AI趋势报告 中美专利申请和科学出版数遥遥领先

近年来，随着AI从理论知识落地到全球市场，AI正以其潜在的革命性影响，持续推动技术和产业的重大变革，从天气预报、自动驾驶、癌症早筛到工业制造，AI已经在全世界创造了巨大的经济价值。而美国和中国这两个世界上最大的经济体，都将AI研究和落地视为重要的国家战略。

1月31日，联合国世界知识产权组织（UN World Intellectual Property Organization，WIPO）公布首批系统研究AI技术趋势的报告。WIPO秘书长Francis Gurry在记者会上表示，在AI竞赛中，美国和中国在专利申请数量和科学发表上遥遥领先于其他国家。Gurry认为，AI将在未来几年内成为军事和经济的重要组成部分，各大国将开始关注自身在AI领域的战略地位。

本期我们推荐联合国旗下世界知识产权组织（WIPO）最新出炉的报告《技术趋势2019：人工智能》（《WIPO Technology Trends 2019：Artificial Intelligence》）。

这是WIPO公布的首批系统研究AI技术趋势的报告，对2016年前全球公开的AI专利申请、科学出版物、诉讼申请及并购活动提供详尽数据和深入分析。（基于专利保密期限规定，2016年是最近的一个有数据的完整年度）

报告整理了全球产学界的AI研究核心玩家、地域分布及各类AI技术发展情况，力图挖掘AI发展的技术趋势和创新逻辑，同时包括20余位全球专家关于未来AI研究创新发展的见解，以解决现有和潜在的AI技术影响、法律监管、数据保护和道德等问题。

本报告共有153页，内容含金量满满，我们分别从数据和地域着手提炼出20个亮点，概览全球尤其是中国的AI专利及收购全貌。

筛选的20个亮点包括：

数据篇

1、截止至2016年底，全球AI相关发明专利申请达近34万份，其中超过半数为2013年以后公布。

2、自2013年以来的AI专利申请数量，与自1950年代AI问世后的半个世纪申请数量相当。

3、机器学习是专利最多的AI技术，约占所有AI专利的1/3，2016年数量约为2013年的2倍。

4、全球前30专利申请方中，有26家是企业，4家是高校或科研机构。

5、IBM和微软拥有最多的AI专利申请，分别是8290项和5930 项。

6、从1998年起，434家AI相关公司被收购，其中53%的收购发生自2016年至今。

7、AI领域有283家被收购公司来自美国，25家被收购公司来自英国。

8、前10大公司共做了79项收购，每家至少收购了5家AI公司。

9、基于公开信息，截至2018年5月，有2868家AI公司获得融资，总金额约为460亿美元。

10、在诉讼案例中共有1264项同族专利被提及，在异议案例中共有4231项同族专利被提及。

地域篇

1、中国拥有全球最具规模的专利局和最多的国内专利申请数量。

2、中国在全球科研机构的深度学习专利申请上领先，中国科学院、西电大、浙大拿下前三甲。

3、专利申请前20名的学术机构中有17家在中国。

4、中国和美国在AI应用和基础研究上的专利申请处于领导地位。

5、美国、中国、日本是最受欢迎的专利申请地，占专利申请总量的78%。

6、2014年，在中国首先注册的AI专利申请数量超越美国。

7、在中国首先注册的AI专利中仅有4%后续在其他地区注册。

8、最早的一笔AI相关专利由日本专利部门在 1980 年注册。

9、全球专利申请TOP20中有12家日本企业。

10、印度成为新兴的AI专利申请地。

以下为整理呈现的干货：

企业为AI专利申请主力军，美中两国优势明显

报告显示，自20世纪50年代AI问世以来，全球共提交近34万份AI相关发明专利申请，发表的科学出版物超过160万部，其中有超过半数的专利是在2013年至2016年间公布的。

