools in general B23; working wood using abrasive, e.g. sanding, devices 
B24; tools for these purposes B27G) 
WORKING VENEER OR PLYWOOD (applying liquids or other fluent materials to surfaces in 
general B05; grinding, sanding, or polishing of wood B24; applying adhesives or glue to 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 9 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B27F 

B27G 

B27H 

B27J 
B27K 

B27L 

B27M 

B27N 

B28B 

B28C 

B28D 

B29B 

B29C 

B29D 

B29K 

surfaces of wood B27G0011000000; manufacture of veneer B27L0005000000) 
DOVETAILED WORK; TENONS; SLOTTING MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; 
NAILING OR STAPLING MACHINES (hand‐held nailing or stapling tools B25C; manufacture of 
cases, trunks or boxes from wood B27M0003340000; connections for building structures in 
general, e.g. dowels for use in building constructions E04B0001380000; jointing elements in 
general, e.g. dowels in general, F16B) 
ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS 
FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS (tools for grinding B24D; sawing tools 
B27B0033000000; tools for slotting or mortising machines B27F0005020000; tools for the 
manufacture of wood shavings, chips, powder or the like B27L0011000000); SAFETY DEVICES 
FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS 
BENDING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COOPERAGE; MAKING WHEELS FROM WOOD OR 
SIMILAR MATERIAL 
MECHANICAL WORKING OF CANE, CORK, OR SIMILAR MATERIALS
PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, 
DYEING OR BLEACHING OF WOOD, OR FORÂ TREATING OF WOODÂ WITH PERMEANT 
LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, 
CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS 
REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES (forestry A01G); SPLITTING WOOD; 
MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD 
POWDER 
WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES ; B27B‐B27L; MANUFACTURE OF 
SPECIFIC WOODEN ARTICLES 
MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING 
AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER 
LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL (containing cementitious material B28B; 
shaping of substances in a plastic state B29C; fibreboards made from fibrous suspensions 
D21J; drying F26B0017000000) 
SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS, SLAG OR MIXTURES CONTAINING 
CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER (foundry moulding B22C; working stone or stone‐like 
material B28D; shaping of substances in a plastic state, in general B29C; making layered 
products not composed wholly of these substances B32B; shaping in situ, see the relevant 
classes of section E); 
PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, 
e.g. PLASTER (preparing material for foundry moulds B22C0005000000) 
WORKING STONE OR STONE‐LIKE MATERIALS (machinery for, or methods of, mining or 
quarrying E21C) 
PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR 
PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL 
CONTAINING PLASTICS 
SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN 
GENERAL; AFTER‐TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING (working in the 
manner of metal B23; grinding, polishing B24; cutting B26D, B26F; making preforms 
B29B0011000000; Â making laminated products by combining previously unconnected layers 
which become one product whose layers will remain together B32B0037000000‐
B32B0041000000) 
PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC 
STATE (making granules B29B0009000000; making preforms B29B0011000000) 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C;  OR B29D, RELATING TO 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 10 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B29L 
B30B 

B31B 

B31C 
B31D 

B31F 

B32B 

B33Y 

B41B 

B41C 

B41D 

B41F 
B41G 

B41J 

MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED 
PARTS, e.g. INSERTS 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
PRESSES IN GENERAL; PRESSES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (producing ultra‐high 
pressure or ultra‐high pressure and high temperature to effect modifications of a substance, 
e.g. for making artificial diamonds B01J0003000000) 
MAKING BOXES, CARTONS, ENVELOPES OR BAGSÂ OF PAPER OR CARDBOARDÂ  (incising, 
scoring, in general B26D0003080000; combined making and filling B65B) 
MAKING WOUND ARTICLES, e.g. WOUND TUBES, OF PAPER OR CARDBOARDÂ  
MAKING ARTICLES OF PAPER OR CARDBOARD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES  B31B; Â OR 
B31C; Â (manufacture by dry processes of articles made from particles or fibres consisting of 
wood or other lignocellulosic or like organic material B27N; making layered products not 
composed wholly of paper or cardboard B32B; making articles from cellulosic fibrous 
suspensions, e.g. wood pulp, D21J) 
MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER OR CARDBOARD (making layered 
products not composed wholly of paper or cardboard B32B) 
LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT‐UP OF STRATA OF FLAT OR NON‐FLAT, e.g. 
CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM 
ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE‐DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY 
ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D 
PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING 
MACHINES OR ACCESSORIES FOR MAKING, SETTING, OR DISTRIBUTING TYPE; TYPE; 
PHOTOGRAPHIC OR PHOTOELECTRONIC COMPOSING DEVICES (photographic devices in 
general G03) 
PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES 
(photomechanical processes for producing printing surfaces G03F; photoelectrical processes 
for producing printing surfaces G03G) 
APPARATUS FOR THE MECHANICAL REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES FOR STEREOTYPE 
PRINTING; SHAPING ELASTIC OR DEFORMABLE MATERIAL TO FORM PRINTING SURFACES 
(marking or engraving metal by the action of a high concentration of electric current 
B23H0009060000; type, machines, or accessories for making, setting, or distributing type 
B41B; processes for the manufacture or reproduction of printing surfaces B41C; machines or 
apparatus for engraving in general, or for embossing B44B0003000000, B44B0005000000; 
chemical etching of metal C23F0001000000; electrolytic etching C25F0003000000; 
photomechanical reproduction G03F) 
PRINTING MACHINES OR PRESSES (manifolding devices or office printing machines B41L)
APPARATUS FOR BRONZE PRINTING, LINE PRINTING, OR FOR BORDERING OR EDGING SHEETS 
OR LIKE ARTICLES; AUXILIARY APPARATUS FOR PERFORATING IN CONJUNCTION WITH 
PRINTING (perforating in general B26D; production of decorations B44C; perforating in 
conjunction with sheet or web delivery B65H0035000000; folding or unfolding thin material, 
e.g. sheets, webs, B65H0045000000, B65H0047000000) 
TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE 
THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS (composing B41B; printing 
on special surfaces B41F; laundry marking B41K; erasers, rubbers or erasing devices 
B43L0019000000; fluid media for correction of typographical errors by coating 
C09D0010000000; recording the results of measuring G01; recognition or presentation of 
data, marking record carriers in digital fashion, e.g. by punching, G06K; franking or ticket‐
printing and issuing apparatus G07B; electric keyboard switches, in general H01H0013700000, 
H03K0017940000; coding in connection with keyboards or like devices, in general 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 11 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

H03M0011000000; receivers or transmitters for transmission of digital information H04L; 
transmission or reproduction of documents, or the like, e.g. facsimile transmission, 
H04N0001000000; printing mechanisms specially adapted for apparatus, e.g. cash registers, 
weighing machines, producing records of their own performance, see the relevant subclasses); 
STAMPS; STAMPING OR NUMBERING APPARATUS OR DEVICES (marking meat 
A22C0017100000; embossing combined with printing B41F0019000000; selective printing 
mechanisms B41J; embossing decorations or marks B44B0005000000; marking or coding 
completed packages B65B0061260000; ticket printing and issuing, fare registering, non‐
printing aspects of franking apparatus G07B) 
APPARATUS OR DEVICES FOR MANIFOLDING, DUPLICATING, OR PRINTING FOR OFFICE OR 
OTHER COMMERCIAL PURPOSES; ADDRESSING MACHINES OR LIKE SERIES‐PRINTING 
MACHINES (printing presses or machines for industrial purposes B41F; stamps, stamping or 
numbering devices B41K) 
PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING (correction 
of typographical errors B41J; processes for applying transfer pictures or the like 
B44C0001160000; fluid media for correction of typographical errors by coating 
C09D0010000000; printing textiles D06P) 
PRINTING PLATES OR FOILS (photosensitive materials G03); MATERIALS FOR SURFACES USED 
IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH 
SURFACES FOR USE OR CONSERVING THEM 
PERMANENTLY ATTACHING TOGETHER SHEETS, QUIRES, OR SIGNATURES, OR PERMANENTLY 
ATTACHING OBJECTS THERETO (nailing or stapling in general B25C, B27F; machines for both 
collating or gathering and permanently attaching together sheets or signatures 
B42C0001120000; temporarily attaching sheets together B42F) 
BOOKBINDING (cutting or perforating machines, devices, or tools B26; folding sheets or webs 
B31F; ornamenting books B44) 
BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION 
OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; 
MOVABLE‐STRIP WRITING OR READING APPARATUS 
SHEETS TEMPORARILY ATTACHED TOGETHER; FILING APPLIANCES; FILE CARDS; INDEXING 
(reading desks A47B0019000000; book rests A47B0023000000) 
IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING (containers, casings or accessories for cosmetic 
substances, e.g. shaving soap, lipstick, make‐up, A45D0034000000, A45D0040000000) 
ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING 
(workshop equipment for marking‐out work B25H0007000000; teaching hand‐writing or 
drawing G09B0011000000) 
BUREAU ACCESSORIES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (stapling devices B25C, B27F; devices 
for temporarily attaching sheets together B42F; adhesive tape dispensers B65H0035070000) 
MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, 
GUILLOCHING, CARVING, BRANDING OR INLAYING (ornamenting leather C14B) 
PRODUCING DECORATIVE EFFECTS (processes for applying liquids or other fluent materials to 
surfaces, in general B05D; shaping of plastics or substances in a plastic state B29C; printing 
processes to produce transfer pictures B41M0003120000; thermographic duplication or 
marking methods B41M0005000000); MOSAICS; TARSIA WORK (imitation of mosaic or tarsia‐
work patterns B44F0011040000); PAPERHANGING 
PAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; 
SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES (surface 
treatment in general, see the relevant places, e.g. applying liquids or other fluent materials 

B41K 

B41L 

B41M 

B41N 

B42B 

B42C 

B42D 

B42F 

B43K 

B43L 

B43M 

B44B 

B44C 

B44D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 12 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B44F 
B60B 

B60C 

B60D 
B60F 

B60G 

B60H 

B60J 

B60K 

B60L 

B60M 

B60N 

B60P 

B60Q 

B05) 
SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
VEHICLE WHEELS (making wheels or wheel parts by rolling B21H0001000000, by forging, 
hammering or pressing B21K0001280000); CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; 
INCREASING WHEEL ADHESION 
VEHICLE TYRES (manufacture, repairing B29); TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; 
CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR 
ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES (testing of tyres G01M0017020000) 
VEHICLE CONNECTIONS (components of brake systems B60T0017040000) 
VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; VEHICLES CAPABLE OF TRAVELLING IN OR 
ON DIFFERENT MEDIA, e.g. AMPHIBIOUSÂ VEHICLES (air‐cushion vehicles B60V) 
VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS (air‐cushion vehicles B60V; connections between 
vehicle bodies and vehicle frames B62D0024000000) 
ARRANGEMENTS OR ADAPTATIONS OF HEATING, COOLING, VENTILATING, OR OTHER AIR‐
TREATING DEVICES SPECIALLY FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES 
WINDOWS, WINDSCREENS, NON‐FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; 
REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES 
(fastening, suspending, closing, or opening of such devices E05) 
ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; 
ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME‐MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY 
DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS 
IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION 
UNITS IN VEHICLES 
PROPULSION OF ELECTRICALLY‐PROPELLED VEHICLES (arrangements or mounting of electrical 
propulsion units or of plural diverse prime‐movers for mutual or common propulsion in 
vehicles B60K0001000000, B60K0006200000; arrangements or mounting of electrical gearing 
in vehicles B60K0017120000, B60K0017140000; preventing wheel slip by reducing power in 
rail vehicles B61C0015080000; dynamo‐electric machines H02K; control or regulation of 
electric motors H02P); SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF 
ELECTRICALLY‐PROPELLED VEHICLES (electric coupling devices combined with mechanical 
couplings of vehicles B60D0001640000; electric heating for vehicles B60H0001000000); 
ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL (control or regulation of 
electric motors H02P); MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING 
OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY‐PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES 
FOR ELECTRICALLY‐PROPELLED VEHICLES 
POWER SUPPLY LINES, OR DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY‐PROPELLED VEHICLES 
(control of points or safety arrangements along railway lines B61L; construction of rails or 
points in general E01B) 
VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (furniture 
construction A47) 
VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO 
COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS (vehicles with special provisions for transporting 
patients or disabled persons, or their personal conveyances A61G0003000000) 
ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING 
THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL (arrangement of signalling or 
lighting devices, the mounting or supporting thereof, for rail vehicles B61D, for cycles B62J, for 
ships B63B, for aircraft B64D; lighting in general, lighting devices per seF21, H05B; signalling in 
general G08; electric switches per seH01H) 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 13 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (fire 
prevention, containment or extinguishing specially adapted for vehicles A62C0003070000) 
SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, 
NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS 
THEREOF, IN GENERAL (control of electrodynamic brake systemsB60L0007000000; conjoint 
control of brakes and other drive units of vehicles B60W); ARRANGEMENT OF BRAKING 
ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED 
MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES 
AIR‐CUSHION VEHICLES 
CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB‐UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; 
CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE 
CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB‐
UNIT 
RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (lifts or hoists, 
elevators, escalators, moving walkways B66B) 
LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS (vehicles in general B60; frames or bogies B61F; special 
railroad equipment for locomotives B61J, B61K) 
BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES (vehicles in general B60; adaptation of 
vehicles to special systems B61B; underframes B61F) 
RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL 
AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF 
RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES 
(for vehicles in general B60; axles or wheels B60B; vehicle tyres B60C) 
COUPLINGS SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAY VEHICLES; DRAUGHT OR BUFFING APPLIANCES 
SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAY VEHICLES 
BRAKES OR OTHER RETARDING APPARATUS PECULIAR TO RAIL VEHICLES; ARRANGEMENTS OR 
DISPOSITIONS OF BRAKES OR OTHER RETARDING APPARATUS IN RAIL VEHICLES 
(electrodynamic braking of vehicles B60L, in general H02K; arrangements in rail vehicles for 
adjusting wheel‐braking force to meet varying vehicular or permanent‐way conditions 
B60T0008000000; transmitting braking action from initiating means to ultimate brake 
actuator with power assistance or drive, brake systems incorporating such transmitting 
means, e.g. air‐pressure brake systems, B60T0013000000; construction, arrangement or 
operation of valves incorporated in power brake systems B60T0015000000; component parts, 
details or accessories of brake systems B60T0017000000; brakes in general F16D) 
SHIFTING OR SHUNTING OF RAIL VEHICLES (shifting vehicles in general B60S; marshalling 
systems B61B) 
OTHER AUXILIARY EQUIPMENT FOR RAILWAYS (energy‐storing brakes B61H; protection of 
permanent way against weather influences E01B; rail cleaning, snow ploughs E01H) 
GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC (brakes or auxiliary 
equipment B61H, B61K; point or crossing construction E01B) 
HAND‐PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES (characterised 
by animal propulsion B62C; propulsion of sledges by driver or engine B62M) 
VEHICLES DRAWN BY ANIMALS
MOTOR VEHICLES; TRAILERS (steering, or guiding on a desired track, of agricultural machines 
or implements A01B0069000000; wheels, castors, axles, increasing wheel adhesion B60B; 
vehicle tyres, tyre inflation or tyre changing B60C; connections between vehicles of a train or 
the like B60D; vehicles for use on rail and road, amphibious or convertible vehicles B60F; 
suspension arrangements B60G; heating, cooling, ventilating or other air treating devices 

IPC4 

B60R 

B60S 

B60T 

B60V 
B60W 

B61B 

B61C 

B61D 

B61F 

B61G 

B61H 

B61J 

B61K 

B61L 

B62B 

B62C 
B62D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 14 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B60H; windows, windscreens, non‐fixed roofs, doors or similar devices, protective coverings 
for vehicles not in use B60J; propulsion plant arrangements, auxiliary drives, transmissions, 
controls, instrumentation or dashboards B60K; electric equipment or propulsion of 
electrically‐propelled vehicles B60L; power supply for electrically‐propelled vehicles B60M; 
passenger accommodation not otherwise provided for B60N; adaptations for load 
transportation or to carry special loads or objects B60P; arrangement of signalling or lighting 
devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor, for vehicles in general B60Q; 
vehicles, vehicle fittings or vehicle parts, not otherwise provided for B60R; servicing, cleaning, 
repairing, supporting, lifting, or manoeuvring, not otherwise provided for B60S; brake 
arrangements, brake control systems or parts thereof B60T; air‐cushion vehicles B60V; 
motorcycles, accessories therefor B62J, B62K; testing of vehicles G01M) 
CYCLE STANDS; SUPPORTS OR HOLDERS FOR PARKING OR STORING CYCLES; APPLIANCES 
PREVENTING OR INDICATING UNAUTHORISED USE OR THEFT OF CYCLES; LOCKS INTEGRAL 
WITH CYCLES; DEVICES FOR LEARNING TO RIDE CYCLES 
CYCLE SADDLES OR SEATS; ACCESSORIES PECULIAR TO CYCLES AND NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERSÂ OR CYCLE PROTECTORS (registration plates 
B60R0013100000; cyclometers, i.e. wheel‐revolution counters, G01C0022000000) 
CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER‐OPERATED TERMINAL CONTROLS 
SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDECARS, FORECARS, OR 
THE LIKE 
BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES 
OR CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES (arrangements or 
mounting of transmissions in vehicles in general B60K; transmission elements per seF16) 
SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING (arrangements of vessel 
ventilation, heating, cooling, or air‐conditioning B63J0002000000; floating substructures as 
supports of dredgers or soil‐shifting machines E02F0009060000) 
LAUNCHING, HAULING‐OUT, OR DRY‐DOCKING OF VESSELS; LIFE‐SAVING IN WATER; 
EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR 
SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS (floating nets, floating slipways, or the like for 
recovering aircraft from the water B63B0035520000) 
OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE‐LAYING; MINE‐SWEEPING; 
SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS (means of attack or defence in general, e.g. turrets, F41H) 
MARINE PROPULSION OR STEERING (propulsion of air‐cushion vehicles B60V0001140000; 
peculiar to submarines, other than nuclear propulsion, B63G; peculiar to torpedoes 
F42B0019000000) 
AUXILIARIES ON VESSELS 
LIGHTER‐THAN‐AIR AIRCRAFT (ground installations for aircraft in general B64F) 
AEROPLANES; HELICOPTERS (air‐cushion vehicles B60V)
EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLYING SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS 
OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT 
GROUND OR AIRCRAFT‐CARRIER‐DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN 
CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, 
MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR (apparatus for, or methods of, winning 
materials from extraterrestrial sources E21C0051000000) 
MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR 
MATERIALS; UNPACKING (bundling and pressing devices for cigars A24C0001440000; devices 

B62H 

B62J 

B62K 

B62L 
B62M 

B63B 

B63C 

B63G 

B63H 

B63J 
B64B 
B64C 
B64D 

B64F 

B64G 

B65B 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 15 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

for tensioning and securing binders adapted to be supported by the article or articles to be 
bound B25B0025000000; applying closure members to bottles, jars or similar containers 
B67B0001000000‐B67B0006000000; concurrent cleaning, filling and closing of bottles 
B67C0007000000; emptying bottles, jars, cans, casks, barrels or similar containers 
B67C0009000000) 
LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES (nailing or stapling in 
general B25C, B27F; processes for applying decalcomanias B44C0001160000; applying labels 
for packaging purposes B65B; labels, name‐plates G09F) 
CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, 
BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING 
CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; 
PACKAGES 
GATHERING OR REMOVAL OF DOMESTIC OR LIKE REFUSE (disinfecting refuse A61L; refuse 
disintegrators B02C; sorting refuse B03B, B07B; handcarts for transporting refuse receptacles 
B62B; sack holders B65B0067000000; converting refuse into fertilisers C05F; converting refuse 
into solid fuels C10L; sewers, cesspools E03F; arrangements in buildings for the disposal of 
refuse E04F0017100000; refuse‐consuming furnaces F23G) 
TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP 
CONVEYOR SYSTEMSÂ ORÂ PNEUMATIC TUBE CONVEYORS (packaging B65B; handling thin or 
filamentary materials, e.g. paper sheets or thread,Â B65H; cranes B66C; portable or mobile 
lifting or hauling appliances, e.g. hoists, B66D; devices for lifting or lowering goods for loading 
or unloading purposes, e.g. fork‐lift trucks, B66F0009000000; emptying bottles, jars, cans, 
casks, barrels or similar containers, not otherwise provided for, B67C0009000000; delivering 
or transferring liquids B67D; Â filling or discharging vessels for liquefied, solidified or 
compressed gases F17C; pipe‐line systems for fluids F17D) 
HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES 
ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS (life‐saving devices used as an alternative 
to normal egress means, e.g. stairs, during rescue to lower persons in cages, bags, or similar 
supports from buildings or other structuresÂ  A62B0001020000; Â equipment for handling 
freight or for facilitating passenger embarkation or the like to aircraft B64D0009000000; 
braking or detent devices characterised by their application to lifting or hoisting gear 
B66D0005000000) 
CRANES; LOAD‐ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR 
TACKLES (rope, cable, or chain winding mechanisms, braking or detent devices therefor B66D; 
specially adapted for nuclear reactors G21) 
CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS (winding or unwinding ropes or 
cables for feeding or storage purposes B65H; rope or cable‐winding or unwinding mechanisms 
for lifts B66B; hoisting devices specially adapted for suspended scaffolds E04G0003320000) 
HOISTING, LIFTING, HAULING, OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES 
WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD 
(mounting artificial islands on piles or like supports E02B0017000000; scaffolds combined with 
lifting devices E04G0001220000, E04G0003280000; lifting devices for sliding forms 
E04G0011240000; lifting of buildings E04G0023060000; shores or struts E04G0025000000; 
lifts or other hoisting devices on ladders E06C0007120000; props for mining 
E21D0015000000) 
APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES, JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING 
CLOSED CONTAINERS (opening or closing devices attached to, or incorporated in, containers 
or container closures B65D) 
FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, 

