人工智能專利申請從量積到質(zhì)變的路徑研究

王利紅，單穎輝

(1.陜西科技大學(xué) 科技處,陜西 西安 710021; 2.陜西科技大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院,陜西 西安 710021)

創(chuàng)新是社會發(fā)展的引擎。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為我國戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，是引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、驅(qū)動轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略選擇，也是專利成果密集的地方[1]。國家設(shè)置專利制度的目的是保護創(chuàng)造性工作，通過授予創(chuàng)造者法定期限內(nèi)的排他權(quán)，為其提供可持續(xù)創(chuàng)新的經(jīng)濟基礎(chǔ)。國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略更離不開高質(zhì)量專利的支撐。對于專利質(zhì)量的概念，不同國家的學(xué)者從不同視角進(jìn)行了定義。ALLISON等人從法律層面出發(fā)，認(rèn)為專利質(zhì)量是指授權(quán)專利除了滿足技術(shù)發(fā)明的新穎性、創(chuàng)造性、非顯而易見性、可實現(xiàn)性，還要根據(jù)法律規(guī)定進(jìn)行說明書撰寫和技術(shù)信息公開[2]。宋河發(fā)等人認(rèn)為專利質(zhì)量是指專利技術(shù)質(zhì)量、法定質(zhì)量和經(jīng)濟質(zhì)量的總和[3]。專利不僅可以通過合法壟斷保護創(chuàng)新帶來的高溢價，而且作為評價國家創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)，專利已越來越成為附加值高、支撐經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的不可替代性資源。

文中以人工智能技術(shù)的發(fā)展為背景，在對人工智能專利申請情況進(jìn)行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，針對人工智能專利申請數(shù)量和質(zhì)量不匹配的問題，提出相應(yīng)的對策，不斷推進(jìn)專利申請管理和專利全球布局。

1 人工智能技術(shù)的發(fā)展概述

人工智能(artificial intelligence，AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，是一門涉及計算機科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制論、語言學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科，最早于1956年召開的達(dá)特茅斯會議上提出[4]。

經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，人工智能已走出實驗室，被廣泛應(yīng)用于居家出行、商業(yè)運營及政務(wù)管理等場景，在提高生產(chǎn)效率、改善人類生活質(zhì)量等方面釋放出顛覆性力量。與傳統(tǒng)計算機技術(shù)不同，人工智能通過不斷模擬人類的思維過程，實現(xiàn)了從智能感知、精確計算到反饋控制的層層遞進(jìn)，局部領(lǐng)域甚至超越人類的智能。

為應(yīng)對人工智能帶來社會變化，當(dāng)今世界主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都把發(fā)展人工智能作為維護國家安全、提升綜合實力的重大戰(zhàn)略，并陸續(xù)出臺了一系列的政策，希望在新一輪國際科技競爭中占領(lǐng)制高點。日本在 2015—2017年先后發(fā)布了《機器人新戰(zhàn)略》《日本機器人戰(zhàn)略：愿景、戰(zhàn)略、行動計劃》和《人工智能產(chǎn)業(yè)化路線圖》[5]。美國計劃5年投入20億美元，研究新一代人工智能技術(shù)[6]。韓國計劃從2018—2022年投入2 200億韓元以支持人工智能技術(shù)研發(fā)[7]。2015年，我國就發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于新形勢下加快知識產(chǎn)權(quán)強國建設(shè)的若干意見》，明確提出“戰(zhàn)略指引、深化知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實施，提升知識產(chǎn)權(quán)質(zhì)量、實施專利質(zhì)量提升工程，培育一批核心專利、拓展和加強專利海外布局規(guī)劃”[8]。之后國家又出臺了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》(2016年)和《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》(2018年)。

2 我國人工智能專利申請現(xiàn)狀及原因分析

2.1 數(shù)據(jù)是我國發(fā)展人工智能技術(shù)最大的優(yōu)勢

在數(shù)據(jù)來源方面，我國網(wǎng)民基數(shù)大，電子商務(wù)的成交量是美國的2倍，僅微信平臺每天的活動用戶數(shù)量就有近9億規(guī)模，超過了整個歐洲人口規(guī)模。2018年中國人工智能市場規(guī)模約為339億元，增長率達(dá)到56.2%[9]。人工智能要進(jìn)行判斷，必須具備大量的歷史數(shù)據(jù)才能建立模型，并且一定程度上展開推廣和預(yù)測。這些龐大的歷史數(shù)據(jù)和豐富的應(yīng)用場景，為人工智能專利實現(xiàn)快速落地提供了良好的基礎(chǔ)條件。

