人工智能技術(shù)由哪個(gè)國(guó)家主導(dǎo)？從“專利數(shù)據(jù)”就可以看出來(lái)

AI專利應(yīng)用于不同行業(yè)

與人工智能相關(guān)的專利不僅包含人工智能的技術(shù)和應(yīng)用，往往還涉及到一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域或行業(yè)。分析表明，許多行業(yè)都在探索人工智能的商業(yè)開(kāi)發(fā)。本次分析確定了20個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，其中62%的人工智能專利數(shù)據(jù)中至少提到了一個(gè)。

這些領(lǐng)域包括:電信(在所有已確定的專利文件中占15%)、交通(15%)、生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)(12%)以及個(gè)人設(shè)備、人機(jī)交互(HCI)(11%)。其他的行業(yè)還包括銀行業(yè)、娛樂(lè)、安全、工業(yè)、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)和網(wǎng)絡(luò)(包括社交網(wǎng)絡(luò)、智慧城市和物聯(lián)網(wǎng))。

許多與人工智能相關(guān)的技術(shù)可以在不同的行業(yè)中得到應(yīng)用，這可以從涉及多個(gè)行業(yè)的大量人工智能專利中看出。交通不僅在整體結(jié)果中表現(xiàn)突出，而且在人工智能相關(guān)專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)率最高的領(lǐng)域中也有突出表現(xiàn)。

2013年至2016年間，交通領(lǐng)域的專利申請(qǐng)年增長(zhǎng)率為33%。當(dāng)觀察2006 - 2016年的趨勢(shì)時(shí)，交通技術(shù)的繁榮變得更加明顯:2006年，交通技術(shù)僅占應(yīng)用的20%，到2016年，交通技術(shù)占應(yīng)用的三分之一(超過(guò)8700份申請(qǐng))。

雖然沒(méi)有像運(yùn)輸業(yè)那樣呈現(xiàn)出高增長(zhǎng)率，但在2013年至2016年間，與人工智能相關(guān)的電信領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量仍以年均23%的速度增長(zhǎng)，2016年的申請(qǐng)量為6684件。

在電信領(lǐng)域，增長(zhǎng)最快的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)(17%)和廣播電視廣播(17%)。生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)同期增長(zhǎng)12%，2016年共有4112份專利申請(qǐng)，其中醫(yī)學(xué)信息學(xué)增長(zhǎng)18%，公共衛(wèi)生增長(zhǎng)17%。從2013年到2016年，個(gè)人設(shè)備、計(jì)算和HCI每年平均增長(zhǎng)11%，2016年共有3977份專利申請(qǐng)，其中情感計(jì)算子領(lǐng)域(37%)增長(zhǎng)顯著，它能識(shí)別人類情感。

專利申請(qǐng)量顯著增長(zhǎng)的部門(mén)內(nèi)的其他部門(mén)和子類別包括：智能城市(年增長(zhǎng)率47%)；農(nóng)業(yè)(32%)；政府計(jì)算機(jī)(30%)；以及銀行和金融(28%)。

與人工智能相關(guān)的發(fā)明中，近70%提到了人工智能技術(shù)、應(yīng)用或領(lǐng)域與另一種技術(shù)、應(yīng)用或領(lǐng)域的結(jié)合。專利申請(qǐng)中最常見(jiàn)的組合是：深度學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)；計(jì)算機(jī)視覺(jué)與交通、電信和安全；本體工程與自然語(yǔ)言處理；以及機(jī)器學(xué)習(xí)與生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)。這些組合表明，在不久的將來(lái)，人工智能領(lǐng)域的快速發(fā)展值得關(guān)注。

圖4 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

專利申請(qǐng)活動(dòng)主要由日本、美國(guó)和中國(guó)的公司主導(dǎo)

在排名前30的人工智能專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)中，有26家是公司，只有4家是大學(xué)或公共研究機(jī)構(gòu)，這種模式適用于大多數(shù)AI技術(shù)和應(yīng)用程序。在申請(qǐng)人工智能相關(guān)專利的前20家公司中，有12家來(lái)自日本，3家來(lái)自美國(guó)，2家來(lái)自中國(guó)，日本消費(fèi)類電子產(chǎn)品公司的比例尤其高。