B65C 

B65D 

B65F 

B65G 

B65H 
B66B 

B66C 

B66D 

B66F 

B67B 

B67C 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 16 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B67D 

B68B 
B68C 
B68F 
B68G 

B81B 

B81C 

B82B 

B82Y 

C01C 

C01D 

BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS 
DISPENSING, DELIVERING, OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
(cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes B08B0009020000; emptying or filling of 
bottles, jars, cans, casks, barrels, or similar containers, not otherwise provided for B67C; water 
supply E03; pipe systems F17D; domestic hot‐water supply systems F24D; measuring volume, 
volume flow, mass flow or liquid level, metering by volume G01F; coin‐freed or like apparatus 
G07F) 
HARNESS; DEVICES USED IN CONNECTION THEREWITH; WHIPS OR THE LIKE 
SADDLES; STIRRUPS 
MAKING ARTICLES FROM LEATHER, CANVAS, OR THE LIKE
METHODS, EQUIPMENT, OR MACHINES FOR USE IN UPHOLSTERING; UPHOLSTERY NOT 
OTHERWISE PROVIDED FOR 
MICRO‐STRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICRO‐MECHANICAL DEVICES (piezo‐electric, 
electrostrictive or magnetostrictive elements per seH01L0041000000) 
PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF 
MICRO‐STRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS (making microcapsules or microballoons 
B01J0013020000; processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment 
of piezo‐electric, electrostrictive or magnetostrictive elements per seH01L0041220000) 
NANO‐STRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR 
LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR 
TREATMENT THEREOF 
SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANO‐STRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF 
NANO‐STRUCTURES; MANUFACTUREÂ  OR TREATMENT OF NANO‐STRUCTURES 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION

NON‐METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF (fermentation or enzyme‐using processes 
for the preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide 
C12P0003000000; Â production of non‐metallic elements or inorganic compounds by 
electrolysis or electrophoresis C25B) 
AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF (salts of oxyacids of halogens 
C01B0011000000; peroxides, salts of peroxyacids C01B0015000000; thiosulfates, dithionites, 
polythionates C01B0017640000; compounds containing selenium or tellurium 
C01B0019000000; azides C01B0021080000; metal amides C01B0021092000; nitrites 
C01B0021500000; phosphides C01B0025080000; salts of oxyacids of phosphorus 
C01B0025160000; compounds containing silicon C01B0033000000; compounds containing 
boron C01B0035000000; fermentation or enzyme‐using processes for the preparation of 
elements or inorganic compounds except carbon dioxide C12P0003000000; production of 
non‐metallic elements or inorganic compounds by electrolysis or electrophoresis C25B) 
COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, 
OR FRANCIUM (metal hydrides C01B0006000000; salts of oxyacids of halogens 
C01B0011000000; peroxides, salts of peroxyacids C01B0015000000; sulfides or polysulfides 
C01B0017220000; thiosulfates, dithionites, polythionates C01B0017640000; compounds 
containing selenium or tellurium C01B0019000000; binary compounds of nitrogen with metals 
C01B0021060000; azides C01B0021080000; metal amides C01B0021092000; nitrites 
C01B0021500000; phosphides C01B0025080000; salts of oxyacids of phosphorus 
C01B0025160000; carbides C01B0031300000; compounds containing silicon 
C01B0033000000; compounds containing boron C01B0035000000; cyanides 
C01C0003080000; salts of cyanic acid C01C0003140000; salts of cyanamide C01C0003160000; 

B99Z 
C ‐ CHEMISTRY; METALLURGY 
C01B 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 17 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

thiocyanates C01C0003200000; fermentation or enzyme‐using processes for the preparation 
of elements or inorganic compounds except carbon dioxide C12P0003000000; obtaining metal 
compounds from mixtures, e.g. ores, which are intermediate compounds in a metallurgical 
process for obtaining a free metalÂ C22B; production of non‐metallic elements or inorganic 
compounds by electrolysis or electrophoresis C25B) 
COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, 
STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE‐EARTH METALS (metal hydrides 
C01B0006000000; salts of oxyacids of halogens C01B0011000000; peroxides, salts of 
peroxyacids C01B0015000000; sulfides or polysulfides of magnesium, calcium, strontium, or 
barium C01B0017420000; thiosulfates, dithionites, polythionates C01B0017640000; 
compounds containing selenium or tellurium C01B0019000000; binary compounds of nitrogen 
with metals C01B0021060000; azides C01B0021080000; metal amides C01B0021092000; 
nitrites C01B0021500000; phosphides C01B0025080000; salts of oxyacids of phosphorus 
C01B0025160000; carbides C01B0031300000; compounds containing silicon 
C01B0033000000; compounds containing boron C01B0035000000; compounds having 
molecular sieve properties but not having base‐exchange properties C01B0037000000; 
compounds having molecular sieve and base‐exchange properties, e.g. crystalline zeolites, 
C01B0039000000; cyanides C01C0003080000; salts of cyanic acid C01C0003140000; salts of 
cyanamide C01C0003160000; thiocyanates C01C0003200000; fermentation or enzyme‐using 
processes for the preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide 
C12P0003000000; obtaining metal compounds from mixtures, e.g. ores, which are 
intermediate compounds in a metallurgical process for obtaining a free metalÂ C22B; 
production of non‐metallic elements or inorganic compounds by electrolysis or 
electrophoresis C25B) 
COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES  C01D;  OR C01F; (metal 
hydrides C01B0006000000; salts of oxyacids of halogens C01B0011000000; peroxides, salts of 
peroxyacids C01B0015000000; thiosulfates, dithionites, polythionates C01B0017640000; 
compounds containing selenium or tellurium C01B0019000000; binary compounds of nitrogen 
with metals C01B0021060000; azides C01B0021080000; metal amides C01B0021092000; 
nitrites C01B0021500000; phosphides C01B0025080000; salts of oxyacids of phosphorus 
C01B0025160000; carbides C01B0031300000; compounds containing silicon 
C01B0033000000; compounds containing boron C01B0035000000; compounds having 
molecular sieve properties but not having base‐exchange properties C01B0037000000; 
compounds having molecular sieve and base‐exchange properties, e.g. crystalline zeolites, 
C01B0039000000; cyanides C01C0003080000; salts of cyanic acid C01C0003140000; salts of 
cyanamide C01C0003160000; thiocyanates C01C0003200000; fermentation or enzyme‐using 
processes for the preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide 
C12P0003000000; obtaining metal compounds from mixtures, e.g. ores, which are 
intermediate compounds in a metallurgical process for obtaining a free metal C21B, C22B; 
production of non‐metallic elements or inorganic compounds by electrolysis or 
electrophoresis C25B) 
TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE (processes for making harmful 
chemical substances harmless, or less harmful, by effecting a chemical change in the 
substances A62D0003000000; separation, settling tanks or filter devicesÂ  B01D; special 
arrangements on waterborne vessels of installations for treating water, waste water or 
sewage, e.g. for producing fresh water, B63J; adding materials to water to prevent corrosion 
C23F; treating radioactively‐contaminated liquids G21F0009040000) 
MANUFACTURE OR SHAPING OF GLASS, OR OF MINERAL OR SLAG WOOL; SUPPLEMENTARY 
PROCESSES IN THE MANUFACTURE OR SHAPING OF GLASS, OR OF MINERAL OR SLAG WOOL 

C01F 

C01G 

C02F 

C03B 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 18 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

C03C 

C04B 

C05B 
C05C 
C05D 

C05F 

C05G 

C06B 

C06C 

C06D 

C06F 
C07B 

C07C 

C07D 
C07F 

C07G 

C07H 

C07J 
C07K 

(surface treatment C03C) 
CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES, OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE 
TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS FROM GLASS, 
MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS 
LIME; MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR 
LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS (devitrified glass‐ceramics 
C03C0010000000); REFRACTORIES (alloys based on refractory metals C22C); TREATMENT OF 
NATURAL STONE 
PHOSPHATIC FERTILISERS 
NITROGENOUS FERTILISERS
INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES ; C05B, C05C; FERTILISERS 
PRODUCING CARBON DIOXIDE 
ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES ; C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM 
WASTE OR REFUSE 
MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS ; 
C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC 
FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL‐CONDITIONERS, WETTING AGENTS (organic 
fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia, or the like C05F0011080000; organic 
fertilisers containing plant vitamins or hormones C05F0011100000); FERTILISERS 
CHARACTERISED BY THEIR FORM 
EXPLOSIVE OR THERMIC COMPOSITIONS (blasting F42D); MANUFACTURE THEREOF; USE OF 
SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES 
DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC 
COMPOSITIONS 
MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS‐ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF 
GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART) 
MATCHES; MANUFACTURE OF MATCHES
GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR (preparation of 
carboxylic acid esters by telomerisation C07C0067470000; processes for preparing 
macromolecular compounds, e.g. telomerisation C08F, C08G) 
ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS (macromolecular compounds C08; production of 
organic compounds by electrolysisÂ or electrophoresis C25B0003000000, C25B0007000000) 
HETEROCYCLIC COMPOUNDS (macromolecular compounds C08)
ACYCLIC, CARBOCYCLIC, OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER 
THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR 
TELLURIUM (metal‐containing porphyrins C07D0487220000; macromolecular compounds 
C08) 
COMPOUNDS OF UNKNOWN CONSTITUTION (sulfonated fats, oils or waxes of undetermined 
constution C07C0309620000) 
SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS (derivatives of 
aldonic or saccharic acids C07C, C07D; aldonic acids, saccharic acids C07C0059105000, 
C07C0059285000; cyanohydrins C07C0255160000; glycals C07D; compounds of unknown 
constitution C07G; polysaccharides, derivatives thereof C08B; DNA or RNA concerning genetic 
engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification 
C12N0015000000; sugar industry C13) 
STEROIDS (seco‐steroids C07C)
PEPTIDES (peptides containing ‐lactam rings C07D; cyclic dipeptides not having in their 
molecule any other peptide link than those which form their ring, e.g. piperazine‐2,5‐diones, 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 19 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

C08B 

C08C 
C08F 

C08G 

C08H 

C08J 

C08K 

C08L 

C09B 

C09C 

C09D 

C09F 
C09G 
C09H 
C09J 

C07D; ergot alkaloids of the cyclic peptide type C07D0519020000; genetic engineering 
processes for obtaining peptides C12N0015000000) 
POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF (polysaccharides containing less than six 
saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages C07H; fermentation or 
enzyme‐using processes C12P0019000000; production of cellulose D21) 
TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON‐TO‐
CARBON UNSATURATED BONDS (production of liquid hydrocarbon mixtures from lower 
carbon number hydrocarbons, e.g. by oligomerisation, C10G0050000000; fermentation or 
enzyme‐using processes to synthesise a desired chemical compound or composition or to 
separate optical isomers from a racemic mixture C12P; graft polymerisation of monomers 
containing carbon‐to‐carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous 
goods made from such materials D06M0014000000) 
MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY 
INVOLVING CARBON‐TO‐CARBON UNSATURATED BONDS (fermentation or enzyme‐using 
processes to synthesise a desired chemical compound or composition or to separate optical 
isomers from a racemic mixture C12P) 
DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS (polysaccharides C08B; natural 
rubber C08C; natural resins or their derivatives C09F; working up pitch, asphalt or bitumen 
C10C0003000000) 
WORKING‐UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER‐TREATMENT NOT COVERED 
BY SUBCLASSES  C08B, C08C, C08F, C08G;  or C08H; (working, e.g. shaping, of plastics B29) 
USE OF INORGANIC OR NON‐MACROMOLECULAR ORGANIC SUBSTANCES AS COMPOUNDING 
INGREDIENTS (paints, inks, varnishes, dyes, polishes, adhesives C09) 
COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS (compositions based on polymerisable 
monomers C08F, C08G; artificial filaments or fibres D01F; textile treating compositions D06) 
ORGANIC DYES OR CLOSELY‐RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES; MORDANTS; 
LAKES (fermentation or enzyme‐using processes to synthesise a desired chemical compound 
C12P) 
TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR 
PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES (preparation of inorganic compounds or non‐metallic 
elements C01; treatment of materials specially adapted to enhance their filling properties in 
mortars, concrete or artificial stone C04B0014000000, C04B0018000000, C04B0020000000); 
PREPARATION OF CARBON BLACK 
COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHESÂ OR LACQUERS; FILLING PASTES; 
CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR 
SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR (cosmetics A61K; 
processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces, in general, B05D; staining 
wood B27K0005020000; glazes or vitreous enamels C03C; natural resins, French polish, 
drying‐oils, driers, turpentine, per se, C09F; polishing compositions other than French polish, 
ski waxes C09G; adhesives or use of materials as adhesives C09J; materials for sealing or 
packing joints or covers C09K0003100000; materials for stopping leaks C09K0003120000; 
processes for the electrolytic or electrophoretic production of coatings C25D) 
NATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING‐OILS; DRIERS (SICCATIVES); TURPENTINE 
POLISHING COMPOSITIONS OTHER THAN FRENCH POLISH; SKI WAXES 
PREPARATION OF GLUE OR GELATINE
ADHESIVES; NON‐MECHANICALÂ ASPECTS OFÂ ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE 
PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES (surgical 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 20 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

adhesives A61L0024000000; adhesives on the basis of non specified organic macromolecular 
compounds used as bonding agents in layered products B32B; labelling fabrics or comparable 
materials or articles with deformable surface using adhesives and thermo‐activatable 
adhesives respectively B65C0005020000, B65C0005040000; Â preparation of glue or gelatine 
C09H; adhesive labels, tag tickets or similar identification of indication means 
G09F0003100000) 
MATERIALS FOR APPLICATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF 
MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, 
COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS (cracking oils C10G; underground gasification of minerals 
E21B0043295000) 
WORKING‐UP TAR, PITCH, ASPHALT, BITUMEN; PYROLIGNEOUS ACID
DRYING OR WORKING‐UP OF PEAT
CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY 
DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION (cracking to hydrogen 
or synthesis gas C01B; cracking or pyrolysis of hydrocarbon gases to individual hydrocarbons 
or mixtures thereof of definite or specified constitution C07C; cracking to cokes C10B); 
RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL‐SHALE, OIL‐SAND, OR GASES; REFINING 
MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL 
WAXES 
PRODUCTION OF ACETYLENE BY WET METHODS
PRODUCTION OF GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE AND HYDROGEN FROM SOLID 
CARBONACEOUS MATERIALS BY PARTIAL OXIDATIONÂ PROCESSES INVOLVING OXYGEN OR 
STEAMÂ  (underground gasification of minerals E21B0043295000); CARBURETTING AIR OR 
OTHER GASES 
PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES 
CONTAINING CARBON MONOXIDE 
FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED 
BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES ; C10G; OR C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS;  
USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE‐LIGHTERS 
LUBRICATING COMPOSITIONS (well drilling compositions C09K0008020000); USE OF 
CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING 
COMPOSITION (mould release, i.e. separating, agents for metals B22C0003000000, for plastics 
or substances in a plastic state, in general B29C0033560000, for glass C03B0040020000; 
textile lubricating compositions D06M0011000000, D06M0013000000, D06M0015000000; 
immersion oils for microscopy G02B0021330000) 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M
PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE 
MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS 
OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES (drying‐oils C09F) 
FATTY ACIDSÂ OBTAINEDÂ FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY 
ACIDS OBTAINED BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS OR FATTY ACIDS 
DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP‐
MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL 
BREWING OF BEER (cleaning of raw materials A23N; pitching or depitching machines, cellar 
tools C12L; propagating yeasts C12N0001140000) 
RECOVERY OF BY‐PRODUCTS OF FERMENTED SOLUTIONS; DENATURING OF, OR DENATURED, 
ALCOHOL 

C09K 

C10B 

C10C 
C10F 
C10G 

C10H 
C10J 

C10K 

C10L 

C10M 

C10N 
C11B 

C11C 

C11D 

C12C 

C12F 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 21 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

WINE; OTHER ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION THEREOF (beer C12C) 
PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION, AGEING OF 
ALCOHOLIC BEVERAGES OR REMOVAL OF ALCOHOL THEREFROM (deacidifying wine 
C12G0001100000; preventing winestone precipitation C12G0001120000; simulation ageing by 
flavouring C12G0003060000) 
VINEGAR; ITS PREPARATION
PITCHING OR DEPITCHING MACHINES; CELLAR TOOLS
APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY (installations for fermenting manure 
A01C0003020000; preservation of living parts of humans or animals A01N0001020000; 
brewing apparatus C12C; fermentation apparatus for wine C12G; apparatus for preparing 
vinegar C12J0001100000) 
MICRO‐ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or 
attractants, or plant growth regulators containing micro‐organisms, viruses, microbial fungi, 
enzymes, fermentates, or substances produced by, or extracted from, micro‐organisms or 
animal material A01N0063000000; medicinal preparations A61K; fertilisers C05F); 
PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICRO‐ORGANISMS; MUTATION OR GENETIC 
ENGINEERING; CULTURE MEDIA (microbiological testing media C12Q0001000000) 
FERMENTATION OR ENZYME‐USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL 
COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC 
MIXTURE 
MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES OR MICRO‐ORGANISMS 
(immunoassay G01N0033530000); COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES 
OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION‐RESPONSIVE CONTROL IN 
MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C‐C12Q, RELATING TO MICRO‐
ORGANISMS 
PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR (chemically 
synthesised sugars or sugar derivatives C07H; Â fermentation or enzyme‐using processes for 
preparing compounds containing saccharide radicals C12P0019000000) 
SACCHARIDES, OTHER THAN SUCROSE, OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY 
HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DI‐, OLIGO‐ OR POLYSACCHARIDES (chemically 
synthesised sugars or sugar derivatives C07H; polysaccharides, e.g. starch, derivatives thereof 
C08B; Â malt C12C; fermentation or enzyme‐using processes for preparing compounds 
containing saccharide radicalsÂ C12P0019000000) 
MECHANICAL TREATMENT OR PROCESSING OF SKINS, HIDES, OR LEATHER IN GENERAL; PELT‐
SHEARING MACHINES; INTESTINE‐SPLITTING MACHINES (mechanical cleaning of hides or the 
like D06G) 
TREATING SKINS, HIDES OR LEATHER WITH CHEMICALS, ENZYMES OR MICRO‐ORGANISMS, 
e.g. TANNING, IMPREGNATING OR FINISHING; APPARATUS THEREFOR; COMPOSITIONS FOR 
TANNING (bleachingÂ  of leather or furs D06L; dyeing of leather or furs D06P) 
MANUFACTURE OF IRON OR STEEL (preliminary treatment of ferrous ores or scrap 
C22B0001000000) 
PROCESSING OF PIG‐IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT‐IRON OR STEEL; 
TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS 
MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT 
TREATMENT OF FERROUS OR NON‐FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE 
BY DECARBURISATION, TEMPERING, OR OTHER TREATMENTS (cementation by diffusion 
processes C23C; surface treatment of metallic material involving at least one process provided 
for in class C23 and at least one process covered by this subclass C23F0017000000; 