在數(shù)據(jù)收集方面，中國的企業(yè)創(chuàng)立了一個完整統(tǒng)一的數(shù)據(jù)生態(tài)圈，盡可能地把用戶的在線行為與現(xiàn)實世界相融合，將不同類型的數(shù)據(jù)集中起來精確地描繪出每一個用戶的行為習(xí)慣圖表，并通過共享平臺在不同主體間順利流轉(zhuǎn)。另外，我國實行較為寬松的數(shù)據(jù)管控制度，為企業(yè)展開基礎(chǔ)層的算法訓(xùn)練和深度學(xué)習(xí)提供十分有利的宏觀環(huán)境。

2.2 我國人工智能專利的申請數(shù)量全球第一

在政府的不斷推動下，全球范圍內(nèi)人工智能專利分布主要集中在中國、美國、日本和韓國，其中中美兩國的人工智能專利申請數(shù)量占全球總額的80%以上，具體占比如圖1所示。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，中國和美國處于絕對優(yōu)勢地位。

圖1 全球人工智能專利申請國別分布情況

有了國家政策上的支持，機構(gòu)紛紛加入人工智能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的行列，無論是專利的申請量還是進(jìn)入領(lǐng)域的機構(gòu)數(shù)量都在大幅增長。世界知識產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《2019技術(shù)趨勢——探究人工智能》的報告顯示，人工智能專利申請數(shù)量排名前30的機構(gòu)中，26家為企業(yè)，其余4家為大學(xué)或公共研究機構(gòu)。其中IBM申請數(shù)量最多，截至2016年底擁有8 290項發(fā)明，其次為美國微軟公司，擁有5 930項發(fā)明。前五大申請機構(gòu)還有日本東芝公司、韓國三星集團及日本電氣公司[10]。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國的人工智能專利起步晚，2000—2009年人工智能專利申請量處于緩慢上升趨勢，2010年后增長速度明顯加快。《2020人工智能中國專利技術(shù)分析報告》(圖2)表明，截至2020年10月，中國人工智能專利申請量累計已達(dá)69.4萬余件，同比增長56.3%，中國人工智能技術(shù)專利申請總量已超過美國，成為全球申請數(shù)量最多的國家。

圖2 中國人工智能領(lǐng)域?qū)＠暾堏厔輬D

在短短幾年時間內(nèi)，百度、華為和騰訊等企業(yè)的專利申請量和授權(quán)量躍居行業(yè)前列。中國人工智能專利技術(shù)分支統(tǒng)計顯示，云計算作為人工智能的基礎(chǔ)支撐技術(shù)，專利占比最多，達(dá)到18.38%；計算機視覺作為人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，緊隨其后，占比為17.72%。深度學(xué)習(xí)、自動駕駛及智能機器人各占比為14.52%，12.36%和9.55%。其后按照占比數(shù)值排序分別是占比7.58%的交通大數(shù)據(jù)、占比5.72%的智能推薦、占比5.65%的自然語言處理、占比5.35%的智能語音、占比3.16%的知識圖譜技術(shù)[11]。可見，企業(yè)間競爭的核心已經(jīng)從產(chǎn)品競爭、服務(wù)競爭和品牌競爭轉(zhuǎn)向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和專利的競爭[12]。

2.3 人工智能專利申請質(zhì)量不高

高質(zhì)量的專利需要專利權(quán)的權(quán)利保護范圍與其公開內(nèi)容和技術(shù)創(chuàng)新水平相匹配，并且在世界范圍內(nèi)獲得認(rèn)可。據(jù)OECD統(tǒng)計2015年全球三方同族專利(同時向歐洲專利局、日本專利局、美國專利與商標(biāo)局提出申請的專利)數(shù)量55 684.89件，其中，日本和美國的三方同族專利數(shù)量超過了萬件，分別達(dá)到17 360.86件和14 886.27件，中國(2 889.33件)位于德國(4 454.71件)之后排第四。