IBM和微軟在多個(gè)人工智能領(lǐng)域都是專利申請(qǐng)的領(lǐng)先者

IBM擁有最大的AI專利申請(qǐng)組合，共有8,290項(xiàng)發(fā)明，其次是微軟，共有5,930項(xiàng)。兩家公司的組合都涵蓋了一系列人工智能技術(shù)、應(yīng)用和領(lǐng)域，表明這些公司并未將其活動(dòng)范圍限制在特定行業(yè)或領(lǐng)域。

排名前五的其他申請(qǐng)人是東芝(5,223)，三星(5,102)和NEC(4,406)。中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)進(jìn)入前20名。從2013年到2016年，其專利申請(qǐng)量平均每年增加70％，特別是在仿生學(xué)和支持向量機(jī)(SVM)方面的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。

在某些技術(shù)和領(lǐng)域，專利申請(qǐng)最多的是那些在該領(lǐng)域具有高度專業(yè)化和專門(mén)知識(shí)的公司。例如，在深度學(xué)習(xí)方面排名很高的百度，在交通領(lǐng)域表現(xiàn)突出的豐田(Toyota)和博世(Bosch)，以及在生命和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)突出的西門(mén)子(Siemens)、飛利浦(Philips)和三星(Samsung)。

雖然一些知名公司在人工智能專利領(lǐng)域的整體排名并不靠前，但它們?cè)谀承╊I(lǐng)域卻很突出;這些公司包括Facebook和騰訊(Tencent)。行業(yè)專長(zhǎng)和對(duì)專業(yè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)可以解釋為什么某些公司在特定行業(yè)處于領(lǐng)先地位。

圖5 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

在人工智能的某些領(lǐng)域，大學(xué)作出了重大貢獻(xiàn)，尤其是中國(guó)的大學(xué)

盡管公司在人工智能領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，但大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)在某些人工智能領(lǐng)域(如分布式人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和神經(jīng)科學(xué)/神經(jīng)機(jī)器人)的研發(fā)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

在人工智能領(lǐng)域排名前20位的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中，中國(guó)機(jī)構(gòu)占了17家，與人工智能相關(guān)的科學(xué)出版物排名前20位的機(jī)構(gòu)中，中國(guó)機(jī)構(gòu)占了10家。

中國(guó)的組織在新興的深度學(xué)習(xí)技術(shù)方面尤其強(qiáng)大。首屈一指的公共研究機(jī)構(gòu)是中國(guó)科學(xué)院(CAS)，擁有超過(guò)2500個(gè)專利系列和超過(guò)20000篇關(guān)于人工智能的科學(xué)論文。此外，中科院擁有最大的深度學(xué)習(xí)組合。

中國(guó)的科學(xué)組織正在鞏固他們的領(lǐng)先地位，從2013年到2016年，專利申請(qǐng)平均每年增長(zhǎng)超過(guò)20%，與大多數(shù)其他國(guó)家的組織的增長(zhǎng)率持平或超過(guò)。

韓國(guó)電子電信研究所(ETRI)在所有大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)的專利申請(qǐng)中名列第二，并在所有專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)中位于前30名。

在前500名專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)中共有167所大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)。其中，中國(guó)有110家，美國(guó)有20家，韓國(guó)有19家，日本有4家。歐洲公共研究機(jī)構(gòu)中有4家躋身500強(qiáng);歐洲排名最高的機(jī)構(gòu)是德國(guó)的弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)，排名第159位，而法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)(CEA)排名185位。

美國(guó)和中國(guó)是申請(qǐng)專利的主要國(guó)家

美國(guó)和中國(guó)是申請(qǐng)人工智能專利最多的兩個(gè)國(guó)家，與其他領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)一致，其次是日本。這三個(gè)國(guó)家的專利申請(qǐng)量占全部專利申請(qǐng)量的78%。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織的專利申請(qǐng)系統(tǒng)(PCT)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，該系統(tǒng)允許專利申請(qǐng)人在多個(gè)司法管轄區(qū)提交一份專利申請(qǐng)。