IPC4 

C12G 
C12H 

C12J 
C12L 
C12M 

C12N 

C12P 

C12Q 

C12R 

C13B 

C13K 

C14B 

C14C 

C21B 

C21C 

C21D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 22 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

unidirectional solidification of eutectic materials or unidirectional demixing of eutectoid 
materials C30B) 
PRODUCTION OR REFINING OF METALS (making metallic powder or suspensions thereof 
B22F0009000000; Â production of metals by electrolysis or electrophoresisÂ  C25); 
PRETREATMENT OF RAW MATERIALS 
ALLOYS (treatment of alloys C21D, C22F)
CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON‐FERROUS METALS OR NON‐FERROUS ALLOYS 
(processes specific to heat treatment of ferrous alloys or steels and devices for heat treatment 
of metals or alloys C21D) 
COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE 
TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL 
CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY 
ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (applying liquids or 
other fluent materials to surfaces in general B05; making metal‐coated products by extrusion 
B21C0023220000; covering with metal by connecting pre‐existing layers to articles, see the 
relevant places, e.g. B21D0039000000, B23K; working of metal by the action of a high 
concentration of electric current on a workpiece using an electrode B23H; metallising of glass 
C03C; metallising mortars, concrete, artificial stone, ceramics or natural stone 
C04B0041000000; paints, varnishes, lacquers C09D; enamelling of, or applying a vitreous layer 
to, metals C23D; inhibiting corrosion of metallic material or incrustation in general C23F; 
treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or electrophoresis C25D, C25F; 
single‐crystal film growth C30B; by metallising textiles D06M0011830000; decorating textiles 
by locally metallising D06Q0001040000; details of scanning‐probe apparatus, in general G01Q; 
manufacture of semiconductor devices H01L; manufacture of printed circuits H05K) 
ENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS (chemical composition of the 
enamels C03C) 
NON‐MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACES (working of metal by 
electro‐erosion B23H; desurfacing by applying flames B23K0007000000; working metal by 
laser beam B23K0026000000); INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL; INHIBITING 
INCRUSTATION IN GENERAL (treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or 
electrophoresis C25D, C25F); MULTI‐STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC 
MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS ; C23;  AND AT LEAST 
ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D; Â OR C22F;  OR CLASS C25 
CLEANING OR DE‐GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN 
ELECTROLYSIS (polishing compositions C09G; detergents in general C11D) 
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR 
NON‐ METALS; APPARATUS THEREFOR (anodic or cathodic protection C23F0013000000; 
single‐crystal growth C30B) 
PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; 
APPARATUS THEREFOR (anodic or cathodic protection C23F0013000000; single‐crystal growth 
C30B) 
PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; 
ELECTROFORMING (manufacturing printed circuits by metal deposition H05K0003180000); 
JOINING WORKPIECES BY ELECTROLYSIS; APPARATUS THEREFOR (anodic or cathodic 
protection C23F0013000000; single‐crystal growth C30B) 
PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS 
THEREFOR (treatment of water, waste water or sewage by electrochemical methods 
C02F0001460000; anodic or cathodic protection C23F0013000000) 
SINGLE‐CRYSTAL GROWTH (by using ultra‐high pressure, e.g. for the formation of diamonds 

C22B 

C22C 
C22F 

C23C 

C23D 

C23F 

C23G 

C25B 

C25C 

C25D 

C25F 

C30B 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 23 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

B01J0003060000); UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR 
UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE‐MELTING OF 
MATERIAL (zone‐refining of metals or alloys C22B); PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS 
POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (casting of metals, casting of other 
substances by the same processes or devices B22D; working of plastics B29; modifying the 
physical structure of metals or alloys C21D, C22F); SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS 
POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER‐TREATMENT OF SINGLE 
CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (for 
producing semiconductor devices or parts thereof H01L); APPARATUS THEREFOR 
COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES, ; IN SILICO LIBRARIES
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION
MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN 
FIBRES OR FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING (crude extraction of asbestos fibres from ores 
B03B; apparatus for retting D01C) 
CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL 
TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL 
FIBRES 
MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF MAN‐MADE FILAMENTS, 
THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS (working or processing of metal wire B21F; fibres or 
filaments of softened glass, minerals or slag C03B0037000000) 
CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF MAN‐MADE FILAMENTS, THREADS, FIBRES, 
BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON 
FILAMENTS 
PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING (winding or unwinding, conducting 
or guiding laps, webs, slivers, or rovings in general, sliver or roving cans, depositing in sliver or 
roving cans B65H; preparation of fibres for paper‐making D21) 
SPINNING OR TWISTING (unwinding, paying‐out, forwarding, winding, or coiling filamentary 
material, not intimately associated with spinning or twisting, B65H; cores, formers, supports, 
or holders for coiled or wound material, e.g. bobbins, B65H; twisting oakum 
D01G0035000000; crimping or curling of fibres, filaments, or yarns D02G0001000000; making 
chenille D03D, D04D0003000000; testing yarns, rovings, slivers, fibres, or fibre webs G01) 
CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, YARNS, OR THREADS; YARNS OR THREADS
WARPING, BEAMING, OR LEASING
FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES, OR THE LIKE 
(curling or crimping D02G; by treatment with liquids, gases or vapours D06B; finishing other 
than by liquid treatment, of yarns in warp or sheet form D06C; for chemical matters, seeD06L, 
D06M, D06P, D06Q; treatment during rope‐making, apparatus for treating ropes auxiliary to 
rope‐making D07B) 
SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING 
PATTERNS 
WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
AUXILIARY WEAVING APPARATUS; WEAVERS' TOOLS; SHUTTLES
KNITTING
BRAIDING OR MANUFACTURE OF LACE, INCLUDING BOBBIN‐NET OR CARBONISED LACE; 
BRAIDING MACHINES; BRAID; LACE (machines for making soles from strips of material 
A43D0029000000; cane working B27J0001000000) 
TRIMMINGS; RIBBONS, TAPES, OR BANDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (fittings or 
trimmings for hats, e.g. hat bands, A42C0005000000; decorating art B44; yarns or threads 

C40B 
C99Z 
D01B 

D01C 

D01D 

D01F 

D01G 

D01H 

D02G 
D02H 
D02J 

D03C 

D03D 
D03J 
D04B 
D04C 

D04D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 24 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

D04G 

D04H 

D05B 

D05C 

D06B 

D06C 

D06F 

D06G 

D06H 

D06J 

D06L 

D06M 

D06N 

D06P 

D06Q 

D02G; weaving D03; braid or lace D04C; non‐woven fabrics D04H)
MAKING NETS BY KNOTTING OF FILAMENTARY MATERIAL; MAKING KNOTTED CARPETS OR 
TAPESTRIES; KNOTTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (binding knotters for harvesters 
A01D0059040000; wire netting B21F; tying articles by knotting B65B; knotting in association 
with winding or unwinding B65H0069000000; knotting in weaving D03J; making nets, carpets, 
or tapestries by other techniques, see the relevant subclasses); 
MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL (weaving D03; 
knitting D04B; braiding D04C; net‐making D04G; sewing D05B; tufting D05C; finishing non‐
woven fabrics D06); FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON‐
WOVEN FABRICS; COTTON‐WOOL; WADDING (non‐woven fabrics having an intermediate or 
external layer of a different kind, e.g. of woven fabric, B32B) 
SEWING (appliances for the tailoring trade A41H; sewing tables A47B0029000000; sewing in 
bookbinding B42B0002000000; sewing machines modified for knitting D04B0039080000) 
EMBROIDERING (programme‐controlled sewing machines with embroidering capability 
D05B0019000000, D05B0021000000); TUFTING (making non‐woven fabrics D04H; sewing 
D05B) 
TREATING TEXTILE MATERIALS BY LIQUIDS, GASES, OR VAPOURS (applying liquids to surfaces 
in general B05; conveying in general, handling webs or filaments in general B65; treating 
leather C14C; mechanical removal of impurities from animal fibres D01B; laundering D06F; 
chemical matters, seeD06L‐D06Q) 
FINISHING, DRESSING, TENTERING, OR STRETCHING TEXTILE FABRICS (chemical matters, 
seeD06L‐D06Q; drying F26B) 
LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES (apparatus for 
blocking, pressing, steaming, or stretching hats A42C; treating textile materials by liquids, 
gases or vapors D06B; chemical matters, seeD06L, D06M) 
MECHANICAL OR PRESSURE CLEANING OF CARPETS, RUGS, SACKS, HIDES, OR OTHER SKIN OR 
TEXTILE ARTICLES OR FABRICS; TURNING INSIDE‐OUT FLEXIBLE TUBULAR OR OTHER HOLLOW 
ARTICLES (mechanical preparation or mechanical treatment of bed feathers 
B68G0003000000) 
MARKING, INSPECTING, SEAMING, OR SEVERING TEXTILE MATERIALS (seaming by sewing 
D05B; in connection with manufacturing, see the relevant subclasses); 
PLEATING, KILTING, OR GOFFERING TEXTILE FABRICS OR WEARING APPAREL (by weaving 
D03D; by sewing D05B; apparatus for pressing or setting formed pleats D06C) 
BLEACHING, e.g. OPTICAL BLEACHING, DRY‐CLEANING OR WASHING FIBRES, THREADS, YARNS, 
FABRICS, FEATHERS OR MADE‐UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS (chemical 
treatment of fibrous materials to obtain fibres for spinning D01; for mechanical matters D06B, 
D06C, D06F; bleaching paper pulp or cotton linters D21) 
TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS  D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, 
FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS(treatment of textiles 
by mechanical means D06B‐D06J);  ; 
WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL 
LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF 
MACROMOLECULAR MATERIAL (paper‐based or board‐based structures for surface 
coveringÂ D21H0027180000); FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR 
SUBSTANCES IN ANY FORM (for mechanical matters D06B, D06C; surface treatment of fibres 
or filaments from glass, minerals or slags C03C0025000000) 
DECORATING TEXTILES (for treatment of textiles by mechanical means, seeD06B‐D06J; 
metallising the entire surface of textiles D06M0011830000; textile threads, filaments, yarns or 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 25 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

D07B 

D21B 
D21C 

D21D 
D21F 
D21G 

D21H 

D21J 

D99Z 
E01B 

E01C 

E01D 

E01F 

E01H 

E02B 
E02C 
E02D 

E02F 
E03B 

E03C 

E03D 
E03F 
E04B 

tow, glued on macromolecular material D06N0007000000; dyeing or printing D06P) 
ROPES OR CABLES IN GENERAL (joining ropes or cables to one another or to other objects 
B65H0069000000, F16G0011000000; mechanical finishing or dressing of ropes D02J; 
decorative ropes or cords D04D; suspension cables for bridges E01D0019160000; specially 
adapted for driving, or for being driven by, pulleys or other gearing elements 
F16G0009000000; electric cables or joints insofar as electrical aspects are essential H01B, 
H01R) 
FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON‐CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE‐
CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR 
TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER‐MAKING MACHINE 
PAPER‐MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON 
CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER‐MAKING MACHINES (winders or rewinders for finished 
products, means for adjustment of wrinkles or lateral extensions B65H) 
PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES ; D21C, D21D; 
IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY 
CLASS ; B31;  OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR 
FROM PAPIER‐MÃ‚CHÃ‰ (manufacture of articles by dry processes B27N) 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION
PERMANENT WAY; PERMANENT‐WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL 
KINDS (derailing or rerailing blocks on track, track brakes or retarders B61K; removal of foreign 
matter from the permanent way, vegetation control, applying liquids E01H) 
CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES 
OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR (forming road or like surfaces by 
compacting or grading snow or ice E01H) 
BRIDGES (bridges extending between terminal buildings and aircraft for embarking or 
disembarking passengers B64F0001305000) 
ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, 
HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE 
STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; CLEANING LAND; 
DISPERSING FOG IN GENERAL (mowers convertible to apparatus for sweeping or cleaning 
lawns or other surfaces, e.g. to remove snow, or capable of sweeping or cleaning lawns or 
other surfaces A01D0042060000; cleaning in general B08B) 
HYDRAULIC ENGINEERING (ship‐lifting E02C; dredging E02F)
SHIP‐LIFTING DEVICES OR MECHANISMS
FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS (specially adapted for hydraulic engineering 
E02B); UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES 
DREDGING; SOIL‐SHIFTING (winning peat E21C0049000000)
INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER 
(drilling wells, obtaining fluids in general from wells E21B; pipe‐line systems in general F17D) 
DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER (not connected 
to either water‐supply main or to waste pipe A47K; devices of the kind used in the ground 
E03B, E03F); SINKS 
WATER‐CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR 
SEWERS; CESSPOOLS 
GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 26 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

E04C 

E04D 

E04F 
E04G 

E04H 

E05B 
E05C 

E05D 

E05F 

E05G 

E06B 

E06C 

E21B 

E21C 
E21D 

E21F 

E99Z 
F01B 

INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS (border constructions of openings in 
walls, floors, or ceilings E06B0001000000) 
STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS (for bridges E01D; specially designed for 
insulation or other protection E04B; elements used as building aids E04G; for mining E21; for 
tunnels E21D; structural elements with broader range of application than for building 
engineering F16, particularly F16S) 
ROOF COVERINGS; SKY‐LIGHTS; GUTTERS; ROOF‐WORKING TOOLS (coverings of outer walls by 
plaster or other porous material E04F0013000000) 
FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS (windows, doors E06B) 
SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR OTHER BUILDING AIDS, OR 
THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING‐UP OR 
OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS 
BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS 
OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL (foundations E02D) 
LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
BOLTS OR FASTENING DEVICES FOR WINGS, SPECIALLY FOR DOORS OR WINDOWS (latching 
means for sideboard or tailgate structures for vehicles B62D0033037000; fastening devices for 
constructional or engineering elements E04, F16B; locks, fastening devices structurally or 
operatively combined or having significant cooperation with locks E05B; means for operating 
or controlling wing fasteners in conjunction with mechanisms for moving the wing E05F) 
HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS, OR WINGS (pivotal 
connections in general F16C0011000000) 
DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING 
FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE 
WING 
SAFES OR STRONG‐ROOMS FOR VALUABLES; BANK PROTECTION DEVICES; SAFETY 
TRANSACTION PARTITIONS (alarm arrangements per seG08B) 
FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES, OR LIKE 
ENCLOSURES, IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES (shades or blinds for 
greenhouses A01G0009220000; curtains A47H; lids for car boots or bonnets 
B62D0025100000; sky‐lights E04B0007180000; sunshades, awnings E04F0010000000) 
LADDERS (E04F0011000000 takes precedence;step‐stools A47C0012000000; adaptation of 
ladders to use on ships B63B, to use on aircraft B64; scaffolding E04G) 
EARTH OR ROCK DRILLING (mining, quarrying E21C; making shafts, driving galleries or tunnels 
E21D); OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF 
MINERALS FROM WELLS 
MINING OR QUARRYING 
SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS (soil‐conditioning or soil‐
stabilising materials C09K0017000000; cutting machines for mining or quarrying E21C; safety 
devices, transport, rescue, ventilation or drainage E21F) 
SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING‐UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINAGE IN OR OF 
MINES OR TUNNELS 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION
MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE‐DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM 
ENGINES (of rotary‐piston or oscillating‐piston type F01C; of non‐positive‐displacement type 
F01D; combustion engines F02; internal‐combustion aspects of reciprocating‐piston engines 
F02B0057000000, F02B0059000000; machines for liquids F03, F04; crankshafts, crossheads, 
connecting‐rods F16C; flywheels F16F; gearings for interconverting rotary motion and 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 27 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

F01C 

F01D 

F01K 

F01L 
F01M 

F01N 

F01P 

F02B 

F02C 

F02D 

F02F 

reciprocating motion in general F16H; pistons, piston‐rods, cylinders, for engines in general 
F16J) 
ROTARY‐PISTON OR OSCILLATING‐PISTON MACHINES OR ENGINES (combustion engines F02; 
internal‐combustion aspects F02B0053000000, F02B0055000000; machines for liquids F03, 
F04) 
NON‐POSITIVE‐DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES (combustion 
engines F02; machines or engines for liquids F03, F04; non‐positive‐displacement pumps 
F04D) 
STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES (gas‐turbine or jet‐
propulsion plants F02; steam generation F22; nuclear power plants, engine arrangements 
therein G21D) 
CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES (valves in general F16K) 
LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL‐COMBUSTION 
ENGINES; CRANKCASE VENTILATING 
GAS‐FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; 
GAS‐FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL‐COMBUSTION ENGINES 
(arrangements in connection with gas exhaust of propulsion units in vehicles 
B60K0013000000; combustion‐air intake silencers specially adapted for, or arranged on, 
internal‐combustion engines F02M0035000000; protecting against, or damping, noise in 
general G10K0011160000) 
COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL‐COMBUSTION 
ENGINES (arrangements in connection with cooling of propulsion units in vehicles 
B60K0011000000; heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials C09K0005000000; 
heat‐exchange in general, radiators F28) 
INTERNAL‐COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL (cyclically 
operating valves therefor F01L; lubricating internal‐combustion engines F01M; gas‐flow 
silencers or exhaust apparatus therefor F01N; cooling of internal‐combustion engines F01P; 
internal‐combustion turbines F02C; plants in which engines use combustion products F02C, 
F02G) 
GAS‐TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET‐PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL 
SUPPLY IN AIR‐BREATHING JET‐PROPULSION PLANTS (construction of turbines F01D; jet‐
propulsion plants F02K; construction of compressors or fans F04; combustion apparatus in 
which combustion takes place in a fluidised bed of fuel or other particles F23C0010000000; 
generating combustion products of high pressure or high velocity F23R; using gas turbines in 
compression refrigeration plants F25B0011000000; using gas‐turbine plants in vehicles, see 
the relevant vehicle classes); 
CONTROLLING COMBUSTION ENGINES (vehicle fittings, acting on a single sub‐unit only, for 
automatically controlling vehicle speed B60K0031000000; conjoint control of vehicle sub‐units 
of different type or different function, road vehicle drive control systems for purposes other 
than the control of a single sub‐unit B60W; cyclically operating valves for combustion engines 
F01L; controlling combustion engine lubrication F01M; cooling internal‐combustion engines 
F01P; supplying combustion engines with combustible mixtures or constituents thereof, e.g. 
carburettors, injection pumps, F02M; starting of combustion engines F02N; controlling of 
ignition F02P; controlling gas‐turbine plants, jet‐propulsion plants, or combustion‐product 
engine plants, see the relevant subclasses for these plants); 
CYLINDERS, PISTONS, OR CASINGS FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF 
SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES (specially adapted for rotary‐piston or oscillating‐piston 
internal‐combustion engines F02B; specially adapted for gas‐turbine plants F02C; specially 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 28 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