我國人工智能專利申請在2016年后增速明顯，然而美國人工智能技術(shù)起步早，加上世界一流大學(xué)提供的人才庫支撐，其掌握的基礎(chǔ)核心人工智能專利較多。中國的人工智能企業(yè)傾向于應(yīng)用端的研發(fā)，與歐美人工智能企業(yè)在全球布局專利相比，中國申請的專利大部分都是國內(nèi)專利。而且從技術(shù)角度看，圍繞具有前瞻性和引領(lǐng)性的基礎(chǔ)科學(xué)研究，比傾向于市場價值的短期應(yīng)用研究，更能支撐國家在全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的布局。

2.4 人工智能專利申請數(shù)量與質(zhì)量不匹配的原因分析

專利申請動機異化。為培育知識產(chǎn)權(quán)行業(yè)快速發(fā)展，國家實施了諸多的獎勵和補貼政策，客觀上減輕了一些中小企業(yè)的負(fù)擔(dān)，但也推高了專利申請數(shù)量。加上一些單位在考核評價中存在重數(shù)量輕質(zhì)量的傾向，為了獲取政府的科技獎勵或補貼，將一些低水平、無應(yīng)用前景的技術(shù)也申請了專利，這樣缺乏技術(shù)價值和市場價值的專利雖然是少數(shù)和局部現(xiàn)象，但會削弱專利制度的公信力，也影響國家追趕超越的進(jìn)程。

專利技術(shù)水平的限制。我國人工智能專利主要集中在機器學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)算法、智能搜索和智能推薦、語音識別、自然語言處理、自動駕駛及計算機視覺和圖像識別[13]。各分支技術(shù)均可能涉及到數(shù)學(xué)模型的生成和應(yīng)用，并且大量創(chuàng)新也集中在與模型相關(guān)的研究。但有些人工智能專利本身技術(shù)創(chuàng)新程度較低，拼湊痕跡明顯，或是企業(yè)用來構(gòu)筑專利“防火墻”去保護其核心專利的工具，這就會帶來專利申請數(shù)量的激增，質(zhì)量難以提升。

專利撰寫不達(dá)標(biāo)。專利權(quán)利要求書是專利申請文件中最核心的部分，產(chǎn)品發(fā)明和方法發(fā)明都屬于專利中的發(fā)明專利，但申請時的要求不同。一般情況下，產(chǎn)品必須用結(jié)構(gòu)式權(quán)利要求，方法必須用條件式權(quán)利要求，有些專利本身技術(shù)含金量較高，但因?qū)＠麢?quán)利要求撰寫時采用了純功能式或混合式權(quán)利要求，容易超出說明書范圍。從圖3可以看出，即使是領(lǐng)軍企業(yè)，人工智能專利的授權(quán)率也不足30%。專利申請文件是技術(shù)文件和法律文件的結(jié)合，撰寫過程中需要扎實的專業(yè)背景知識。一些企業(yè)技術(shù)研發(fā)人員對國家專利審查制度知之甚少，很少能在專利申請前從申請質(zhì)量的角度對人工智能技術(shù)項目進(jìn)行必要的分析；而委托代理人則對技術(shù)不熟悉，加上知識儲備量和付出的時間有限，人工智能專利申請書的撰寫質(zhì)量不高，這也導(dǎo)致專利授權(quán)比例降低。

圖3 知名企業(yè)人工智能專利申請量和授權(quán)量對比圖

3 提高人工智能專利申請質(zhì)量的對策

3.1 技術(shù)研發(fā)前，實施專利信息檢索與導(dǎo)航分析

審查智力成果的創(chuàng)造性要參考此前的成果和制度才能作出決定。隨著全球?qū)χR產(chǎn)權(quán)的需求不斷增加，專利申請數(shù)量日益龐大，這也增加了通過人工篩選確定某個專利是否可以獲得授權(quán)的難度。

