2020年10月27日，美國專利商標局(USPTO)發(fā)布《人工智能發(fā)明：追蹤美國人工智能專利擴散》報告(Inventing AI Tracing the diffusion of artificial intelligence with U.S. patents)。
報告顯示，從2002到2018年，美國人工智能專利的年申請量增長超過100%，從每年3萬件增加到6萬多件，含人工智能的專利申請所占份額從9%上升到近16%。
同時，活躍于人工智能領(lǐng)域的發(fā)明人和專利權(quán)人比例從1976年的1%上升到2018年的25%。此外，排名前30位的人工智能公司大多來自信息和通信技術(shù)領(lǐng)域，也有特例，如美國銀行、波音和通用電氣。
報告使用機器學(xué)習(xí)人工智能算法來確定1976至2018年發(fā)布的所有美國人工智能專利申請。這一方法能靈活地從專利文檔的文本中學(xué)習(xí)，不受特定分類號和關(guān)鍵字的過度限制，從而提高了識別人工智能專利的準確性。
01
人工智能的重要性日益提升
報告指出，專利申請量的增加標志著有價值的新技術(shù)的出現(xiàn)，這些申請量反映了投資者和創(chuàng)新者的眼光，他們尋求利用新技術(shù)進行創(chuàng)新，而人工智能技術(shù)則顯示出了這種增長趨勢。
圖1顯示了從1976到2018年公開的人工智能專利申請量及其在所有公開專利申請中所占份額的長期趨勢。
由于美國發(fā)明人保護法(AIPA)在1999年底及其實施期(圖1中的灰色區(qū)域)所作的修訂，2002年后份額開始增長。
從2002到2018年，人工智能專利申請量和份額普遍增加，其中人工智能專利的年申請量增長了一倍以上，從3萬件增加到了6萬多件。
雖然美國專利商標局的專利申請總量在這段時間內(nèi)也有所增加，但人工智能申請的占比也出現(xiàn)了顯著增長，從2002年的9%增長到2018年的近16%。
圖1 1976-2018年美國人工智能專利申請量和占比
圖2顯示了1990至2018年公開的人工智能組件技術(shù)專利申請量，最多的是規(guī)劃與控制(紅色虛線)和知識處理(淺藍色虛線)。
它們是最通用的人工智能組件技術(shù)，其他組件技術(shù)(例如機器學(xué)習(xí))的專利通常包括規(guī)劃與控制或知識處理的元素。
自2012年以來，機器學(xué)習(xí)和計算機視覺領(lǐng)域的專利申請量顯著增加。
這兩種人工智能技術(shù)都是AlexNet在2012年取得成功的關(guān)鍵，AlexNet是2010 ImageNet大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽的一部分，也是一個分水嶺，它改變了圖像識別和機器學(xué)習(xí)(特別是深度學(xué)習(xí))的技術(shù)軌跡。
人工智能硬件以及計算機視覺的專利申請量同步增長。這兩種組件技術(shù)專利申請的緊密聯(lián)系可能反映了圖像識別的進步以及計算能力和性能需求之間的相互影響。
專用硬件包括計算機處理器和專用內(nèi)存的加速器，人工智能的其他應(yīng)用(例如自動駕駛汽車)也涉及專用硬件。
02
人工智能在技術(shù)之間的擴散
本節(jié)探討人工智能技術(shù)是否正在擴展到新的領(lǐng)域。對于每件專利申請，USPTO都會審查其技術(shù)內(nèi)容，并根據(jù)主題將專利劃分到特定的技術(shù)分組。
當前系統(tǒng)具有600多個子類，涵蓋了大量主題，包括化學(xué)、電子、機械和材料等。
圖3顯示了從1976年開始人工智能的技術(shù)擴散情況。與人工智能專利申請總量的增長類似，人工智能正在更大的技術(shù)范圍中擴散(綠色實線)。
1976年，人工智能的專利出現(xiàn)在大約10%的技術(shù)子類中，到2018年，已擴大到42%以上的技術(shù)子類中。
人工智能組件技術(shù)分成了三個具有不同擴散率的集群，第一個集群是知識處理和規(guī)劃/控制，正在以最快的速度擴散到各個專利技術(shù)類別中，此狀態(tài)反映了這些人工智能組件在各種技術(shù)領(lǐng)域的普遍適用性。第二個集群(視覺、機器學(xué)習(xí)和人工智能硬件)擴散速度較慢，但仍在增加。第三個集群(進化計算、語音和自然語言處理)的擴散速度最慢，在20世紀90年代后期一直徘徊在5%左右，直到最近才擴展到近10%的技術(shù)子類中。
這些集群表明人工智能組件技術(shù)之間相互依賴，但需要更多的研究來了解這些模式背后的因素。
03
人工智能在發(fā)明人和專利權(quán)人之間的擴散
圖4顯示了從1976到2018年至少獲得一件人工智能專利的美國個人發(fā)明人和專利權(quán)人占比。
這一比例的增長表明有更多的發(fā)明人和專利權(quán)人在其發(fā)明中使用人工智能技術(shù)。個人發(fā)明人和機構(gòu)專利權(quán)人占比總體同步增長。
獲人工智能專利的個人發(fā)明人占比在1976年僅為1%(藍色虛線)，到2018年增長到25%，即2018年所有個人發(fā)明人專利中有25%的專利使用了人工智能技術(shù)。
從2009年開始，使用人工智能的個人發(fā)明人所占比例甚至超過了使用人工智能的機構(gòu)(藍色虛線與綠色實線交叉)。
這意味著擴散不僅發(fā)生在機構(gòu)之間，而且發(fā)生在個人間，越來越多的個人和機構(gòu)在其工作中采用了人工智能技術(shù)。
圖5列出了擁有人工智能專利的美國前30強公司。根據(jù)授權(quán)專利時的記錄，這些公司持有1976年至2018年授予的所有人工智能專利的29%。
前30名公司大多屬于信息和通信技術(shù)(ICT)領(lǐng)域，也有例外，如通用電氣、波音和美國銀行。
04
展望
人工智能在技術(shù)、發(fā)明人和專利權(quán)人之間的分布表明，人工智能對美國發(fā)明越來越重要。
人工智能技術(shù)能否像電力或半導(dǎo)體一樣具有革命性，部分取決于創(chuàng)新者和公司能否將人工智能發(fā)明成功地融入現(xiàn)有的和新的產(chǎn)品、流程和服務(wù)中。
報告結(jié)果表明，人工智能技術(shù)具有這種潛力。
鄧文鼎 編譯，羅 梅 校譯來源：https://www.uspto.gov/sites/default/files/documents/OCE-DH-AI.pdf原文標題：Inventing AI Tracing the diffusion of artificial intelligencewith U.S. patents檢索日期：2020年10月29日
（轉(zhuǎn)載）