F02G 

F02K 

F02M 

F02N 

F02P 

F03B 

F03C 

F03D 
F03G 

F03H 

F04B 

F04C 

F04D 

adapted for jet‐propulsion plants F02K)
HOT‐GAS OR COMBUSTION‐PRODUCT POSITIVE‐DISPLACEMENT ENGINE PLANTS (steam 
engine plants, special vapour plants, plants operating on either hot gas or combustion‐product 
gases together with other fluid F01K; gas‐turbine plants F02C; jet‐propulsion plants F02K); USE 
OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
JET‐PROPULSION PLANTS (arrangement or mounting of jet‐propulsion plants in land vehicles 
or vehicles in general B60K; arrangement or mounting of jet‐propulsion plants in waterborne 
vessels B63H; controlling aircraft attitude, flight direction, or altitude by jet reaction B64C; 
arrangement or mounting of jet‐propulsion plants in aircraft B64D; plants characterised by the 
power of the working fluid being divided between jet propulsion and another form of 
propulsion, e.g. propeller, F02B, F02C; features of jet‐propulsion plants common to gas‐
turbine plants, air intakes or fuel supply control of air‐breathing jet‐propulsion plants F02C) 
SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR 
CONSTITUENTS THEREOF (charging such engines F02B) 
STARTING OF COMBUSTION ENGINES (starting of free‐piston combustion‐engines 
F02B0071020000; starting of gas‐turbine plants F02C0007260000); STARTING AIDS FOR SUCH 
ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL‐COMBUSTION ENGINES; 
TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION‐IGNITION ENGINES (specially adapted for 
rotary‐piston or oscillating‐piston engines F02B0053120000; ignition of combustion apparatus 
in general, glowing plugs F23Q; measuring of physical variables in general G01; controlling in 
general G05; data processing in general G06; electrical components in general, see section 
Hsparking plugs H01T) 
MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS (machines or engines for liquids and elastic fluids F01; 
positive‐displacement engines for liquids F03C; positive‐displacement machines for liquids 
F04) 
POSITIVE‐DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS (positive‐displacement engines for 
liquids and elastic fluids F01; positive‐displacement machines for liquids F04; fluid‐pressure 
actuators F15B; fluid gearing F16H) 
WIND MOTORS 
SPRING, WEIGHT, INERTIA, OR LIKE MOTORS; MECHANICAL‐POWER‐PRODUCING DEVICES OR 
MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT 
OTHERWISE PROVIDED FOR (arrangements in connection with power supply in vehicles from 
force of nature B60K0016000000; electric propulsion with power supply in vehicles from force 
of nature B60L0008000000) 
PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (from 
combustion products F02K) 
POSITIVE‐DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS (engine fuel‐injection pumps 
F02M; machines for liquids, or pumps, of rotary‐piston or oscillating‐piston type F04C; non‐
positive‐displacement pumps F04D; pumping of fluid by direct contact of another fluid or by 
using inertia of fluid to be pumped F04F; crankshafts, crossheads, connecting‐rods F16C; 
flywheels F16F; gearings for interconverting rotary motion and reciprocating motion in 
general F16H; pistons, piston‐rods, cylinders, in general F16J; ion pumps H01J0041120000; 
electrodynamic pumps H02K0044020000) 
ROTARY‐PISTON, OR OSCILLATING‐PISTON, POSITIVE‐DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS 
(engines driven by liquids F03C); ROTARY‐PISTON, OR OSCILLATING‐PISTON, POSITIVE‐
DISPLACEMENT PUMPS (engine fuel‐injection pumps F02M) 
NON‐POSITIVE‐DISPLACEMENT PUMPS (engine fuel‐injection pumps F02M; ion pumps 
H01J0041120000; electrodynamic pumps H02K0044020000) 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 29 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID 
TO BE PUMPED (containers or packages with special means for dispensing liquid or semi‐liquid 
contents by internal gaseous pressure B65D0083140000); SIPHONS 
SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID‐PRESSURE ACTUATORS, e.g. 
SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID‐PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
(motors, turbines, compressors, blowers, pumps F01‐F04; fluid dynamics F15D; fluid clutches 
or brakes F16D; fluid springs F16F; fluid gearing F16H; pistons, cylinders, packing F16J; valves, 
taps, cocks, actuating‐floats F16K; safety valves with auxiliary fluid operation of the main valve 
F16K0017100000; fluid‐operating means for valves F16K0031120000; pipes, pipe joints F16L; 
lubricating F16N) 
FLUID‐CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES 
(transducers F15B0005000000; fluid dynamics in general F15D; computers comprising fluid 
elements G06D, G06G) 
FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR 
LIQUIDS (fluid‐circuit elements F15C) 
DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS 
TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPSÂ OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING 
(couplings for transmitting rotation F16D) 
SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; MECHANICAL MEANS FOR TRANSMITTING MOVEMENT IN A 
FLEXIBLE SHEATHING; ELEMENTS OF CRANKSHAFT MECHANISMS; PIVOTS; PIVOTAL 
CONNECTIONS; ROTARY ENGINEERING ELEMENTS OTHER THAN GEARING, COUPLING, CLUTCH 
OR BRAKE ELEMENTS; BEARINGS 
COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION (gearing for conveying rotation F16H, e.g. fluid 
gearing F16H0039000000‐F16H0047000000);  ;CLUTCHES (dynamo‐electric clutches 
H02K0049000000; clutches using electrostatic attraction H02N0013000000); BRAKES 
(electrodynamic brake systems for vehicles in general B60L0007000000; dynamo‐electric 
brakes H02K0049000000) 
SPRINGS; SHOCK‐ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; 
FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR 
GEARING
PISTONS; CYLINDERS; PRESSURE VESSELS IN GENERAL; SEALINGS
VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING‐FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING 
PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; 
MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL 
FRAMES, CASINGS, OR BEDS, OF ENGINES OR OTHER MACHINES OR APPARATUS, NOT 
SPECIFIC TO AN ENGINE, MACHINE, OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS OR 
SUPPORTS 
LUBRICATING 
SAFETY DEVICES IN GENERAL
CONSTRUCTIONAL ELEMENTS IN GENERAL; STRUCTURES BUILT‐UP FROM SUCH ELEMENTS, IN 
GENERAL 
STEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING‐OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES 
PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS 
GAS‐HOLDERS OF VARIABLE CAPACITY (self‐acting gas cut‐off devices A47J0027620000, G05D; 
flame traps A62C0004000000; gas mixers B01F, F16K0011000000, G05D0011000000; 
construction or assembling of bulk storage containers employing civil‐engineering techniques 
E04H0007000000; gas compressors F04; valves F16K; damping pulsations in valves or pipes 

IPC4 

F04F 

F15B 

F15C 

F15D 

F16B 

F16C 

F16D 

F16F 
F16G 

F16H 
F16J 
F16K 
F16L 

F16M 

F16N 
F16P 
F16S 

F16T 

F17B 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 30 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

F16K, F16L; pipes F16L; stopping devices for gas mains F16L0055100000; vessels adapted for 
storing compressed, liquefied, or solidified gases F17C; gas distribution systems 
F17D0001040000; detecting leakage F17D0005020000, G01M; supervising or alarm devices 
F17D0005020000, G08B; control of combustion in burners F23N; gas flow or pressure 
regulators G05D) 
VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES; 
FIXED‐CAPACITY GAS‐HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, 
COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES (storing fluids in natural or artificial cavities 
or chambers in the earth B65G0005000000; construction or assembling of bulk storage 
containers employing civil‐engineering techniques E04H0007000000; variable‐capacity gas‐
holders F17B; liquefaction or refrigeration machines, plants, or systems F25) 
PIPE‐LINE SYSTEMS; PIPE‐LINES (distributing water E03B; pumps or compressors F04; fluid 
dynamics F15D; valves or the like F16K; pipes, laying pipes, supports, joints, branches, 
repairing, work on the entire line, accessories F16L; steam traps or the like F16T; fluid‐
pressure electric cables H01B0009060000) 
INCANDESCENT MANTLES; OTHER INCANDESCENT BODIES HEATED BY COMBUSTION 
(arrangements thereof F21V0036000000; burners F23D) 
LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF, BEING PORTABLE OR SPECIALLY ADAPTED FOR 
TRANSPORTATION (burners F23D; electric aspects or elements, see section H, e.g. electric 
light sources H01J, H01K, H05B) 
NON‐PORTABLE LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF (burners F23D; electric aspects or 
elements, see section H, e.g. electric light sources H01J, H01K, H05B) 
FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; 
STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K,Â F21L, F21S and F21V, RELATING TO 
USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS 
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO 
THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED 
METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS (steam engine plants where engine 
aspects predominate F01K; removal of combustion products or residues, e.g. cleaning of the 
combustion contaminated surfaces of tubes of boilers, F23J0003000000; domestic central‐
heating systems using steam F24D; heat exchange or heat transfer in general F28; generation 
of vapour in the cores of nuclear reactors G21) 
PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED‐WATER; FEED‐WATER SUPPLY; 
CONTROLLING WATER LEVEL;  AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION 
WITHIN BOILERS(chemical treatment of water, e.g. purification, C02F; enclosed heat‐exchange 
apparatus in general F28D; controlling in general G05) 
SUPERHEATING OF STEAM (steam‐separating arrangements in boilers F22B0037260000; 
Â removal of combustion products or residues, e.g. cleaning of the combustion contaminated 
surfaces of tubes of boilers, F23J0003000000) 
METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL (for combustion of 
fuels that are solid at room temperatures, but burned in melted form, e.g. candle wax, 
C11C0005000000, F23C, F23D; using solid fuel suspended in air F23C, F23D0001000000; using 
solid fuel suspended in liquids F23C, F23D0011000000; using solid fuel together with fluid fuel 
or with solid fuel suspended in air, simultaneously or alternately, F23C, F23D0017000000) 
METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED 
IN AIR (burners F23D) 

F17C 

F17D 

F21H 

F21K 
F21L 

F21S 

F21V 

F21W 

F21Y 

F22B 

F22D 

F22G 

F23B 

F23C 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 31 / 44 

 
 
 
IPC4 

F23D 
F23G 
F23H 

F23J 

F23K 

F23L 

F23M 

F23N 

F23Q 

F23R 

F24B 

F24C 

F24D 

F24F 

F24H 

Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

BURNERS
CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE OR LOW GRADE FUELS BY COMBUSTION
GRATES (inlets for fluidisation air for fluidised bed combustion apparatus F23C0010200000); 
CLEANING OR RAKING GRATES 
REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
(precipitating dust from flue gases B01D; composition of fuels C10; combustion apparatus for 
consuming smoke or fumes, e.g. exhaust gases, F23G0007060000) 
FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS (fuel feeders specially adapted for fluidised bed 
combustion apparatus F23C0010220000; regulating or controlling combustion F23N) 
SUPPLYING AIR OR NON‐COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN 
GENERAL (firebridges with means for feeding air or steam F23M0003040000; baffles or shields 
with air supply passages F23M0009040000); VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR 
CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT 
IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS 
FOR FLUES 
CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. 
FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN 
COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION 
APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION (control devices specially adapted for 
combustion apparatus in which combustion takes place in a fluidised bed of fuel or other 
particles F23C0010280000; condition responsive controls for regulating combustion in 
domestic stoves with open fires for solid fuel F24B0001187000) 
IGNITION (devices for igniting matches A24F; Â chemical ignitersÂ C06C0009000000); 
EXTINGUISHING DEVICES 
GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS‐
TURBINE COMBUSTION CHAMBERS (fluidised bed combustion apparatus specially adapted for 
operation at superatmospheric pressures F23C0010160000) 
DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION 
WITH STOVES OR RANGES 
OTHER DOMESTIC STOVES OR RANGES; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF 
GENERAL APPLICATION (radiator stoves of the fluid‐circulating type F24H) 
DOMESTIC‐ OR SPACE‐HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT‐
WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR (preventing corrosion 
C23F; water supply in general E03; using steam or condensate extracted or exhausted from 
steam engine plants for heating purposes F01K0017020000; steam traps F16T; domestic 
stoves or ranges F24B, F24C; water or air heaters having heat generating means F24H; 
combined heating and refrigeration systems F25B; heat exchange apparatus or elements F28; 
removing furring F28G; electric heating elements or arrangements H05B) 
AIR‐CONDITIONING; AIR‐HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR 
SCREENING (removing dirt or fumes from areas where they are produced B08B0015000000; 
vertical ducts for carrying away waste gases from buildings E04F0017020000; tops for 
chimneys or ventilating shafts, terminals for flues F23L0017020000) 
FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT‐GENERATING MEANS, IN 
GENERAL (heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials C09K0005000000; tube 
furnaces for thermal non‐catalytic cracking C10G0009200000; devices, e.g. valves, for venting 
and aerating enclosures F16K0024000000; steam traps or like apparatus F16T; steam 
generation F22; combustion apparatus F23; domestic stoves or ranges F24B, F24C; domestic‐ 
or space‐heating systems F24D; furnaces, kilns, ovens, retorts F27; heat‐exchangers F28; 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 32 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

electric heating elements or arrangements H05B)
PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (materials therefor 
C09K0005000000; engines or other mechanisms for producing mechanical power from heat, 
see the relevant classes, e.g. F03G;  for using natural heat); 
REFRIGERATION MACHINES, PLANTS, OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION 
SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS (heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials, e.g. 
refrigerants, or materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than 
by combustion C09K0005000000; pumps, compressors F04; use of heat pumps for domestic 
or space‐heating or for domestic hot‐water supply F24D; air‐conditioning, air‐humidification 
F24F; fluid heaters using heat pumps F24H) 
PRODUCTION, WORKING, STORING OR DISTRIBUTION OF ICE (frozen sweets, including ice‐
cream, their production A23G0009000000; concentrating solutions by removing frozen 
solvents B01D0009040000; purification of water by freezing C02F0001220000; refrigeration 
machines, plants, or systems F25B; solidification of gases or gaseous mixtures F25J; freeze‐
drying F26B) 
REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE‐BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT 
COVERED BY ANY OTHER SUBCLASS (refrigerated showcases A47F0003040000; thermally‐
insulated vessels for domestic use A47J0041000000; refrigerated vehicles, see the appropriate 
subclasses of classes B60‐B64; containers with thermal insulation in general 
B65D0081380000; heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials, e.g. refrigerants, or 
materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion 
C09K0005000000; thermally‐insulated vessels for liquefied or solidified gases F17C; air‐
conditioning or air‐humidification F24F; refrigeration machines, plants, or systems F25B; 
cooling of instruments or comparable apparatus without refrigeration G12B; cooling of 
engines or pumps, see the relevant classes); 
LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION, OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS MIXTURES BY 
PRESSURE AND COLD TREATMENT (cryogenic pumps F04B0037080000; gas storage vessels, 
gas‐holders F17; filling vessels with, or discharging from vessels, compressed, liquefied, or 
solidified gases F17C; refrigeration machines, plants, or systems F25B) 
DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM (drying devices for 
combines A01D0041133000; racks for drying fruit or vegetables A01F0025120000; drying 
foodstuffs A23; drying hair A45D0020000000; body‐drying implements A47K0010000000; 
drying household articles A47L; drying gases or vapours B01D; chemical or physical processes 
for dewatering or like separating liquids from solids B01D0043000000; centrifugal apparatus 
B04; drying ceramics C04B0033300000; drying yarns or fabrics in association with some other 
form of treatment D06C; drying frames for laundry without heating or positive air circulation, 
domestic laundry‐or spin‐driers, wringing or hot pressing laundry D06F; furnaces, kilns, ovens 
F27) 
FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS 
(combustion apparatus F23; electric heating H05B) 
DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE 
OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE (combustion apparatus F23; 
electric heating H05B) 
STEAM OR VAPOUR CONDENSERS (condensation of vapours B01D0005000000; condensation 
during pretreatment of gases prior to electrostatic precipitation of dispersed particles 
B03C0003014000; steam engine plants having condensers F01K; liquefaction of gases F25J; 
details of heat‐exchange or heat‐transfer arrangements of general application F28F) 
HEAT‐EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE 
HEAT‐EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION 

IPC4 

F24J 

F25B 

F25C 

F25D 

F25J 

F26B 

F27B 

F27D 

F28B 

F28C 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 33 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

(heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials C09K0005000000; Â fluid heaters 
having heat generating means F24H; with an intermediate heat‐transfer medium coming into 
direct contact with heat‐exchange media F28D0015000000‐F28D0019000000; details of heat‐
exchange apparatus of general application F28F) 
HEAT‐EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE 
HEAT‐EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT (heat‐transfer, heat‐exchange 
or heat‐storage materials C09K0005000000; Â fluid heaters having heat generating means and 
heat transferring means F24H; furnaces F27; details of heat‐exchange apparatus of general 
application F28F); HEAT STORAGE PLANTS OR APPARATUS IN GENERAL 
DETAILS OF HEAT‐EXCHANGE OR HEAT‐TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION 
(heat‐transfer, heat‐exchange or heat‐storage materials C09K0005000000; water or air traps, 
air venting F16) 
CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT‐EXCHANGE OR HEAT‐TRANSFER 
CONDUITS, e.g. WATER TUBES OF BOILERS (cleaning pipes or tubes in general 
B08B0009020000; devices or arrangements for removing water, minerals, or sludge from 
boilers while the boiler is in operation, or which remain in position while the boiler is in 
operation, or are specifically adapted to boilers without any other utility F22B0037480000; 
removal or treatment of combustion products or combustion residues F23J; removing ice 
from heat‐exchange apparatus F28F0017000000) 
FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. 
CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE 
WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE 
PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (projectiles for fishing, e.g. 
fish‐spears, A01K0081000000; sports implements for throwing A63B0065000000, e.g. 
boomerangs A63B0065080000; stationary apparatus for projecting sports balls, e.g. tennis 
balls, A63B0069400000; throwing or slinging toys A63H0033180000, knives, axes B26B; 
projectiles or missiles other than those incorporating springs as projecting means 
F42B0006000000) 
SMALLARMS, e.g. PISTOLSÂ OR RIFLES (projecting missiles without use of explosive or 
combustible propellant charge F41B); ACCESSORIES THEREFOR 
APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS 
(smallarms F41C); LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS (functional 
features or details common to both smallarms and ordnance, mountings therefor F41A; 
projecting missiles without use of explosive or combustible propellant charge F41B) 
WEAPON SIGHTS; AIMING (optical aspects thereof G02B)
ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR 
DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL 
TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING; FIREWORKS; AMMUNITION (explosive compositions 
C06B; fuzes F42C; blasting F42D) 
AMMUNITION FUZES (blasting cartridge initiators F42B0003100000; chemical aspects C06C); 
ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR (filling fuzes F42B0033020000; fitting or extracting 
primers in or from fuzes F42B0033040000; containers for fuzes F42B0039300000) 
BLASTING (fuses, e.g. fuse cords, C06C0005000000; blasting cartridges F42B0003000000)
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION
MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; 
MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS 
MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC 

F28D 

F28F 

F28G 

F41A 

F41B 

F41C 

F41F 

F41G 
F41H 

F41J 
F42B 

F42C 

F42D 
F99Z 
G01B 

G01C 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 34 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