申請前的專利信息檢索是提高授權(quán)率的關(guān)鍵手段。為避免低水平研究和創(chuàng)新資源的浪費，國際高水平大學(xué)普遍在專利申請前開展導(dǎo)航和評估工作。2018年5月，WIPO與日內(nèi)瓦大學(xué)的人工智能專家合作，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為國際專利分類(IPC)體系啟動了一種專利自動分類工具。這種被稱為IPCCAT-neural的新工具將通過每年更新的專利信息進(jìn)行再分類，將幫助專利審查員更輕松地檢索現(xiàn)有技術(shù)[14]。

專利導(dǎo)航以專利密集型產(chǎn)業(yè)為主要對象，以專利數(shù)據(jù)為信息獲取主體，綜合運用專利信息分析和市場價值分析手段，結(jié)合經(jīng)濟數(shù)據(jù)以及龍頭企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略等信息的分析和挖掘，準(zhǔn)確把握專利在整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展中所體現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律及影響程度，深刻揭示產(chǎn)業(yè)競爭格局、科學(xué)凝練技術(shù)創(chuàng)新方向、有效防范產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險、穩(wěn)步提升專利運用水平[15]。人工智能領(lǐng)域的專利導(dǎo)航以人工智能產(chǎn)業(yè)鏈為主線，分為基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層3個層次。

我國應(yīng)在借鑒國際經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，堅持質(zhì)量優(yōu)先的原則，對專利基本信息(專利申請人、發(fā)明人、申請日期、授權(quán)日期、同族專利、引用和被引用、權(quán)利要求書、說明書等)和專利增值信息(專利技術(shù)信息、專利申請趨勢、主要申請人、主要發(fā)明人、同族專利等)進(jìn)行微觀梳理和宏觀分析，從技術(shù)質(zhì)量和戰(zhàn)略布局分析未來技術(shù)發(fā)展路線，指導(dǎo)創(chuàng)新主體找準(zhǔn)研發(fā)起點、應(yīng)用重點和創(chuàng)新方向，建立人工智能關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新體系，針對核心產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化布局，有序推進(jìn)開放共享，系統(tǒng)保護創(chuàng)新成果。

3.2 調(diào)整人工智能專利申請的撰寫策略，提高申請質(zhì)量

一項創(chuàng)新技術(shù)能否得到國家知識產(chǎn)權(quán)管理部門的授權(quán)，專利申請文件的撰寫是基礎(chǔ)。專利申請是一種將技術(shù)、法律和經(jīng)濟3種情報融為一體的文件資料，其質(zhì)量主要取決于專利在本技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新水平和專利申請文件的語言表達(dá)水平。人工智能專利申請涉及機器的聽、說、讀、做、學(xué)等功能，核心在于算法，而算法是由一系列清晰的指令構(gòu)成的、使用系統(tǒng)方法描述解決問題的策略機制。通常來說，利用人工智能來發(fā)明創(chuàng)造的領(lǐng)域非常專業(yè)，還有許多苛刻的條件。例如，在化學(xué)領(lǐng)域，德國威斯特法倫威廉大學(xué)與上海大學(xué)團隊報道了用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及人工智能算法規(guī)劃新的化學(xué)合成路線[16]，可以達(dá)到合成化學(xué)家的水平。人工智能技術(shù)對發(fā)明創(chuàng)造的作用與日俱增的同時，也帶來了專利制度實際治理方式的改變。

知識產(chǎn)權(quán)法是專門用來保護智力創(chuàng)新成果的，能否被依法授予專利權(quán)關(guān)鍵是看技術(shù)方案，被駁回的人工智能專利申請，有一部分申請書中所表達(dá)出來的是抽象的“科學(xué)方法(即智力活動規(guī)則)”，并不是專利法要求的“技術(shù)措施”。如果人工智能專利申請書的表達(dá)方式與專利法的要求不符合，就得不到相應(yīng)的保護。

因此提升人工智能專利申請的質(zhì)量，寫好權(quán)利要求書是關(guān)鍵一步。人工智能具有人機融合的自動控制系統(tǒng)，因此在撰寫背景技術(shù)時，應(yīng)在全面檢索客觀反映申請日之前本領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的真實情況，在完善技術(shù)方案內(nèi)容的基礎(chǔ)上，盡量使用中性規(guī)范的語言突出本申請中某項技術(shù)的創(chuàng)新性貢獻(xiàn)，爭取較大的專利保護范圍。申請書中必須用數(shù)學(xué)公式的，對于其中涉及的變量、符號要解釋其在技術(shù)上意義及結(jié)果，從而將技術(shù)手段與效果聯(lián)系起來，使人工智能技術(shù)滿足專利申請的要求。