專利申請(qǐng)逐漸國(guó)際化

許多專利申請(qǐng)被擴(kuò)展到多個(gè)司法管轄區(qū)。在所有人工智能專利申請(qǐng)中，有三分之一是在首次申請(qǐng)后在其他司法管轄區(qū)提交的，8%是在五個(gè)或更多司法管轄區(qū)提交的。在排名前三的專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)中，40%的專利申請(qǐng)最初是在日本提交的，32%的專利申請(qǐng)最初是在美國(guó)提交的。

在中國(guó)首次提交的專利申請(qǐng)中，只有4%隨后在其他司法管轄區(qū)提交。與其他國(guó)家(尤其是美國(guó))的申請(qǐng)人相比，中國(guó)企業(yè)和大學(xué)目前傾向于只在中國(guó)提交申請(qǐng)。

圖6 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

收購(gòu)是對(duì)內(nèi)部研究和知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的補(bǔ)充

自1998年以來(lái)，共有434家人工智能公司被收購(gòu)，其中53%發(fā)生在2016年以后。自2012年以來(lái)，人工智能領(lǐng)域的并購(gòu)數(shù)量每年都在增長(zhǎng)，2017年達(dá)到103件。盡管Alphabet(包括谷歌、DeepMind、Waymo和X Development)在申請(qǐng)發(fā)明的數(shù)量上排名第十，共有3814項(xiàng)，但在收購(gòu)人工智能公司方面排名第一。另外，蘋(píng)果和微軟也在積極進(jìn)行收購(gòu)。

某些公司，如IBM和英特爾，關(guān)注的是成熟的公司。然而，大多數(shù)被收購(gòu)的公司都是初創(chuàng)企業(yè)，專利組合規(guī)模較小或根本不存在。這表明，收購(gòu)目標(biāo)是為了獲取其他資產(chǎn)，包括人才、數(shù)據(jù)、技術(shù)和其他知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

在人工智能研究領(lǐng)域的合作是有限的，但沖突也是有限的

在許多情況下，在研究上合作的組織被認(rèn)為是專利申請(qǐng)的共同受讓人。然而，排名前20的申請(qǐng)者中，沒(méi)有一個(gè)人與其他申請(qǐng)者共同擁有超過(guò)1%的人工智能投資組合。

總體而言，報(bào)告中確定的訴訟金額相對(duì)較低(不到提起訴訟的專利的1%)，這可能是由于產(chǎn)品尚未上市，侵權(quán)可能難以證明。

已經(jīng)有1264個(gè)AI專利家族在訴訟中被確認(rèn)，其中74%的案件在美國(guó)，4231個(gè)在全世界的專利反對(duì)案件中。人工智能專利訴訟的前三名原告是Nuance Communications，American Vehicular Sciences和Automotive Technologies International。

技術(shù)趨勢(shì)可以為人工智能的未來(lái)決策提供信息

這份報(bào)告中的分析為人工智能創(chuàng)新趨勢(shì)提供了新的見(jiàn)解。它表明人工智能在一系列技術(shù)和其他活動(dòng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人工智能的潛在社會(huì)影響已經(jīng)被確定--而且還會(huì)有更多的影響。在這方面，必須結(jié)合人工智能對(duì)勞動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)和整個(gè)社會(huì)的預(yù)期影響來(lái)看待它。

這份報(bào)告記錄了人工智能驅(qū)動(dòng)的技術(shù)如何快速進(jìn)入全球市場(chǎng)，并匯集了來(lái)自人工智能前沿專家的觀點(diǎn)。這是一項(xiàng)貢獻(xiàn)，旨在為公共和私營(yíng)部門(mén)的決策者提供更好的知識(shí)庫(kù)，以便討論人工智能的未來(lái)以及這一快速變化領(lǐng)域的政策和監(jiān)管框架。