G01D 

G01F 

G01G 
G01H 

G01J 

G01K 

G01L 

G01M 

G01N 

G01P 

G01Q 

G01R 

G01S 

G01T 

G01V 

G01W 

G02B 

INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY (measuring liquid level G01F)
MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR 
MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF 
METERING APPARATUS; TRANSFERRING OR TRANSDUCING ARRANGEMENTS NOT SPECIALLY 
ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED 
FOR 
MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW, OR LIQUID LEVEL; METERING BY 
VOLUME 
WEIGHING
MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC 
WAVES 
MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR 
PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA‐RED, VISIBLE OR ULTRA‐VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; 
RADIATION PYROMETRY 
MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY‐SENSITIVE 
ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (radiation pyrometry G01J0005000000) 
MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL 
EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE (weighing G01G) 
TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF 
STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL 
PROPERTIES (measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or 
micro‐organisms C12M, C12Q) 
MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION OR SHOCK; 
INDICATING PRESENCE ORÂ ABSENCEÂ OF MOVEMENT; Â INDICATING DIRECTION OF 
MOVEMENTÂ  (measuring angular rate using gyroscopic effects G01C0019000000; combined 
measuring devices for measuring two or more variables of movement G01C0023000000; 
measuring velocity of sound G01H0005000000; measuring velocity of light G01J0007000000; 
determining direction or velocity of solid objects by reflection or reradiation of radio or other 
waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time or direction of 
propagation, G01S; measuring speed of nuclear radiation G01T) 
SCANNING‐PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING‐PROBE 
TECHNIQUES, e.g. SCANNING‐PROBE MICROSCOPY [SPM] 
MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES (indicating correct 
tuning of resonant circuits H03J0003120000) 
RADIO DIRECTION‐FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY 
USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE‐DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR 
RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES 
MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X‐RADIATION (radiation analysis of materials, mass 
spectrometry G01N0023000000; tubes for determining the presence, intensity, density or 
energy of radiation or particlesÂ  H01J0047000000) 
GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS 
(means for indicating the location of accidentally buried, e.g. snow‐buried, persons 
A63B0029020000) 
METEOROLOGY (radar, sonar, lidar or analogous systems, designed for meteorological use 
G01S0013950000, G01S0015880000, G01S0017950000) 
OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS (G02F takes precedence;optical elements 
specially adapted for use in lighting devices or systems thereof F21V0001000000‐
F21V0013000000; measuring‐instruments, see the relevant subclass of class G01, e.g. optical 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 35 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

rangefinders G01C; testing of optical elements, systems, or apparatus G01M0011000000; 
spectacles G02C; apparatus or arrangements for taking photographs or for projecting or 
viewing them G03B; sound lenses G10K0011300000; electron and ion "optics" H01J; X‐ray 
"optics" H01J, H05G0001000000; optical elements structurally combined with electric 
discharge tubes H01J0005160000, H01J0029890000, H01J0037220000; microwave "optics" 
H01Q; combination of optical elements with television receivers H04N0005720000; optical 
systems or arrangements in colour television systems H04N0009000000; heating 
arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas H05B0003840000) 
SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS 
SPECTACLES; CONTACT LENSES 
DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY 
CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS 
FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF 
LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR 
PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY‐CHANGING; NON‐LINEAR OPTICS; 
OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS 
APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR 
VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES 
USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR (optical parts of such 
apparatus G02B; photosensitive materials or processes for photographic purposes G03C; 
apparatus for processing exposed photographic materials G03D) 
PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, 
e.g. CINE, X‐RAY, COLOUR OR STEREO‐PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN 
PHOTOGRAPHY (photographic processes characterised by the use or manipulation of 
apparatus classifiable per se in subclass G03B, see      G03B) 
APPARATUS FOR PROCESSING EXPOSED PHOTOGRAPHIC MATERIALS; ACCESSORIES THEREFOR
PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR 
PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; 
ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR (phototypographic 
composing devices B41B; photosensitive materials or processes for photographic purposes 
G03C; electrography, sensitive layers or processes G03G) 
ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY (information storage based on 
relative movement between record carrier and transducer G11B; static stores with means for 
writing‐in or reading‐out information G11C; recording of television signals H04N0005760000) 
HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS (holograms, e.g. point holograms, used as ordinary 
optical elements G02B0005320000; analogue computers performing mathematical operations 
with the aid of optical elements G06E0003000000; holographic storage G11B0007006500, 
G11C0013040000) 
MECHANICALLY‐DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES 
IN GENERAL; TIME‐PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON, OR STARS (spring‐ or 
weight‐driven mechanisms in general F03G; electromechanical clocks or watches G04C; 
electromechanical clocks with attached or built‐in means operating any device at preselected 
times or after predetermined time intervals G04C0023000000; clocks or watches with stop 
devices G04F0007080000; structural details or housings specially adapted for electronic time‐
pieces with no moving parts G04G0017000000) 
ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES (mechanical parts of clocks or watches in general 
G04B; electronic time‐pieces with no moving parts, electronic circuitry for producing timing 
pulses G04G) 
APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR 

G02C 

G02F 

G03B 

G03C 

G03D 
G03F 

G03G 

G03H 

G04B 

G04C 

G04D 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 36 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

G04F 

G04G 
G04R 
G05B 

G05D 

G05F 

G05G 

G06C 

G06D 
G06E 
G06F 

G06G 

G06J 

WATCHES
TIME‐INTERVAL MEASURING (measuring pulse characteristics G01R, e.g. G01R0029020000; in 
radar or like systems G01S; masers H01S0001000000; generation of oscillations H03B; 
generation or counting of pulses, frequency dividing H03K; analogue/digital conversion in 
general H03M0001000000) 
ELECTRONIC TIME‐PIECES 
RADIO‐CONTROLLED TIME‐PIECES
CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; 
MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS (fluid‐pressure 
actuators or systems acting by means of fluids in general F15B; valves per seF16K; 
characterised by mechanical features only G05G; sensitive elements, see the appropriate 
subclasses, e.g. G12B, subclasses of G01, H01; correcting units, see the appropriate 
subclasses, e.g. H02K) 
SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON‐ELECTRIC VARIABLES (for continuous 
casting of metals B22D0011160000; valves per seF16K; sensing non‐electric variables, see the 
relevant subclasses of G01; for regulating electric or magnetic variables G05F) 
SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES (regulating the timing or 
recurrence frequency of pulses in radar or radio navigation systems G01S; regulation of 
current or voltage, specially adapted for use in electronic time‐pieces G04G0019020000; 
closed‐loop systems for regulating non‐electric variables by electric means G05D; regulating 
power supply of digital computers G06F0001260000; for obtaining desired operating 
characteristics of electromagnets with armatures H01F0007180000; regulating electric power 
distribution networks H02J; regulating the charging of batteries H02J0007000000; regulating 
of the output of static converters, e.g. switching regulators, H02M; regulation of the output of 
electric generators H02N, H02P0009000000; controlling transformers, reactors or choke coils 
H02P0013000000; regulating frequency response, gain, maximum output, amplitude or 
bandwidth of amplifiers H03G; regulating tuning of resonant circuits H03J; controlling 
generators of electronic oscillations or pulses H03L; regulating characteristics of transmission 
lines H04B; controlling electric light sources H05B0037020000, H05B0039040000, 
H05B0041360000; electric control of X‐ray apparatus H05G0001300000) 
CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES 
ONLY ("Bowden" or like mechanisms F16C0001100000; gearings or mechanisms not peculiar 
to this purpose F16H; speed changing or reversing mechanisms for gearings conveying rotary 
motion F16H0059000000‐F16H0063000000) 
DIGITAL COMPUTERS IN WHICH ALL THE COMPUTATION IS EFFECTED MECHANICALLY (score 
computers for card games A63F0001180000; construction of keys, printing mechanisms, or 
other parts of general application to the typewriting or printing art B41; keys or printing 
mechanisms for special applications, see the relevant subclass, e.g. G05G, G06K; cash registers 
G07G0001000000) 
DIGITAL FLUID‐PRESSURE COMPUTING DEVICES
OPTICAL COMPUTING DEVICES (digital storage using optical elements G11C0013040000)
ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING (computers in which a part of the computation is 
effected hydraulically or pneumatically G06D, optically G06E; computer systems based on 
specific computational models G06N) 
ANALOGUE COMPUTERS (analogue optical computing devices G06E0003000000; computer 
systems based on specific computational models G06N) 
HYBRID COMPUTING ARRANGEMENTS (optical hybrid computing devices G06E0003000000; 
computer systems based on specific computational models G06N; neural networks for image 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 37 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

G06K 

G06M 

G06N 
G06Q 

G06T 

G07B 

G07C 

G07D 

G07F 

G07G 

G08B 
G08C 

G08G 

G09B 

data processing G06T; analogue/digital conversion, in general H03M0001000000) 
RECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD 
CARRIERS (printing per se      B41J) 
COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (counting 
by measuring volume or weight of articles to be counted G01F, G01G; adaptation of counters 
to electricity meters in electromechanical arrangements for measuring time integral of electric 
power or current G01R0011160000; computers G06C‐G06J; counting electric pulses H03K; 
counting characters, words or messages in switching networks for transmission of digital 
information H04L0012080000; metering arrangements in telephonic systems 
H04M0015000000) 
COMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS 
DATA PROCESSING SYSTEMS OR METHODS, SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, 
COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTING PURPOSES; 
SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, 
FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTING PURPOSES, NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR 
IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL (specially adapted for particular 
applications, see the relevant subclasses, e.g. G01C, G06K, G09G, H04N) 
TICKET‐ISSUING APPARATUS; TAXIMETERS; ARRANGEMENTS OR APPARATUS FOR COLLECTING 
FARES, TOLLS OR ENTRANCE FEES AT ONE OR MORE CONTROL POINTS; Â FRANKING 
APPARATUS 
TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF 
MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; 
ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE 
(identification of persons A61B0005117000; indicating or recording apparatus for measuring 
in general, analogous apparatus but in which the input is not a variable to be measured, e.g. a 
hand operation, G01D; clocks, clock mechanisms G04B, G04C; time‐interval measuring G04F; 
counting mechanisms per se      G06M) 
HANDLINGÂ OF COINS OR OF PAPER CURRENCY OR SIMILAR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, 
SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING 
COIN‐FREED OR LIKE APPARATUS (coin sorting G07D0003000000; coin testing 
G07D0005000000) 
REGISTERING THE RECEIPT OF CASH, VALUABLES, OR TOKENS (digital computing in general 
G06C, G06F) 
SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS 
TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS (fluid 
pressure transmission systems F15B; Â mechanical means for transferring the output of a 
sensing member into a different variable G01D0005000000; Â mechanical control systems 
G05G) 
TRAFFIC CONTROL SYSTEMS (guiding railway traffic, ensuring the safety of railway traffic B61L; 
radarÂ or analogous systems, sonar systems or lidar systems specially adapted for traffic 
control G01S0013910000, G01S0015880000, G01S0017880000; radar or analogous systems, 
sonar systems or lidar systems specially adapted for anti‐collision purposes G01S0013930000, 
G01S0015930000, G01S0017930000; control of position, course, altitude or attitude of land, 
water, air or space vehicles, not being specific to a traffic environment G05D0001000000) 
EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR 
COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; 
DIAGRAMS 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 38 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

CIPHERING OR DECIPHERING APPARATUS FOR CRYPTOGRAPHIC OR OTHER PURPOSES 
INVOLVING THE NEED FOR SECRECY 
RAILWAY OR LIKE TIME OR FARE TABLES; PERPETUAL CALENDARS
DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME‐PLATES; SEALS
ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS 
TO PRESENT VARIABLE INFORMATION (arrangements for transferring data between digital 
computers andÂ displays G06F0003140000; static indicating arrangements comprising an 
association of a number of separate sources or light control cells G09F0009000000; static 
indicating arrangements comprising integral associations of a number of light sources H01J, 
H01K, H01L, H05B0033120000; scanning, transmission or reproduction of documents or the 
like, e.g. facsimile transmission,Â details thereof H04N0001000000) 
ORGANS, HARMONIUMS OR LIKE MUSICAL INSTRUMENTS WITH ASSOCIATED BLOWING 
APPARATUS (non‐musical aspects of musical toy instruments A63H0005000000; accordions, 
concertinas or the like or keyboards therefor G10D0011000000; automatic wind instruments 
G10F0001120000) 
PIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE 
OR MORE KEYBOARDS (non‐musical aspects of toy pianos A63H0005000000; automatic pianos 
with or without keyboards G10F0001020000, G10F0001040000; combination instruments 
incorporating an automatic piano G10F0001220000; details or accessories of automatic pianos 
G10F0005000000) 
STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR 
CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT 
OTHERWISE PROVIDED FOR (non‐musical aspects of musical toy instruments 
A63H0005000000; organs, harmoniums or like musical instruments with associated blowing 
apparatus G10B; pianos, harpsichords, spinets or similar stringed musical instruments with 
one or more keyboards G10C; automatic musical instruments G10F; electrophonic musical 
instruments G10H; instruments in which the tones are generated by electromechanical means 
or electronic generators, or in which the tones are synthesised from a data store G10H) 
AUTOMATIC MUSICAL INSTRUMENTS (non‐musical aspects of musical toy instruments 
A63H0005000000; arrangements for the associated working of recording or reproducing 
apparatus with automatic musical instruments G11B0031020000) 
AIDS FOR MUSIC; SUPPORTS FOR MUSICAL INSTRUMENTS; OTHER AUXILIARY DEVICES OR 
ACCESSORIES FOR MUSIC OR MUSICAL INSTRUMENTS (music stands A47B; non‐musical 
aspects of musical toy instruments A63H0005000000; metronomes G04F0005020000; 
teaching music G09B0015000000) 
ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE 
GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, ORÂ IN WHICH 
THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE 
SOUND‐PRODUCING DEVICES (sound‐producing toys A63H0005000000); Â METHODS OR 
DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES 
IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; 
SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING 
INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND 
TRANSDUCER (recording measured values in a way that does not require playback through a 
transducer G01D0009000000; recording or playback apparatus using mechanically marked 
tape, e.g. punched paper tape, or using unit records, e.g. punched or magnetically marked 
cards G06K; transferring data from one type of record carrier to another G06K0001180000) 
STATIC STORES (information storage based on relative movement between record carrier and 

IPC4 

G09C 

G09D 
G09F 
G09G 

G10B 

G10C 

G10D 

G10F 

G10G 

G10H 

G10K 

G10L 

G11B 

G11C 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 39 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

G12B 

G21B 
G21C 

G21D 
G21F 

G21G 
G21H 

G21J 
G21K 

G99Z 
H01B 

H01C 
H01F 

H01G 

H01H 

H01J 

H01K 

H01L 

transducer G11B; semiconductor devices for storage H01L, e.g. H01L0027108000‐
H01L0027115000; pulse technique in general H03K, e.g. electronic switches 
H03K0017000000) 
CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER 
APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
FUSION REACTORS (uncontrolled fusion, applications thereof G21J)
NUCLEAR REACTORS (fusion reactors, hybrid fission‐fusion reactors G21B; nuclear explosives 
G21J) 
NUCLEAR POWER PLANT 
PROTECTION AGAINST X‐RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR 
PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; 
DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR (radiation protection by pharmaceutical 
means A61K0008000000, A61Q0017040000; in cosmonautic vehicles B64G0001540000; 
combined with a reactor G21C0011000000; combined with X‐ray tubes H01J0035160000; 
combined with X‐ray apparatus H05G0001020000) 
CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
OBTAINING ENERGY FROM RADIOACTIVE SOURCES; APPLICATIONS OF RADIATION FROM 
RADIOACTIVE SOURCES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; UTILISING COSMIC RADIATION 
(measurement of nuclear or X‐radiation G01T; fusion reactors G21B; nuclear reactors G21C; 
lamps in which a gas filling is excited to luminescence by external corpuscular radiation or by 
radioactive material structurally associated with the lamp H01J0065040000, H01J0065060000) 
NUCLEAR EXPLOSIVES; APPLICATIONS THEREOF
TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISINGÂ RADIATION NOT OTHERWISE 
PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAYÂ OR X‐RAY MICROSCOPES 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION
CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, 
INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES (selection for magnetic properties H01F0001000000; 
waveguides H01P) 
RESISTORS
MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC 
PROPERTIES 
CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT‐SENSITIVE 
OR TEMPERATURE‐SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE (selection of specified 
materials as dielectric H01B0003000000; capacitors with potential‐jump or surface barrier 
H01L0029000000) 
ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES (contact cables 
H01B0007100000; electrolytic self‐interrupters H01G0009180000; emergency protective 
circuit arrangements H02H; switching by electronic means without contact‐making 
H03K0017000000) 
ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS (spark‐gaps H01T; arc lamps with 
consumable electrodes H05B; particle accelerators H05H) 
ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS (details or apparatus or processes for manufacture 
applicable to both discharge devices and incandescent lamps H01J; light sources using a 
combination of incandescent and other types of light generation H01J0061960000, 
H05B0035000000) 
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
(use of semiconductor devices for measuring G01; resistors in general H01C; magnets, 
inductors, transformers H01F; capacitors in general H01G; electrolytic devices 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 40 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

H01G0009000000; batteries, accumulators H01M; waveguides, resonators, or lines of the 
waveguide type H01P; line connectors, current collectors H01R; stimulated‐emission devices 
H01S; electromechanical resonators H03H; loudspeakers, microphones, gramophone pick‐ups 
or like acoustic electromechanical transducers H04R; electric light sources in general H05B; 
printed circuits, hybrid circuits, casings or constructional details of electrical apparatus, 
manufacture of assemblages of electrical components H05K; use of semiconductor devices in 
circuits having a particular application, see the subclass for the application); 
PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY 
INTO ELECTRICAL ENERGY 
WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE (operating 
at optical frequencies G02B) 
AERIALS (radiators or aerials for microwave heating H05B0006720000) 
ELECTRICALLY‐CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF 
MUTUALLY‐INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT 
COLLECTORS (switches, fuses H01H; coupling devices of the waveguide type 
H01P0005000000; switching arrangements for the supply or distribution of electric power 
H02B; installations of electric cables or lines, or of combined optical and electric cables or 
lines, or of auxiliary apparatus H02G; printed means for providing electric connections to or 
between printed circuits H05K) 
DEVICES USING STIMULATED EMISSION
SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA 
DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON‐ENCLOSED GASES (overvoltage 
protection circuits H02H) 
BOARDS, SUBSTATIONS, OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION 
OF ELECTRIC POWER (basic electric elements, their assembly, including the mounting in 
enclosures or on bases, or the mounting of covers thereon, see the subclasses for such 
elements, e.g. transformers H01F, switches, fuses H01H, line connectors H01R; installation of 
electric cables or lines, or of combined optical and electric cables or lines, or other conductors 
for supply or distribution H02G) 
INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC 
CABLES OR LINES (insulated conductors or cables with arrangements for facilitating mounting 
or securing H01B0007400000; distribution points incorporating switches H02B; guiding 
telephone cords H04M0001150000; cable ducts or mountings for telephone or telegraph 
exchange installations H04Q0001060000) 
EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS (indicating or signalling undesired 
working conditions G01R, e.g. G01R0031000000, G08B; locating faults along lines 
G01R0031080000; emergency protective devices H01H) 
CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; 
SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY (power supply circuits for apparatus for measuring 
X‐radiation, gamma radiation, corpuscular radiation or cosmic radiation G01T0001175000; 
electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time‐pieces with no 
moving parts G04G0019000000; for digital computers G06F0001180000; for discharge tubes 
H01J0037248000; circuits or apparatus for the conversion of electric power, arrangements for 
control or regulation of such circuits or apparatus H02M; interrelated control of several 
motors, control of a prime‐mover/generator combination H02P; control of high‐frequency 
power H03L; additional use of power line or power network for transmission of information 
H04B) 
DYNAMO‐ELECTRIC MACHINES (dynamo‐electric relays H01H0053000000; conversion ofÂ DC 
orÂ AC input power into surge output power H02M0009000000) 

H01M 

H01P 

H01Q 
H01R 

H01S 
H01T 

H02B 

H02G 

H02H 

H02J 

H02K 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 41 / 44 

 
 
 
IPC4 

H02M 

H02N 
H02P 

H02S 

H03B 

H03C 
H03D 

H03F 

H03G 

H03H 

Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC 
AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF 
DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF 
(conversion of current or voltage specially adapted for use in electronic time‐pieces with no 
moving parts G04G0019020000; systems for regulating electric or magnetic variables in 
general, e.g. using transformers, reactors or choke coils, combination of such systems with 
static converters G05F; for digital computers G06F0001000000; transformers H01F; 
connection or control of one converter with regard to conjoint operation with a similar or 
other source of supply H02J; dynamo‐electric converters H02K0047000000; controlling 
transformers, reactors or choke coils, control or regulation of electric motors, generators or 
dynamo‐electric converters H02P; pulse generators H03K) 
ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO‐
ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS 
Generation of electric power by conversion of infra‐red radiation, visible light or ultraviolet 
light, e.g. using photovoltaic [PV] modules (solar heat collectors F24J0002000000; obtaining 
electrical energy from radioactive sources G21H0001120000; light sensitive inorganic 
semiconductor devices H01L0031000000; thermoelectric devices H01L0035000000; 
pyroelectric devices H01L0037000000; light sensitive organic semiconductor devices 
H01L0051420000) 
GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY‐CHANGING, BY CIRCUITS 
EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON‐SWITCHING MANNER; 
GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS (generators specially adapted for electrophonic 
musical instruments G10H; masers or lasers H01S; Â generation of oscillations in plasma 
H05H) 
MODULATION (masers or lasers H01S; coding, decoding or code conversion H03M) 
DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER 
(masers, lasers H01S; circuits capable of acting both as modulator and demodulator H03C, e.g. 
balanced modulators H03C0001540000; details applicable to both modulators and frequency‐
changers H03C; demodulating pulses which have been modulated with a continuously‐
variable signalÂ H03K0009000000; transforming types of pulse modulation H03K0011000000; 
relay systems, e.g. repeater stations H04B0007140000; demodulators adapted for digitally 
modulated‐carrier systems H04L0027000000; synchronous demodulators adapted for colour 
television H04N0009660000) 
AMPLIFIERS (measuring, testing G01R; optical parametric amplifiers G02F; circuit 
arrangements with secondary emission tubes H01J0043300000; masers, lasers H01S; dynamo‐
electric amplifiers H02K; control of amplification H03G; coupling arrangements independent 
of the nature of the amplifier, voltage dividers H03H; amplifiers capable only of dealing with 
pulses H03K; repeater circuits in transmission lines H04B0003360000, H04B0003580000; 
application of speech amplifiers in telephonic communication H04M0001600000, 
H04M0003400000) 
CONTROL OF AMPLIFICATION (impedance networks, e.g. attenuators, H03H; control of 
transmission in lines H04B0003040000) 
IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS (measuring, testing G01R; 
arrangements for producing a reverberation or echo sound G10K0015080000; impedance 
networks or resonators consisting of distributed impedances, e.g. of the waveguide type, 
H01P; control of amplification, e.g. bandwidth control of amplifiers, H03G; tuning resonant 
circuits, e.g. tuning coupled resonant circuits, H03J; networks for modifying the frequency 
characteristics of communication systems H04B) 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 42 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