3.3 優(yōu)化專利風(fēng)險分?jǐn)倷C制與資助獎勵政策

高校和企業(yè)是人工智能專利申請的主要參與者，在專利申請人和專利發(fā)明人分離的情況下，尤其是職務(wù)科技成果不需要發(fā)明人承擔(dān)成本和責(zé)任時，對發(fā)明人而言只有申報沖動沒有內(nèi)生約束，專利數(shù)量越多其獲得的物質(zhì)獎勵和科研榮譽也就越多，這也是專利申請量和授權(quán)量出現(xiàn)明顯反差的原因之一。國內(nèi)一些企業(yè)和申請者甚至給自己制定了專利路線圖：技術(shù)專利化、專利標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)壟斷化。通過大量低技術(shù)含量的專利申請，大肆宣傳獲取市場利益，甚至將公共知識篡改和修正后申請專利，以此對其他企業(yè)進(jìn)行技術(shù)打壓或進(jìn)行專利勒索[17]。政府除了應(yīng)防止專利壟斷之外，還應(yīng)通過政策和經(jīng)濟措施引導(dǎo)，使得新興技術(shù)企業(yè)在專利費上能夠有所讓步，從而降低其通過專利壟斷獲利導(dǎo)致新興技術(shù)無法擴散的可能性[18]。

未來的競爭優(yōu)勢越來越依附于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)方面的話語權(quán)[19]。短期內(nèi)擴大專利申請規(guī)模能在一定程度上彌補專利質(zhì)量的短板，但從長遠(yuǎn)看，建立費用和風(fēng)險分?jǐn)倷C制，用經(jīng)濟杠桿調(diào)節(jié)專利的非理性申請，強化發(fā)明人專利轉(zhuǎn)化的責(zé)任意識，才能提升專利對產(chǎn)業(yè)附加值的貢獻(xiàn)率。國外一般采用分階段、比例配套和限額資助的形式，通過分?jǐn)傎M用避免泡沫專利占用國家資源。在人工智能專利申請質(zhì)量不優(yōu)的情況下，我國應(yīng)不斷細(xì)化專利資助獎勵政策，針對不同對象設(shè)立資助政策。具體而言，一般資助政策應(yīng)以扶持弱小為導(dǎo)向，按照“授權(quán)在先、部分資助”的原則，主要資助小微企業(yè)、事業(yè)單位、科研機構(gòu)及非職務(wù)發(fā)明申請人，對其向?qū)＠頇C構(gòu)支付的服務(wù)費和向國內(nèi)外有關(guān)專利審查機構(gòu)繳納的官方規(guī)定費用給予資助。專項資助政策應(yīng)以知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)或人工智能專利工作基礎(chǔ)較好的機構(gòu)為主要資助對象，對其開展專利信息挖掘、產(chǎn)業(yè)化運營、質(zhì)押融資和管理標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等工作給予一定資助。

4 結(jié)語

人工智能技術(shù)具備較強的溢出帶動性，不僅被廣泛應(yīng)用于不同場景，而且肩負(fù)著維護國家安全、實現(xiàn)科技強國的重大使命。在我國政府的不斷推動下，人工智能專利申請總量雖位居世界第一，但提高專利綜合競爭力、實現(xiàn)戰(zhàn)略布局仍任重道遠(yuǎn)。為推動創(chuàng)新成果由多轉(zhuǎn)優(yōu)，要積極開展創(chuàng)新工作，不僅是要加大創(chuàng)新投入，還要注重創(chuàng)新效率的提升，運用大數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)定位，避免重復(fù)的技術(shù)研發(fā)投入，不失為提高創(chuàng)新效率的有效途徑。因此，研究立足專利的完整生命周期，從人工智能專利信息導(dǎo)航、高質(zhì)量的專利申請書撰寫和高效地運用經(jīng)濟資助政策等方面入手，不斷提升人工智能專利的授權(quán)質(zhì)量和審查效率，完善專利政策生態(tài)體系，使更多高價值的人工智能專利成果成為國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的加速器。