根据报告提供的数据，美国、中国、日本为AI专利的主要申请国，在全球前30名专利申请方中，有26家是企业，仅有4家为高校或科研机构。

▲全球专利办事处专利申请数量增长趋势

中国虽然起步偏晚，但在AI专利申请上具备极强的快速成长能力，从2006年起年均增长率达29%。到2014年，在中国首先注册的AI专利申请数量首次超过美国。

另外，专利共同所有权非常少见，前20名专利申请方中，无一家实体拥有超过百分之一的 AI 共同专利，与其他技术领域相似。

▲全球AI相关发明专利申请地域分布

报告还指出，美国、中国和日本是专利申请最多的地点，共占专利申请总数的78%。在所有AI专利申请中，有1/3的申请方会在初次提交申请后再到其他国家办事处提交。

不过，与其他国家不同的是，中国公司和大学大都只在中国申请专利，且在中国提交申请后又在海外提交申请的企业或科研机构仅占4%。

▲全球专利办事处首次及非首次申请专利的数量分布

1、IBM称霸AI专利榜，中国国家电网跃居前20

在AI相关专利排名前20名的公司中，有12家日本公司、3家美国公司、2家中国公司。这些日本企业并未大张旗鼓地宣传其AI技术，但正在悄然提升其竞争力。

▲全球专利申请量排名前三十的企业、高校及科研机构

美国国际商业机器公司(IBM)以8290项发明专利的申请数量独占鳌头，微软则以5930项发明位居第二，日本东芝公司（5223项）、韩国三星集团（5102项）和日本NEC集团（4406项）分列3、4、5名。

基于在生物启发方法和支持向量机等机器学习技术方面的研究，中国国家电网（SGCC）以70%的年均增长率跃居前20强，成为第15名。百度也跻身全球前30强，位列第26名。

报告还分析到，在某些技术和领域中，最多的专利申请源自该领域高度专业化的企业，如百度在深度学习专利众多，腾讯在社交网络表现突出。

2、中国科研机构成绩斐然，中科院专利数量领先

尽管企业在AI专利申请方面占据主导地位，但高校和科研机构作为先进技术的主要输出方，对分布式AI、神经机器人等特定领域的AI研究做出了重大贡献。

▲全球前20家AI相关科学出版物最多的科研机构

报告显示，前20家AI专利申请最多的科研机构中，有17家在中国，其余3所在韩国，美国和欧洲均未有机构在列；前20家AI相关科学出版物最多的科研机构，有10家在中国；入榜全球前30名AI专利申请方的4家科研机构中，有3家来自中国，分别是中科大（第17名）、西电大（第29名）和浙江大学（第30名）。

中国科学院有超过2500个同族专利和超过2万篇AI相关的科研论文，在公共科研机构的专利申请数量遥遥领先。此外，中科院的专利申请在2013-2016年间年均增长20％以上，等同于或超过大多数其他国家的组织的增长率。

▲全球专利申请排行前500强的高校和科研机构地域分布

在跻身全球前500强专利申请方的167所高校和科研机构中，有110家来自中国，20家来自美国，19 家来自韩国，4家来自日本。

机器学习高比例领衔，计算机视觉最受欢迎

WIPO报告提供了清晰的分析框架，将AI技术分为三类：AI技术，即高级统计和数学模型，如机器学习、专家系统；AI功能性应用，即可用一种或多种AI技术实现的功能，如语音处理和计算机视觉；AI应用领域，如通信、农业和交通。

▲AI功能性应用和AI应用领域分类

报告显示，2013年至2016年期间，AI相关专利的年均增长率远高于所有技术领域，后者年均增长率为10%。

根据报告，中国和美国在 AI 技术和功能应用的专利申请上处于领先地位，日本在模糊逻辑、计算机视觉和语音处理领域、韩国在本体工程领域均优势明显。

1、AI技术趋势：机器学习占主导地位

▲AI技术专利及科学出版物数量分布

从专利申请数量来看，机器学习技术在AI技术专利中占据主导地位，以超过13万的数量占据所有AI专利的1/3以上，年增长率为28%，2016年专利申请数量超过2013年的2倍。

其中，增速最快的当属深度学习，其在2016年专利数量达到2399项，年增长率达175%，远高于同期其他专利平均33%的年增长率。神经网络的同期增长率为46%，其专利数量在2016年达到6506项。

2、AI功能性应用：计算机视觉最为流行

▲1981-2016年全球AI功能性应用专利申请变化趋势

最受欢迎的AI功能性应用是计算机视觉，49%的AI相关专利中有提及了这一技术，其年均增长率为 24%。其中，生物识别技术和场景理解的年增长率分别为31%和28%。

另外两个数量居多的AI功能性应用是自然语言处理（占所有AI相关专利的14％）和语音处理（13％）。同时，其他应用正在迅速发展和增长，比如机器人和控制方法的专利数量年增长率达到55%。