Description 

TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS (indicating arrangements for 
measuring G01D; measuring, testing G01R; remote‐control in general G05, G08; automatic 
control or stabilisation of generators H03L) 
PULSE TECHNIQUE (measuring pulse characteristics G01R; modulating sinusoidal oscillations 
with pulses H03C; Â transmission of digital information H04L; discriminator circuitsÂ detecting 
phase difference between two signals by counting or integrating cycles of oscillation 
H03D0003040000; automatic control, starting, synchronisation or stabilisation of generators 
of electronic oscillations or pulses where the type of generator is irrelevant or unspecified 
H03L; coding, decoding or code conversion, in general H03M) 
AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS 
OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES (of dynamo‐electric generators H02P) 
CODING, DECODING OR CODE CONVERSION, IN GENERAL (using fluidic means 
F15C0004000000; optical analogue/digital converters G02F0007000000; coding, decoding or 
code conversion, specially adapted for particular applications, see the relevant subclasses, e.g. 
G01D, G01R, G06F, G06T, G09G, G10L, G11B, G11C, H04B, H04L, H04M, H04N; ciphering or 
deciphering for cryptography or other purposes involving the need for secrecy G09C) 
TRANSMISSION 
BROADCAST COMMUNICATION (multiplex communication H04J; pictorial communication 
aspectsof broadcast systems H04N) 
MULTIPLEX COMMUNICATION (peculiar to transmission of digital information 
H04L0005000000; systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one 
television signal H04N0007080000; in exchanges H04Q0011000000) 
SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION 
(arrangements common to telegraphic and telephonic communication H04M) 
TELEPHONIC COMMUNICATION (circuits for controlling other apparatus via a telephone cable 
and not involving telephone switching apparatus G08) 
PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
SELECTING (switches, relays, selectors H01H)
LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK‐UPS OR LIKE ACOUSTIC 
ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF‐AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS (producing 
sounds with frequency not determined by supply frequency G10K) 
STEREOPHONIC SYSTEMS 
WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR 
ELECTRIC CIRCUITS OR APPARATUS SPECIALLY DESIGNED FOR USE IN EQUIPMENT FOR 
KILLING, STUNNING, ENCLOSING OR GUIDING LIVING BEINGS (stationary means for catching 
or killing insects by electric means A01M0001220000; apparatus for the destruction of 
noxious animals, other than insects, by electricity A01M0019000000; electric traps for animals 
A01M0023380000; slaughtering or stunning by electric current A22B0003060000) 
STATIC ELECTRICITY; NATURALLY‐OCCURRING ELECTRICITY
X‐RAY TECHNIQUE (apparatus for radiation diagnosis A61B0006000000; X‐ray therapy A61N; 
testing by X‐rays G01N; apparatus for X‐ray photography G03B; filters, conversion screens, 
microscopes G21K; X‐ray tubes H01J0035000000; TV systems having X‐ray input 
H04N0005321000) 
PLASMA TECHNIQUE (ion‐beam tubes H01J0027000000; magnetohydrodynamic generators 
H02K0044080000; producing X‐rays involving plasma generation H05G0002000000); 
PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY‐ CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS 

IPC4 

H03J 

H03K 

H03L 

H03M 

H04B 
H04H 

H04J 

H04K 
H04L 

H04M 

H04N 
H04Q 
H04R 

H04S 
H04W 
H05B 
H05C 

H05F 
H05G 

H05H 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 43 / 44 

 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL-USE POTENTIAL OF KEY 
ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX I – IPC4 DEFINITIONS 

Last 
revision: 
13/1/2017 

IPC4 

Description 

(obtaining neutrons from radioactive sources G21, e.g. G21B, G21C, G21G); PRODUCTION OR 
ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS (atomic clocks 
G04F0005140000; devices using stimulated emission H01S; frequency regulation by 
comparison with a reference frequency determined by energy levels of molecules, atoms, or 
subatomic particles H03L0007260000) 
PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; 
MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS (details of instruments or 
comparable details of other apparatus not otherwise provided for G12B; thin‐film or thick‐film 
circuits H01L0027010000, H01L0027130000; non‐printed means for electric connections to or 
between printed circuits H01R; casings for, or constructional details of, particular types of 
apparatus, see the relevant subclassesprocesses involving only a single technical art, e.g. 
heating, spraying, for which provision exists elsewhere, see the relevant classes); 
SUBJECT MATTER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR IN THIS SECTION

H05K 

H99Z 

ANNEX I – IPC4Definitions 

Page I 44 / 44 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

ENER‐02 

Energy 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Flexible solar cells (modules) 
enabling improved PV 
integrability 

Flexible solar cells (modules) based on thin‐films layers, organic dyes, deposited organic 
polymers, etc., enabling flexibility for improved PV integration, major modularity, easier 
installation, with more choice in appearance and reduced cost thanks to optimization of 
materials’ consumption as well as improvements at the manufacturing level. 

ENER‐09 

Energy 

ENER‐11 

Energy 

Systems for hydrogen 
storage for fuel cells 
transport as well as portable 
and consumer applications 

Fuel cells‐based systems for 
transport applications 

ENER‐12 

Energy 

Fuel cells‐based systems for 
portable applications 

To develop systems for hydrogen storage for fuel cells transport as well as portable and 
consumer applications (e. g. hydrogen cylinders, metal‐hydride tanks, chemical‐hydride tanks, 
methanol cartridges (for direct methanol fuel cells, DMFCs). 

To develop fuel cell‐based systems for transport applications with improved performance at 
both single component and system level eventually combined with efficient and reliable units 
for fuel processing of liquid fuels to hydrogen (reforming of, for example, gasoline, diesel and 
kerosene) for on board application. 

To develop fuel cell‐based systems for portable applications with improved performance at 
both single component and system level toward miniaturisation, compatibility, simplicity and 
cost‐effectiveness including hybrid systems solutions capable to optimizing system efficiency, 
dynamics and start‐up time. 

ENER‐25 

Energy 

Hybrid systems integrating 
several distributed energy 

Hybrid systems capable of exploiting several distributed energy sources, including renewable, 
as well as heat pumps, long and short term energy storage, all sorts of heating and cooling 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 1 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

ENER‐28 

Energy 

ENER‐33 

Energy 

ENER‐35 

Energy 

sources 

systems and waste heat recovery in a synergistic way, with advanced controls and designed for 
easy and modular in situ deployment, maintenance and reconditioning, e.g. for temporary 
camps or other settlements requesting flexibility 

Next generation thermal 
energy storage 

To develop next generation thermal energy storage solutions and systems for the storage of 
heat and cold towards reducing costs of actual systems and improving their ability to effectively 
and efficiently shift heat demand over days, weeks or seasons. 

Compressed Air Energy 
Storage (CAES) 

Compressed Air Energy Storage (CAES) coupled with expansion for renewable energy storage 
and delivery of renewable electricity whose efficiency is maximized and costs are minimized 

Seasonal thermal energy 
storage and other 
alternative thermal energy 
storage solutions 

Exploiting river, lake or sea water through improvements in design and installation methods as 
well as control. 

ENER‐38 

Energy 

Flexible, self‐healing and 
damage resilient power 
transmission/distribution 

To develop flexible AC power transmission/distribution systems based on high‐speed power 
routing equipment and systems, allowing for self‐healing and more resilient grids, including for 
critical infrastructures power supply or external operation theatres. 

TRA‐01 

Transport  

Advanced on‐board energy 
generation or recovery 

To develop systems and solutions for the generation or recovery of energy on board vehicles, 
from internal (motion, heat) as well as ambient sources (solar, wind, etc.) in order to improve 
the overall energy consumption of the vehicle and power embedded systems. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 2 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

TRA‐08 

Transport  

Information‐based fleet 
management systems 

TRA‐11 

Transport  

All weather transport 
operations 

TRA‐12 

Transport  

Advanced embedded 
positioning and navigation 

TRA‐13 

Transport  

Information‐rich operator 
position 

Services from fleets of trucks, bus, ships, aircraft, etc. benefit from accurate real‐time 
positioning, dependable data links and user‐friendly service‐oriented central command & 
control systems, in particular so as to optimize geographical coverage, maintenance, catering, 
crew timetables, etc. 

Instruments and systems robust to extreme weather conditions, able to receive useful external 
information and provide operators with operational assistance, so that transport operations 
have the capability to operate safely in a wide range of meteorological and environmental 
conditions. 

To develop beacon‐based, satellite‐based or inertial systems, eventually coupled, able to 
deliver a highly precise and dependable positioning and navigation service, whatever the 
vehicle and operational conditions, cost‐effectively and with low weight and cost‐effective 
embedded systems. 

In the context where information capture is increased all over the transport chain (on‐board 
vehicles, from the infrastructure or any other source), as well as multilateral communications 
(vehicle‐to‐vehicle, vehicle‐to‐infrastructure), the provision of the vehicle operator – pilot, 
driver, sailor, traffic controller, etc. – with full situational aware 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 3 / 39 

ness and decision‐making assistance is getting fundamental. Taking stock on advanced 
processing capabilities, advanced ergonomics and optimal human machine interfaces, the 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

TRA‐15 

Transport  

Electric vehicle powertrain 

information‐rich operator position supports safer, more efficient, more automated and fool‐
proof vehicle operations. 

Even though at widely different levels of maturity depending of the category of vehicle (trams 
and trains, cars, ships, aircraft and even satellites with ion thrusters), electric propulsion is 
physically the most energy efficient way of moving vehicles, with a high potential for also for 
operation optimization. Around the electric vehicle powertrain, shared challenges appear on 
embedded energy storage and charging, on‐board power management, overall cost‐
effectiveness, use of rare materials and all sorts of hybridization. 

TRA‐16 

Transport  

Smart charging equipment 
for vehicle embedded 
energy storage capabilities 

Embedded energy charging stations and infrastructures supporting the effective deployment of 
new mobilities, especially electric mobility, providing user‐centric safe and secure charging 
services whilst taking into account energy networks constraint 

TRA‐17 

Transport  

Low emissions (and noise) 
vehicle powertrain 

TRA‐18 

Transport  

Green fuels 

To develop combustion powertrains taking into account fuel feeding and real operational 
conditions so as to reduce energy consumption and pollutants emissions, taking advantage of 
advanced simulation means to optimize combustion conditions, engine architecture and control 
loops, powertrain subsidiary components, lubrication and power transmission, vibration and 
noise energy losses. 

To develop cost‐effective fuels from biomass and other sustainable resources that demonstrate 
sufficient energy density and satisfying operational characteristics while being producible at 
reasonable costs with clean highly energy‐efficient processes. Note: green fuels are addressed 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 4 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

TRA‐19 

Transport  

Green and safe vehicle 
design 

here within the “transport” point of view but may be dedicated to other usages (e.g. 
combustion for energy generation). See also the correlated Innovation Field in the Chemical 
Processes, Chemicals, Chemical Products and Materials Domain. 

Vehicle configuration designed with the help of best material science and modelling / 
simulation capabilities for a minimal environment impact, in particular low emissions and 
structural noise, optimal all‐conditions interactions with vehicle environment and operation 
safety 

TRA‐20 

Transport  

Advanced vehicle structures  To develop vehicle structures – such as car chassis, aircraft airframes, ship hulls, train or 

satellite platforms, rocket fuselages, etc. ‐ that are light‐weight, crashworthy and wear/fatigue 
resistant (e.g. single‐piece or rivet‐less complex shapes), eventually functionalized, coated or 
otherwise treated for improved properties, and produced with minimal use of materials and 
chemicals, recyclable and cost‐effective. 

TRA‐21 

Transport  

Sustainable/recyclable 
vehicles and systems 

Vehicles and systems designed taking into account overall lifecycle, including maintenance and 
end of life, so as to increase recycling share and minimize waste, use of rare or toxic materials 
and pollutions whilst maintaining capabilities throughout campaign life 

TRA‐22 

Transport  

Eco‐efficient Maintenance, 
Repair and Overhaul (MRO) 
strategies and systems 

To design vehicles and systems for maintainability, including regular, condition‐based, 
predictive and preventive maintenance, based on eco‐efficient Maintenance, Repair and 
Overhaul (MRO) systems, as non‐destructive testing, robotic maintenance or advanced retrofit 
strategies. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 5 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

TRA‐23 

Transport  

Unmanned vehicle controls 

To develop complete vehicle control chains ‐ including environment data acquisition and 
processing, choice of reaction strategy and related actuation ‐ enabling high level capabilities 
for autonomous or remote controlled operations of all sorts of unmanned vehicles, including 
driverless trains, drones, autonomous cars, satellites, space probes, planetary exploration 
robots, etc. 

Use of open standards for data analysis in Earth Observation products/services 

Integration of Earth 
Observation 
services/products with 
positioning ones and ICT 

SPA‐01 

Space 

SPA‐02 

Space 

SPA‐03 

Space 

Key satellite communication 
technologies with increased 
maturity 

Miniaturisation, power reduction, efficiency, versatility and/or increased functionality of 
photonics technologies, active antenna building blocks, flexible repeater, anti‐jamming and 
interference mitigation techniques, on board spectrum monitoring, etc. 

Solutions for cross modal mobility using also the Internet of Things and exploiting the 
interconnectivity of devices and their location. Applications for secure financial transactions, 
tracking solutions, social networking, safety and emergency, e‐health, etc. should finally be 
enhanced 

Innovative EGNSS based 
applications/services/produc
ts for transport (e.g. 
aviation, road, maritime and 
rail), LBS (Location Based 
Services) and smart cities 
(incl. Internet of Things) 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 6 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

SPA‐04 

Space 

SPA‐05 

Space 

Advanced sensor functions 
to survey and track space 
objects and analyse SST 
(Space Surveillance & 
Tracking) captured data  

Flexible satellite broadband 
telecommunication payload 

SPA‐06 

Space 

Efficient low mass / cost 
long campaign life 
spacecraft bus/platform 

To establish and operate a sensor function consisting of a network of ground‐based or space‐
based existing national sensors to survey and track space objects. To establish and operate a 
function to process and analyse the SST data captured by sensors, including the capacity to 
detect and identify space objects and to build and maintain a catalogue thereof 

Increase transponders data processing rates whilst keeping energy consumption under control. 
Develop payload capability for broadband communication (C to Ku and Ka bands), including 
through increased operational flexibility and re‐configurability. Enable higher on‐board 
processing power with increasing on‐board available energy and improving embedded power 
and thermal management (including with deployable radiators or cryogenic cooling). Power and 
cost optimized satellite platform. Develop high performance frequency filters for optimal 
dimensioning of the transmitter and receiver systems, including supra‐conductivity filtering. 
Develop building blocks for high performance low cost antennas as large focal length reflectors 
and their reliable deployment and actuation mechanisms, multi‐beam feeds, multi‐spot reflect 
arrays, reconfigurable beam forming antennas or classical Q/V / UHF band antenna 
manufactured in a repeatable way 

Develop space qualified lightweight composites or metallic alloys and optimize spacecraft 
structural integration. Functionalize spacecraft structural parts ("smart skin"), for structural 
health monitoring, electric shielding, thermal regulation, heat radiation…Reduce weight and 
power consumption of AOCS, EEE components, solar panels, thermal and power control, 
batteries, etc. Improve avionics and replace sources of vibrations with non‐mechanical, micro‐

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 7 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SPA‐07 

Space 

Miniaturized high precision 
attitude, orbit and time 
management control 
systems 

mechanical or high frequency features so as to improve pointing precision and stability of the 
satellite. Develop low cost highly efficient (high specific impulsion) and/or versatile propulsion 
systems for transfer phase as well as for station keeping. Develop optimized power systems 
(advanced power generation, storage and management), with taking into account thermal 
management requirements (heating and cooling, heat dissipation, energy recovery…) Support 
on board and system level data handling with high speed data bus and advanced on board 
computing capabilities. Ensure integrity and security of the satellite with advanced 
cryptography and fault detection, isolation and recovery. Provide solutions for the protection of 
critical systems from environmental space threats as debris, dust, radiation, micro‐meteoroids, 
electrostatic charging… 

Develop high precision wide range inertial measurement and pointing (including with fibre 
optic gyroscopes, optical metrology, stepper motor...). Develop active compensation high 
resolution Line‐Of‐Sight actuation control techniques for LEO and GEO (star trackers, sun 
sensors, magnetometers). Take advantage of multi‐GNSS systems reception capabilities (GPS, 
Galileo, Beidou, Glonass) to enable low cost satellite positioning. Implement low and very low 
thrust electric for station keeping and attitude control, including with full electric or hybrid 
propulsion systems. Minimize all equipment and subsystems vibrations, including with 
replacing rotating parts with non‐mechanical equivalent, miniaturizing the moving parts or 
increasing rotation speeds. Implement compact, even miniature, accurate, high stability and 
robustness space qualified time measurement solutions, from ion traps to optical atomic clocks. 
Develop advanced spacecraft flight models for more automated space operations 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 8 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

SPA‐08 

Space 

Optimized space systems 
ground segment for highly 
efficient operations 

SPA‐09 

Space 

Flexible low consumption 
launch and space propulsion 
systems, including for 
transfer, orbit keeping and 
deorbitation 

Optimize ground segment architecture to enable a high level of scalability, modularity and 
flexibility as required in a multiuser and multi‐mission context. Rely more and more on Service 
Oriented Architecture, virtualisation, grid technologies and plug and play building blocks. 
Improve space surveillance and operator situational awareness, in particular for debris 
monitoring and satellite/constellation tracking based on Synthetic Aperture Radar and other 
sensors. Improve man machine interface for easier satellite, constellation and related service 
operation. Ensure a high degree of security and integrity and ground‐space communications 
and processing.  

Optimize cryogenic propulsion for information‐rich use in main and upper stage launcher 
propulsion, including with high efficiency re‐ignition capabilities and all non‐boosted phases. 
Develop solid propulsion engine for main/core propulsion and booster stages. Optimize engine 
pressure and feed flow control systems. Evaluate hybrid electric/chemical throttle‐able 
propulsion systems for transfer phase and station keeping. Develop high specific thrust 
propellants and related engines/thrusters for replacing chemicals that are rare or falling under 
REACH constraints (as MON/MMH, Hydrazine, Xenon). Develop miniaturized low cost and 
modular technologies for electric thrusters, including for small satellites. Develop very high 
energy density propulsion and thrust subsystems (as supra‐conductive EEE components). 
Develop highly efficient multi‐purpose electric satellite propulsion systems (as high power low 
erosion gridded ion or multistage plasma thrusters) for all sizes of LEO to GEO satellites. 
Develop non‐toxic / high performance de‐orbitation systems for launcher upper stages as for 
satellites with limited impact on system launch mass but reliable enough to operate after 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 9 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SPA‐11 

Space 

Embedded power and heat 
control and distribution 
systems 

SPA‐12 

Space 

High throughput low energy 
embedded data handling 
and processing 

longest lifetimes (up to 25 years). 

Increase power density of embedded energy storage systems, in particular batteries and low 
power supercapacitors, whilst mastering lifetime and resilience to severe operational 
conditions. Investigate interest for regenerative fuel cells used for energy storage. Reduce mass 
and increase efficiency of power control and distribution units, especially for LEO satellites. 
Extend voltage operational range of embedded power electronics and electrical systems, in 
particular for supporting electrical propulsion or high performance telecommunication 
payloads. Optimize embedded power management and distribution. Enhance thermal rejection 
for high energy missions (as telecommunication) with the help of advanced deployable 
radiators or other fluidic and mechanical solutions. Develop zero/low vibration heat pumping 
systems for cooled detectors and systems. Develop thermo‐electricity solutions for reliable and 
cost‐effective reversible generation of cold or power. 