3、AI应用领域：交通运输类涨势最猛

▲1981-2016年全球AI应用领域专利申请变化趋势

报告显示，AI应用领域的分布情况为运输（占所有AI相关专利的15％），电信（15％），以及生命和医学科学（12％）。

其中，交通运输领域的发展最为蓬勃，年增长率达为33%。在交通运输类别中，航空航天/航空电子（年增长率67％）和自动驾驶（年增长率42%）以最为迅猛的涨势崛起。

被收购的AI公司多来自英美，微软苹果成法律纠纷常客

▲1998-2018年全球被收购的AI企业地域分布

据现有收购数据，自1998年以来，共有434家AI公司被收购，有53%的收购自2016年起发生。其中绝大多数被收购的公司都是美国公司（283家），而英国以25家AI公司被收购排名第二。

从2012年以来，AI行业的收购数量逐年增加，在2017年达到103起。虽然谷歌母公司Alphabet在提交的发明数量中排名第十，共有3814项，但在收购AI公司方面位列第一。苹果和微软也积极参与收购，IBM、英特尔等公司则更倾向于收购成熟的公司。

▲2016年前后收购AI公司数量最多的十大科技公司分布

报告指出，大部分被收购的公司都是初创企业，只有少量或者没有专利项目。这说明收购看中了被收购公司的其它资产，包括人才、数据、知识和其它知识产权。

此外，前20强专利申请方中没有一家与其他申请方共享超过1%的AI专利所有权。在围绕AI专利的法律纠纷中，WIPO发现了1264起AI同族专利，其中74%的案件发生在美国，全球有 4231 件专利异议案件。

20余位大牛分享观点，AI数据和人才是各国刚需

WIPO秘书长Francis Gurry表示，AI将在未来几年内成为军事和经济的重要组成部分，各大国将开始关注自身在AI领域的战略地位。面临这一情况，在WIPO组织领导下，成员国间就AI技术所带来的IP相关法律和道德问题开展对话讨论，显得至关重要。

他认为，美中两国庞大的人口基数为谷歌、百度等科技公司提供大量用户数据，同时国家对科技产业的支持亦是科技公司快速抢滩AI领域的重要因素。与此同时，欧洲各国在文化和语言方面的差异不利于大数据集合的形成，在某种程度上成为AI技术发展的障碍。

他也指出，世界上并没有任何可靠的方法来衡量专利申请的质量，“否则人们就不需要风险投资行业了。”

报告提供的不止有数据分析，还穿插着来自20余位全球顶尖AI专家们的前瞻性见解，包括我们熟知的吴恩达、李开复、王海峰等业界大牛。

比如，知名AI科学家、Landing AI董事长兼CEO吴恩达（Andrew Ng）提出促进AI落地的三个行动：加强产学政界合作、持续推动自由开放共享的AI知识和资源、拓宽人们学习AI的渠道。

他指出，基于中美强有力的政府支持，其他国家很难在AI的商业、工程和投资领域与美中两国竞争。另外，他认为AI尚未得到开发的最大机遇并不在软件行业，而是在农业、医疗保健和制造业等领域中。

创新工场CEO李开复预测未来五年，互联网、金融和电子商务将成为受AI影响最大的行业。

百度高级副总裁王海峰则认为，工业界存在将硬件和软件相结合使得AI技术更实用的趋势，深度学习框架和芯片可能另一个主宰未来AI行业的机会。

在人才方面，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）智能系统实验室负责人Dario Floreano提出，机器人和AI专业亟需学生及研究者，并将确保未来的持续创新。

欧盟委员会首席顾问、司法部基本权利与公民联盟主管Paul Nemitz也表达了欧盟对AI的重视，称欧盟2021-2027年财务框架将加强包括AI在内的高级数字技能培训计划，以吸引和留住更多欧洲AI人才。

从全球范围来看，中国虽在IP领域起步稍晚，但经过快速成长，如今已经拥有全球最大的专利局和最多的国内专利申请数量，中国的AI专利和科学出版物数量均名列前茅，呈现高速成长趋势，尤其是高校与研究机构的专利布局，在整个世界舞台上遥遥领先。但与此同时，我国企业的AI专利申请数量和美国相比明显落了下风，在国内申请专利后，中国企业也应多在海外国家进行专利申请，并更多推动产学政界的合作，建立更加稳健良性发展的AI生态。