Implement space qualified very high data rate payload data handling and transmission 
architecture and systems (including antenna). Develop regenerative/transparent in flight 
reconfigurable On‐Board Processor, eventually based on software radio techniques. Increase 
capability of on‐board databus and data connections (including high speed optical connections). 
Reliably integrate and miniaturize modem, data interface and data processing subsystems to 
reduce mass and power consumption, including for multi‐instruments resource constrained 
missions. Develop space qualified high capacity high data rate mass memories, high 
performance eventually multi‐core processors, low power / reprogrammable controllers, high 
speed serial link, electronic components with protecting packaging, etc. Develop software 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 10 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SPA‐13 

Space 

High resolution on‐board 
observation and detection 
instrument chains 

SPA‐14 

Space 

Planetary exploration robots 
and robotic systems 

architectures that take into account space systems hardware evolution in time and limit the 
obsolescence effect. 

Increase resolution and observation range of Earth observation detectors (including sub‐mm 
optical observation, IR & UV spectrometry, radar systems, sub‐mm radiometry, X‐ray detection, 
fine interferometry, humidity detector, CMOS imagers, magnetometers, etc.). Develop 
miniaturized high stability and reliability systems for large and/or active optical observation 
systems. Minimize noise on detectors, including with high efficiency zero vibration cryo‐coolers, 
and develop systems to detect and control residual errors. Integrate the complete detection 
chain improvement from detector improvement to accurate pointing and smart data 
optimisation (as with autonomous cloud detection for Earth observation systems). Develop 
stable, reliable and high power LIDAR instruments for future Earth observation, including 
pollution monitoring. 

Setup system architectures and sensing/actuation subsystems capable for autonomous 
rendezvous, proximity and docking operations. Implement the right combinations of propulsion 
systems for long distance travel, braking, landing, ground movement and possibly come‐back 
(including sample return). Develop re‐entry capsules, possibly re‐usable, with deployable and / 
or inflatable heat shield, ablative or permanent, and aero‐braking systems for safe atmosphere 
entry or re‐entry. Increase European capabilities for testing of atmosphere re‐entry capsules, in 
particular plasma shock testing. Equip re‐entry vehicles with accurate guidance systems for 
precision landing and surface navigation. Enable long duration full operational autonomy of 
exploration rovers, through implementing advanced unmanned systems control capabilities. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 11 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SPA‐17 

Space 

SPA‐18 

Space 

Quick launch solutions for 
cost‐effective low Earth 
orbit positioning 

Space debris monitoring, 
reduction and prevention 

SPA‐19 

Space 

Lightweight long life 
structures for space vehicles 

Develop lightweight automated features, including robotic arm, soil penetrators/deep drillers 
and container sealing and handling systems for sample collection. Optimize long distance low 
power data transmission. 

Design a system able to inject a small satellite in low Earth orbit within a few days of alert 

Develop a dual use (civil and defence) architecture for a centre maintaining an ephemeris of all 
detectable objects in orbit. Implement detection systems able to monitor space debris, in 
particular in lower orbits, down to less than 10 cm diameter. Design a standard equipment to 
monitor atmosphere re‐entry of all orbiting vehicles and follow up possible fragmentation. 

Develop lightweight structural materials highly resilient to space launch mechanical constraints 
as well as to long run incidence of severe space environment conditions (temperature, 
radiation, micrometeorites impacts...). Functionalize structural parts, possibly with 
multifunctional coatings, so as to enable optimization of characteristics such as emissivity, 
absorptivity, friction, insulation, etc. Develop high performance advanced adhesive and joining 
technologies to support more automation of manufacturing and assembly processes. 

SPA‐20 

Space 

Substitutes for toxic 
chemicals and materials in 
space industry products and 

Replace substances falling under REACH regulation with efficient substitutes, including for 
solvents, cleaning products, primers for parts bonding, thermoset resins, aluminium 
anodisation, propellants, etc. Ensure all substitutes are adequate for space use: non‐outgassing, 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 12 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SPA‐21 

Space 

HEAL‐07 

Health & 
Healthcare 

HEAL‐10 

Health & 
Healthcare 

production 

usable with a wide temperature range, with no sourcing issue nor international dependence. 
Prepare for the situation where RoHS directive becomes applicable to space (especially 
concerning lead‐free electronics) 

Satellite Earth observation 
for meteorology, 
environment monitoring and 
other wide area services 

Satellite Earth observation systems for meteorology, environment monitoring, land exploration 
and other wide area services including homeland surveillance. 

Technologies to identify and 
validate biomarkers for 
diagnostics and predictive 
personalized medicine 

To develop technologies able to identify and validate more accurate and informative 
biomarkers for diagnostics e.g. better than PSA in prostate cancer, including epigenetic 
methylation profiles; including predictive biomarkers as short DNA repeats for 
preventing/anticipating disease susceptibility. 

Portable Point‐of‐Care (POC) 
devices and test kits for 
instant diagnosis based on 
microfluidics, bio‐sensors 
and/or arrays 

To develop rapid, safe and cheap diagnostics, portable and miniaturized devices or easy kits for 
diagnosis or treatment monitoring at home (capable of data collection and Communication 
with the medical doctor). 

HEAL‐18 

Health & 
Healthcare 

Improved delivery systems, 
surface coatings and coating 

To develop new and improved delivery systems and surface coatings for conventionally 
fabricated tablets. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 13 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

techniques for drugs 

HEAL‐19 

HEAL‐20 

Health & 
Healthcare 

Health & 
Healthcare 

Production of antibiotics and 
antibodies 

Production of both antibiotics and antibodies through fermentation or other biotechnological 
procedures 

Robots for medical 
interventions 

Robotic systems supporting professional medical interventions such as e.g. robotized assistance 
during surgery, robotized precision surgery, robot assisted micro‐surgery, robotic devices for 
minimally invasive surgery, medical micro‐ and nanobots, robotized assistance in small medical 
interventions 

HEAL‐22 

Health & 
Healthcare 

Robotized systems capable 
to assist patients’ mobility or 
other living functions 

HEAL‐23 

Health & 
Healthcare 

Robots for rehabilitation 
treatment 

To develop passive robotized systems (including intelligent prostheses) capable to assist 
patients’ mobility or other living functions (e.g. exoskeletons for disabled patients). 

Robotized systems capable of supporting healthcare workers in patients' rehabilitation, 
manipulation, etc. ‐ including robot assisted motor‐coordination therapy, robot assisted 
physical training therapy, robot assisted mental, cognitive and social therapy, etc. 

HEAL‐25 

HEAL‐26 

Health & 
Healthcare 

Health & 
Healthcare 

Smart telecommunications 
systems for theranostics 

Telecommunications systems coupled to diagnostics or therapeutic approaches such as e.g. 
Control of Aptamer Function Using Radiofrequency Magnetic Field 

Telemedicine/surgery 
telecommunications 
capabilities for routine 

Data transmission, storage and analysis systems to improve telemedicine/surgery capabilities 
for routine consultation and emergency scenarios 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 14 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

MAN‐01 

Manufacturing & 
Automation 

consultation and emergency 
scenarios 

Advanced joining 
technologies for long life 
joints of diverse materials 

Improved, new or hybrid joining technologies enable competitive incorporation of materials 
into structures, including “self‐assembly”, increase the lifetime of assemblies thus reducing 
maintenance costs and support products adapted to extreme environments (deep sea, space, 
engines, medical). 

MAN‐02 

Manufacturing & 
Automation 

Tools and concepts to 
process new and advanced 
materials 

To develop new tools and concepts for precise and fast machining and processing of new and 
advanced materials, especially with respect to casting, forming, moulding, material removal, 
shaping, 3D printing, etc. 

MAN‐03 

Manufacturing & 
Automation 

Mass production of 
functionalized surfaces and 
materials 

To develop scalable processes, either physical (additive manufacturing, laser, Physical Vapour 
Deposition (PVD)) or chemical (Chemical Vapour Deposition (CVD), sol‐gel), for treating or 
coating surfaces so as to provide them high added‐value functionalities as embedded sensing, 
adaptive control, self‐healing, antibacterial activity, self‐cleaning. 

MAN‐04 

Manufacturing & 
Automation 

Automated production of 
thermoset and 
thermoplastic composite 
structures/products 

Combinations of methods (automated production, out‐of‐autoclave production, press forming 
and welding, laser cutting and joining) and materials (resins and polymer matrix combinations, 
curable, reusable and recyclable thermoplastics) for weight reduction and novel constructs 

MAN‐05 

Manufacturing & 

Integrated non‐conventional 

Integration of non‐conventional technologies (such as lasers, water jet, electro discharge, 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 15 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Automation 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

processes to reduce 
manufacturing time to 
market and increase the 
quality of the work piece 

ultrasonic, printing, 3D printing) to develop new multifunctional manufacturing processes (for 
inspection, thermal treatment, stress relieving, machining, joining, etc.) that reduce time to 
market and increase quality. 

MAN‐06 

Manufacturing & 
Automation 

Rapid manufacturing for 
custom made parts 

To develop new processes enabling flexibility and rapid change, including optimal topological 
features, added functionality and levels of personalization not previously possible at large scale. 
Examples include printing inks/processes (including 3D printing), on‐demand (nano) coatings, 
use of different materials. 

MAN‐07 

Manufacturing & 
Automation 

Energy‐efficient factories 

To develop new and improved concepts for energy generation and recovery in production, 
including substitution of high‐temperature processes. 

MAN‐09 

Manufacturing & 
Automation 

Quality control for robust 
micro‐ and nano‐enabled 
production 

To develop rigorous in‐situ quality control systems with high 3D resolution and accuracy 
measurement capability, over large areas or with high aspect ratio on complex parts, 
in less temperature‐controlled environments and a speed/throughput compatible with 
industrial standards. 

MAN‐10 

Manufacturing & 
Automation 

Tools and equipment for 
manufacturing of high 
performance flexible 
structures 

Methods and technologies realising the full potential of high performance polymers and 
advanced textiles, including for 3D structured, multi‐layered and hybrid materials, joint‐free 
complex shapes, automated joining and a wide range of surface engineering and 
functionalisation techniques. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 16 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

MAN‐16 

Manufacturing & 
Automation 

MAN‐18 

Manufacturing & 
Automation 

MAN‐23 

Manufacturing & 
Automation 

MAN‐25 

Manufacturing & 
Automation 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Embedded cognitive 
functions for supporting the 
use of machinery and robot 
systems in changing shop 
floor environments 

Flexible, reconfigurable and 
modular machinery and 
robots 

Intelligent maintenance 
systems for increased 
reliability and improved 
factory lifecycle 
management of production 
systems 

Smart supply networks 
based on object connection 
and industrial control 
systems for products and 

More advanced control, integration and networking among cognitive machines and robot 
systems, and robust behaviour with respect to unforeseen changes for machinery and robot 
systems that must perform well over increasing uncertainty ranges and in less/partly structured 
shop floor environments. 

As‐autonomous‐as‐possible reconfiguration of machinery and robots to support mass 
customized and highly personalized products and fast reactions to shifts of market demand, e.g. 
through self‐adjustment, correction, control and networking, to decrease e.g. changeover time 
and energy usage. 

Novel maintenance approaches that are able to provide required capacity and production 
quality. Intelligent maintenance systems based on condition prediction mechanisms, remaining 
useful life estimation, and analysis of machines’ behaviour, operational parameters, and self‐
learning capabilities. 

"Internet of Things" of assets and products (objects carry information and communicate). It is 
e.g. needed to bridge the gap between different abstractions of objects operating at the shop 
floor level, business systems level, and at the level of supply networks for data analytics. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 17 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

ELE‐02 

ELE‐03 

ELE‐04 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

production systems 

User‐friendly human‐
machine interfaces 

To enable easy human‐machine interactions and interfaces that increase user‐friendliness 
through e.g. real‐time human language technologies, multimodal interfaces mimicking human 
communication skills, safe natural proximity and hands‐free interaction and up to virtual reality 
for high complexity systems. 

High autonomy 
communicating devices 

To develop cost‐effective and all‐size embedded sensors with high connectivity for the Internet 
of Things, or for airborne or satellite‐based Earth / environment observation, with embedded 
sensor systems and observation/detection instrument chains or autonomous sensors / devices 
making use of remote power supply/storage and/or micro energy harvesting. 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Low consumption high 
computing power 
components (“More 
Moore”) 

To develop affordable and sustainable high computing power low consumption components 
and circuits, basically “more Moore” (e.g. based on Complementary Metal‐Oxide 
Semiconductor (CMOS) and Silicon technology), for further miniaturization, higher 
performance, increased energy efficiency and better heat management of computing systems, 
supported by a shift to renewable, abundant and non‐toxic materials and more cost effective 
production processes and higher transistor density, such as extreme ultra‐violet (UV) 
photolithography and increased size of semiconductor wafers. 

ELE‐05 

Electronic, 
Electric & 
Communication 

Functionalized cost‐effective 
components (“More than 

To develop components and circuits going beyond Complementary Metal‐Oxide Semiconductor 
(CMOS) technologies (“More than Moore”) to deliver powerful low cost and/or functionalized 
computing, sensing and actuation solutions, building on the functionalisation of the semi‐

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 18 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Systems 

Moore”) 

conductor substrate to enrich the non‐digital capabilities of the circuits, manage their growing 
complexity, enable alternative computer architectures (e.g. self‐organizing, reconfigurable, 
defect‐ and fault tolerant architectures) or high performance solutions for radiofrequency, 
sensing and control/actuation microsystems, making all these potentially integrate‐
able/couple‐able with Complementary Metal‐Oxide Semiconductor (CMOS) (“system on chip”). 

ELE‐07 

ELE‐08 

ELE‐09 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

High efficiency power 
control and conversion 
electronics 

To develop efficient, effective, reliable and sustainable solid‐state fast dynamics power 
electronics for the control and conversion of electric power, mainly for power grid or transport 
applications. 

Lightweight vehicle 
embedded circuits and 
systems 

To develop electronic components and circuits adapted to (and qualified for) the specific 
constraints of vehicle embedded systems: lightweight and energy efficient, modular (as much 
as possible) and easily upgraded/retrofitted, resistant/resilient to vibrations and other 
operational constraints (dynamics, temperature, etc.), long campaign life and fit for 
architectures offering the best operational safety. 

Circuits and systems for long 
campaign life and/or severe 
operational conditions 

Dedicated circuits and systems able to operate on the long run, or smoothly address the 
obsolescence issue, under severe environmental conditions of operation, as much as possible 
from adaptation of standard high performance electronic, electric and electro‐mechanical (EEE) 
components to extreme operational conditions (extreme temperatures, out of atmosphere 
radiations, battlefield, space launch acceleration and vibrations, nuclear environment, etc.). 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 19 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

ELE‐10 

ELE‐11 

ELE‐14 

ELE‐15 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Flexible large‐area 
electronics 

To develop semi‐conductive inks, substrate treatments and related manufacturing processes 
enabling printed and thin film electronics, eventually organic, for less performance but lower 
costs of circuits (compared to silicon electronics), and for developing large scale and flexible 
integration of smart capabilities into textiles/wearable products, packaging, buildings, lighting, 
etc. 

Small scale embedded 
energy systems 

To develop power systems and solutions, such as battery or fuel cell systems, for supplying 
mobile and autonomous devices with embedded energy in an operational, safe, cost‐effective, 
user‐friendly and long‐lasting format. 

Smart content and big data 
for information‐based 
services 

Smart ways to combine multiple, potentially heterogeneous, data sources to create and handle 
content automatically so as to generate metadata and process it (e.g. using semantic 
techniques or knowledge mining) to develop analyses, decision‐making support, etc. 

High‐performance 
computing / 
supercomputing facilities 

Highly energy efficient high computing power infrastructures, or "super computers", delivering 
high levels of resilience, integrity and maintainability so as to support advanced simulation, 
modelling or calculation services  

ELE‐19 

Electronic, 
Electric & 

Advanced broadband 
wireless communication 

To develop radio‐frequency technologies for seamless, high‐performance (broadband), reliable, 
interoperable, efficient and secure wireless communication, including cognitive radio and new 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 20 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Communication 
Systems 

ELE‐20 

ELE‐21 

ELE‐22 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

radio technologies to make better use of the limited radio spectrum and advanced wireless 
networks with increased bandwidth and energy efficiency and multiple communication chips in 
single platforms such as radio‐frequency micro electromechanical systems (RF‐MEMS) or 
Antennas and radio‐frequency (RF) parts for next generation wireless networks. 

High bandwidth optical 
networks 

To develop advanced network infrastructures with ultrahigh bandwidth, mainly based on an 
optical backbone and taking advantage of solutions as radio over fibre or other seamless 
network technologies. 

Embedded broadband 
communication payload 

Highly resource efficient 
networks 

Transponder systems enabling embedded communication payloads of satellites, airships or any 
flying or otherwise moving platforms to provide a broadband communication service at a 
reasonable cost, with a limited energy consumption (and heat dissipation) and including with all 
protection systems for preventing unwanted spoofing and jamming of other systems and/or 
obtaining a sufficient level of encryption and confidentiality. 

To develop resource efficient networks and infrastructures with a low use of energy (i.e. limited 
heat dissipation), spectrum and processing power, including through concepts such as multi‐
hop mesh solutions, multi‐criteria routing and cognitive/self‐organization, context based 
sleep/active cycles, low power infrastructure chipsets and modules and a special effort on 
developing distributed cloud computing and data centre eco‐efficiency. 

ELE‐23 

Electronic, 

Specialized networks for the  Smart and highly specialized networks addressing specific needs (e.g. low data transfer but 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 21 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

ELE‐24 

ELE‐25 

ELE‐26 

Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

internet of things 

precise timing or specific energy constraints), taking advantage of self‐organization or low 
power communication protocols, including passive near‐field communication (RFID) for wireless 
sensor networks 

Embedded data handling 
and processing 

High throughput low energy data handling and processing capabilities embedded into all sorts 
of smart vehicles, from individual cars to space systems, with optimised architectures and 
optimised data transfer and processing capabilities 

Complex system‐of‐systems 
architectures 

Integrated system‐of‐systems architectures, based on network technologies and convergence 
concepts, with high levels of scalability, reliability, resilience and security so as to manage 
complex systems such as energy grids, transport chains, homeland security shields or other 
networked resources 

Electronic, 
Electric & 
Communication 
Systems 

Wide range of physical, 
chemical and biological 
detection and measurement 
sensors 

Sensors and sensor systems, either analogical or digital and with expected combinations of 
sensitivity, specificity, reliability, resistance, energetic‐efficiency and cost‐efficiency, for all sorts 
of physical, chemical and biological signals, or a combination of these. This includes any 
technologies as for detection of traces, infra‐red visualisation, advanced magnetometry, etc. 

CHEM‐08 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 

Metamaterials or novel 
chemistries for the 
substitution of rare 
elements and other critical 

Metamaterials or novel chemistries to be applied as safe and cost‐effective equivalents to rare 
and toxic adjuvant to various productions, or minimal use of them, with application e.g. in 
catalysts without precious metals (especially without Platinum), permanent magnets and 
battery electrodes without rare earths, replacement of Indium Tin Oxide (ITO) where thin 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 22 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

CHEM‐10 

CHEM‐12 

CHEM‐11 

Products & 
Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 
Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 
Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 

raw materials 

transparent oxides are needed as in screens and displays, etc. 

High‐strength / low‐weight 
fibre‐reinforced polymer 
composite materials 

Fibre‐reinforced polymer composite materials with superior strength and lower weight for 
application in transport applications (to reduce fuel consumption while guaranteeing strength), 
civil engineering (to provide for steel substitution in structures requiring strength combined 
with light weightiness or low maintenance), sports equipment, etc. 

Lower cost, lower density, high‐strength, high‐temperature or corrosion‐resistant ceramics, 
inter‐metallics, alloys, super‐alloys as well as metal‐matrix, ceramic‐matrix or metal‐ceramic 
composites for high‐performance applications mainly in the fields of energy and transport. 

Ceramics, inter‐metallics, 
alloys, super‐alloys and 
metal/ceramic‐based 
composite materials for 
high‐performance 
applications 

Advanced materials and new 
material architectures with 
added functionalities 

To develop advanced, mainly structural, materials with added functionalities, such as for 
sensing or self‐repair, and new material architectures incorporating novel fibres, nanomaterials, 
etc., capable to provide added functionalities especially to large structures. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 23 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

CHEM‐13 

CHEM‐14 

CHEM‐17 

Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 
Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 
Materials 

Chemical 
Processes, 
Chemicals, 
Chemical 
Products & 
Materials 

Coatings and surfaces with 
high scratch and/or 
corrosion resistance, good 
weather‐ability and/or with 
self‐repairing capabilities 

Coatings and surfaces with 
anti‐fouling or self‐cleaning 
properties 

Long‐lasting coatings and surfaces with high scratch and/or corrosion resistance, good weather‐
ability as well as coatings and surfaces with self‐healing, self‐repairing or self‐replicating 
properties. 

Coatings and surfaces with anti‐fouling or self‐cleaning properties able to recognise and inhibit 
e.g. bio‐fouling agents, pollutants, corrosion agents, etc. 

High mechanical, chemical 
and optical properties thin 
glass for low weight, high 
performance applications 

Cost‐effective, high mechanical, chemical and optical properties thin glass layers for low weight, 
high performance applications, such as to improve or replace costly coatings and surface 
treatments whilst maintaining mechanical and chemical properties (purity, anti‐reflectiveness, 
spectral behaviour, anti‐fog, anti‐dust, etc.). 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 24 / 39 

 
 
 
 
Ref 

Originating 
Industrial sector 

AGRO‐06 

Agro ‐ Food 

AGRO‐22 

Agro ‐ Food 

Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Analytical methods toward 
safe plant raw materials for 
food application 

Analytical methods and techniques aimed at the identification and quantification of toxins, anti‐
nutritives, unfavourable organisms, biologic or chemical contaminations, which are systemic to 
or contaminating food plants, toward producing quality and safe food 

Assessment and prevention 
tools to ensure safety of 
food products and the food 
chain  

To develop assessment and prevention tools (including sensors) aimed at diminishing the risk of 
biological contamination, chemical hazards (toxins), undesirable components (allergens) or fake 
components (fake meat) of food products including all along the food chain, thus ensuring 
safety of food products. These include solutions aimed at the traceability of foodstuff and at 
the identification of potentially risky events along the food chain. Product examples include, 
e.g. stable isotope labelling of foodstuff, monitoring systems for the real‐time in‐line process 
control for hygiene in food processing, etc. In order to ensure safety of food products, not only 
devices, but also versatile and affordable sensors for the control of critical quality and 
performance attributes for food industries are required. The European food industry needs to 
integrate advanced technologies into food production, jointly with high‐tech and eco‐efficient 
processing systems and smart control applications. Sensors in food processing operations play a 
key role: they can enable systematic preventive approaches such as Hazard Analysis and Critical 
Control Point (HACCP) method, practical decision‐making tools and early warning systems. 

AGRO‐23 

Agro ‐ Food 

Food packaging systems for 
preserving food from 
microbial contamination and 
for improving shelf life 

Long food chains and storage times call for intelligent/communicative or functionalized 
packaging materials and/or coatings that improve food safety (e.g. through alerting risky events 
which may have occurred during distribution and/or storage), reduce the need of cold chain 
use and enable in‐package food processing. 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 25 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

AGRO‐24 

Agro ‐ Food 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Cost‐efficient consumer 
food packaging with 
increased environmental 
sustainability 

Consumer food packaging as well as other single use containers for food generates vast 
amounts of waste whose reduction, recycling and/or reuse are called for. Solutions include 
more sustainable packaging designs aimed at packaging waste minimization, as well as 
packaging items aimed at material recycling or item reuse. Product examples include, e.g. 
recyclable (including biodegradable/compostable) as well as reusable packaging items along 
with the enhancement of the infrastructure and/or logistics supporting the recycling and/or 
reuse practices. 

ENV‐01 

Environment 

Supply of safe drinking 
water 

Treatment technologies and systems for surface water, groundwater or seawater aimed at the 
supply of safe drinking water 

ENV‐02 

Environment 

ENV‐03 

Environment 

Water quality and nutrient 
monitoring, including 
pollution and pathogen 
detection 

Water demand management 
systems to allocate water 
resources in water 
distribution 

Comprehensive water quality and nutrient on‐line monitoring tools, including early warning 
systems for pollution and pathogen detection 

Real‐time management systems integrating real‐time monitoring and control along with 
decision support systems and demand management systems to allocate water resources in 
water distribution 

ENV‐07 

Environment 

Membrane filtration for 
municipal and industrial 

To develop membrane filtration/separation processes (such as micro‐filtration (MF), ultra‐
filtration (UF), nano‐filtration (NF), reverse osmosis (RO)) including Membrane Bio‐ 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 26 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

wastewater treatment 

Reactors (MBR) for municipal and industrial wastewater treatment characterized by superior 
product water quality, reduced footprint at plant level and reduced energy consumption. 

CONS‐11 

Construction 

CONS‐12 

Construction 

CONS‐15 

Construction 

SEC‐02 

Security 

Prefabricated modular, ‘plug 
and play’, mass customised 
building elements 

Condition monitoring and 
self‐diagnosis aimed at 
maintenance improvement 
in buildings 

Non‐destructive inspection 
methods for diagnostics and 
early damage detection in 
critical infrastructures 

Robotic devices for search 
and rescue 

For the envelope and the other building parts to ease construction processes and replacement 
of components (e.g. windows, etc.) 

Aimed at conditional maintenance improvement in buildings (including of structures as well as 
of equipment) e.g. through the integration of self‐diagnosis subsystems (i.e. sensors and 
algorithms) 

Especially for those located in a natural risk (i.e. earthquakes, landslides, floods, etc.) prone 
area 

Robotized systems capable of assisting rescuers or hazardous environment operators in their 
activities (e.g. incident or disaster victim extraction robots, robotized labour for hazardous 
environments, etc.) 

SEC‐03 

Security 

High‐throughput screening 
systems for people and 

Techniques, such as e.g. automated scanning systems, for the security screening of both 
passengers/people and freight at airports, ports or any type of gate with restricted entrance 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 27 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

freight 

permission, in order to protect passengers/civilians, staff and the aircraft or other vehicles, or 
the infrastructure itself 

SEC‐04 

Security 

Individuals and events 
recognition solutions 

Solutions to recognize a specific individual, an unusual or dangerous event on a multimedia 
support such as video‐surveillance 

SEC‐05 

Security 

Secure and fast biometric 
access control systems  

Solutions to quickly and accurately identify an individual based on biometric identification 
techniques at a security check‐point 

SEC‐07 

Security 

Tracking and tracing devices 
to secure supply chain 

Tracking and tracing devices for freight such as RFID tracking solutions, optical cameras, to 
secure international logistics supply chain 

SEC‐08 

Security 

SEC‐09 

Security 

Resilient infrastructure to 
support Information 
Management & 
Dissemination 

Solutions for simulation and 
decision‐making in the event 
of major crisis or disasters 

An ICT infrastructure to efficiently gather & disseminate relevant information in case of 
crisis/disasters. 

Solutions to provide efficient decision‐making tools, notably allowing simulations of different 
scenarios, to be used in the event of major crisis or disaster 

SEC‐10 

Security 

Smart clothes and physical 
protection for first 

Clothes, gloves and other protection equipment ensuring secured intervention for first 
responders 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 28 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

SEC‐11 

Security 

responders 

Wearable personal CBRNE 
protection 

Protection equipment specifically dedicated to Chemical, Biological, Radioactive, Explosion risks 

SEC‐13 

Security 

Screening devices for 
detection of traces  

Portable, high‐speed, sensitive, easy to use screening devices and associated methods for the 
detection of any kind of traces (including chemical, radioactive traces…) 

SEC‐14 

Security 

SEC‐15 

Security 

In‐depth CBRNE materials 
analysis and characterisation 
systems 

CBRNE decontamination 
technologies and processes 
for people, equipment and 
structures 

Laboratory devices for in‐depth CBRNE materials analysis 

Decontamination solutions specific to CBRNE hazards 

SEC‐16 

Security 

Infrastructure for post‐
disaster operations 

Deployable, easy‐to‐use and autonomous infrastructures for post‐disaster/attack triage, 
accommodation and relief of victims 

SEC‐17 

Security 

Global disease surveillance 
systems including awareness 
of rare diseases 

Global disease and pandemic risks surveillance systems 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 29 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

SEC‐18 

Security 

SEC‐19 

Security 

SEC‐20 

Security 

SEC‐26 

Security 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Advanced Human behaviour 
modelling and simulation, 
prediction of mass 
behaviour 

Smart materials and 
structural solutions to 
protect critical 
infrastructures against any 
kind of threat 

Embedded health‐
monitoring status query 
capability for critical 
infrastructures 

Tools for protection of 
means of payment and 
detection of counterfeits 

Advanced human behaviour modelling tools 

Innovative structural solutions and materials (e.g. anti‐blast concrete) to protect critical 
infrastructures against any kind of threat 

Solutions such as sensors networks to monitor the health status of critical infrastructures 

Solutions to quickly identify counterfeited means of payment  

TEX‐01 

Textiles, Clothing  Wearable active textiles and  To develop wearable textiles and clothing capable to measure and communicate human living 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 30 / 39 

 
 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

& Apparel 

TEX‐02 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

TEX‐03 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

TEX‐04 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

clothing for improved 
human performance aimed 
at human safety and 
protection 

Active textiles with 
embedded sensing 
capabilities for “large area” 
applications 

Functionalized textile 
products for better health, 
wellbeing, comfort and 
aesthetics 

Textiles with enhanced care 
(cleaning, washing, etc.) 
properties 

functions (including through integrating sensors, flexible screens, embedded energy storage or 
harvesting devices) and/or react autonomously to changing activities or conditions of the 
wearer in order to optimise the wearer's comfort and safety at every moment. 

To develop textile products reacting autonomously or actively to the changing conditions of the 
environment (e.g. geotextiles with built in sensing functionalities capable of monitoring slopes) 
for environmental protection and climate‐related environmental risks mitigation. 

To develop functionalized textile products with enhanced functionalities and performance for 
better health, wellbeing, comfort characteristics and aesthetics. 

To develop textiles and textile products with enhanced care (cleaning, washing, etc.) properties. 

TEX‐05 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

Functional (para‐) medical 
textiles 

To develop functional (para‐) medical textiles and textile‐based products (e.g. bandages) with 
built in functionalities such as the release of drugs or active components, etc. 

TEX‐06 

Textiles, Clothing  Technical textiles and textile 

products for specialized 

To develop technical textiles for specialized industrial applications with improved functionalities 
and performance (e.g. textile‐based filters with high filtration efficiencies; lightweight, non‐

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 31 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

& Apparel 

industrial applications 

flammable and scratch resistant technical textiles for mobile applications, including for seats 
and in‐vehicle garments, etc.). 

TEX‐07 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

Flexible and small‐scale 
manufacturing of textile‐
based products 

TEX‐08 

Textiles, Clothing 
& Apparel 

Technical textile 
reinforcements for stronger 
and more sustainable 
composite materials 

TRAIN‐03 

Training, 
Education & 
Edutainment 

Characteristic (e.g. human) 
motion detection in 
computer vision 

Flexible and small‐scale manufacturing systems for the cost‐effective, time‐efficient and 
versatile production of small batches of textile‐based products (e.g. garments, furniture, etc.) 

For use in fibre reinforced composites manufacturing making composites stronger and 
enhancing their recyclability 

To develop characteristic (e.g. human) motion detection in computer vision characterized by 
real‐time performance, insensitivity to background clutter and movement, and a modular 
design that can be generalized to other types of motion aimed at various higher‐level 
applications (including automatic motion capture for film and television, human‐computer 
interaction, robotics, industrial machine vision, navigation, events detection, surveillance, etc.). 

TRAIN‐05 

Training, 
Education & 
Edutainment 

Personalized / asynchronous 
online learning and 
education 

Including experimental demonstrations, animations, virtual labs, etc. and relying on a one‐on‐
one style teaching approach with the possibility for students to go back into the learning 
programme to cover the material in a different way 

DEF‐01 

Defence 

Persons and threats 

Persons and threats identification capability for video protection systems 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 32 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

DEF‐02 

Defence 

DEF‐03 

Defence 

DEF‐04 

Defence 

DEF‐05 

Defence 

DEF‐06 

Defence 

identification capability for 
video protection systems 

Mobile NRBCE detection and 
analysis equipment for in‐
situ investigation 

Highly sensitive passive 
systems for early NRBCE 
threat detection 

Building or vehicle sealing, 
shielding and fluids filtering 
for NRBCE attacks context 

Automated systems for 
operation in hazardous 
environment 

Simulation tools and role 
playing games for security 
agents training 

Mobile CBRNE detection and analysis equipment for in‐situ investigation 

Highly sensitive passive systems for early CBRNE threat detection 

Building or vehicle sealing, shielding and fluids filtering for CBRNE attacks context 

Automated systems for operation in hazardous environment 

Training tools for security agents using latest technological developments such as scenarios 
using virtual reality 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 33 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

DEF‐07 

Defence 

DEF‐08 

Defence 

DEF‐09 

Defence 

DEF‐10 

Defence 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

Long range high capability 
remote detection, 
visualization and 
identification of threats 

Submarine technologies for 
life support 

Enhance C‐IED & CBRNe 
protection  

Naval Surveillance, Patrolling 
& Escorting systems to 
securing sea lines 

Long range high capability remote detection, visualization and identification of threats 

Submarine technologies for life support 

New lighter land systems protections, upgrade of legacy vehicles (New protection capabilities 
against IED, SC and KE threats). New protection capability with light weight structures for new 
land systems, and soldiers 

 Naval Surveillance, Patrolling & Escorting systems to securing sea lines 

DEF‐11 

Defence 

SATCOM capabilities  

SATCOM capabilities development for  

DEF‐12 

Defence 

DEF‐13 

Defence 

Remotely Piloted Aircraft 
providing Surveillance 
(RPAS) 

Logistic Support for 
Deployed Forces enabling 

Remotely Piloted Aircraft providing Surveillance (RPAS) 

Logistic Support for Deployed Forces enabling Expeditionary Operations 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 34 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

DEF‐14 

Defence 

DEF‐15 

Defence 

DEF‐16 

Defence 

DEF‐17 

Defence 

Expeditionary Operations 

Medical Support to 
Operations 

Medical Support to Operations 

High Performance / Low 
Weight Design and Materials

High Performance / Low Weight Design and Materials for military Applications (Truss like CFC 
design solutions, High Strain philosophy, Ultrathin composites, Probabilistic design process, use 
of new materials like nano‐modified resins, etc.) 

Improved Modelling of 
failure and damage 
propagation in composite 
materials and structures 

High temperatures 
composites for missiles and 
jet engines. 

Decrease of cost reparation, increase of availability/survivability. Support new maintenance 
concepts. Reducing the development cost (design, testing, etc.) 

To use composites/hybrid composites instead of metals will enhance the performance (longer 
range, etc.) 

DEF‐18 

Defence 

Signature monitoring 

Improve the management of signature, this will provide more flexibility in ops.  It could be a 
cross‐cutting tech, having an impact in air and land platforms, and IR for the soldier 

DEF‐19 

Defence 

Reparability (monitoring, 
repair, assessment) restore 
the initial conditions of the 

Different technologies to be studies, in order to guaranty the reparability of: Fatigue cracking, 
battle damage (ballistic, explosions) Integration of Structural Health Monitoring Systems with 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 35 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

platform  

structural systems to support new design and maintenance concepts. 

DEF‐20 

Defence 

DEF‐21 

Defence 

Legal and technical 
boundaries for autonomy in 
security‐defence 
environment 

Transportation system wide 
security and threat response

DEF‐22 

Defence 

Vehicle embedded power 
and heat systems 

Legal and technical boundaries for autonomy in security‐defence environment 

To develop security systems with a holistic approach and with no breach all over the vehicle 
operation and infrastructure, integrating highly reliable and efficient check points for persons 
and goods designed to take into account the human factor and manage all sources of 
information in security and privacy, able to support decision‐making and respond to all sort of 
threats, including with non‐lethal neutralisation capabilities. 

To develop more efficient embedded subsystems, utilities and power components that require 
less energy provision and entail less heat dissipation altogether, facilitating overall on‐board 
energy management and making it possible to address most demanding needs as electric 
propulsion or broadband communications. 

DEF‐23 

Defence 

Drone‐based wide area 
surveillance in air, land and 
water 

Multi‐robot systems and drones for surveillance in air, land and water environments aimed at 
border security, including land, maritime and country borders or critical infrastructure and 
perimeter protection. 

DEF‐24 

Defence 

Integrated water 

Integrated water management aimed at water use minimization, water reuse or recycling 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 36 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

management aimed at water 
use minimization, reuse or 
recycling in industry 

especially aimed at water‐intensive industrial activities, which exploits solutions for the reuse 
or recycle of process water in a closed‐loop inside a factory or on a broader perimeter among 
different factories and/or solutions for optimizing water‐energy coupling aimed in water 
cooling. 

DEF‐25 

Defence 

Permanent passive wide 
area surveillance system 

Solutions such as remote sensing sensors to quickly and efficiently detect any abnormal event 
in a given area, for instance close to land or maritime borders 

DEF‐26 

Defence 

DEF‐27 

Defence 

DEF‐28 

Defence 

DEF‐29 

Defence 

Positioning and localisation 
technologies including in 
closed/hostile environment 

Global and permanent 
solutions for surveillance 
and protection of power 
transmission and 
transportation networks 

Solutions to detect 
suspicious online activities 

Improved encryption 
solutions 

Solutions to localize a possible threat or a victim in a closed environment 

Sensors and other techniques for the permanent surveillance of transportation networks 
(including power transmission networks) 

Performant solutions to identify suspicious activities through web navigation tracing  

Advanced encryption systems to ensure secured exchange of confidential data 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 37 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

DEF‐30 

Defence 

DEF‐31 

Defence 

DEF‐32 

Defence 

DEF‐33 

Defence 

DEF‐34 

Defence 

Resilient and anti‐intrusive 
IT infrastructure 

Architecture for 
interoperable national and 
European databases 

Solutions to protect official 
documents against 
counterfeit 

Text, data management & 
mining for early detection of 
threat and/or law 
enforcement 

Protection of personal 
computers, cyberspace 
navigation and cyber 
identity  

An ICT infrastructure that can resist any kind of hacker attack 

An ICT infrastructure that allows efficient sharing of critical data between European countries 
(for example for passport control) 

Anti‐counterfeit techniques specific for official documents such as national ID cards, passports 

Advanced data mining techniques to detect potential threat or piece of evidence among a large 
amount of data 

Advanced solutions to secure computers, networks and web navigation, such as advanced anti‐
virus solutions and advanced user identification techniques 

DEF‐35 

Defence 

Various purpose (including 
professional) interactive 
Immersive Virtual Reality 

Training systems offering highly realistic interactive operational environment simulation, for 
piloting, controlling, maintaining/repairing/servicing vehicles/infrastructures to improve 
crew/operator preparedness along with enhancing teams motivation, operational efficiency 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 38 / 39 

 
 
 
 
Final Report 
STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING TECHNOLOGIES (KETs) 
ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Last revision: 
13/1/2017 

Ref 

Originating 
Industrial sector 

Innovation field ‐ Title 

Innovation field ‐ Short description 

simulators and training 
modules 

and safety 

MIN‐02 

Mining, Quarrying 
& Extraction 

Non‐invasive exploration 
technologies for cost‐
efficient underground 
resource detection and 
definition 

To develop improved non‐invasive exploration technologies, such as ground penetrating radars, 
3D and 4D seismic prospecting, hyper spectral imaging, Measuring While Drilling (MWD) 
techniques, and other geophysical technologies, are needed for more cost‐efficient and 
environment‐friendly exploration aimed at the detection and definition of underground 
resources (i.e. oil, gas, mineral as well as water resources). 

ANNEX J – COMPLETE LIST OF DUAL‐USE INNOVATION FIELDS 

Page J 39 / 39 

 
 
 
 
 
Final Report 

STUDY ON THE DUAL‐USE POTENTIAL OF KEY ENABLING 
TECHNOLOGIES (KETs) 

Last revision: 

13/1/2017 

E
A
‐
0
7
‐
1
6
‐
1
1
8
‐
E
N
N

‐

ISBN 978‐92‐9202‐226‐6