毫無疑問的，人工智慧AI是近幾年科技業界的顯學，早期可能只是覺得AI很炫，像是互動式AI機器人或是打敗圍棋世界冠軍的AlphaGo等等，一般人對AI的應用還不太了解。然而，近2年新冠疫情肆虐，AI技術只是小試牛刀，已經讓人大開眼界；像是智慧測溫、智慧醫療、智慧運輸等等，這些應用都是無接觸式完成的，大大降低了染疫風險。其實，AI的應用又豈止如此，從近年來申請數量不斷攀升的AI專利來看，AI技術的發展仍有一段路要走，也有許多潛在的應用市場待開發。
如果要觀察一項技術在市場的發展，產量、產能、產值…這些都已經是後端的數據了，如果有什麼偏差的地方需要修正，能修正的幅度通常是有限的；如果是面對發展很活絡的市場，希望能跟風搭便車，這個時間點也似乎有點晚。加上近10年來國際大廠專利大戰甚囂塵上，讓一般民眾對專利的重要性也有較全面的了解，更遑論一眾任職科技大廠的研發工程師。如果要精準的避開侵權的危機或是挖掘技術尚未開發（或尚未完全開發）的商機，專利地圖是一件很適切的工具。然而，專利地圖一般來說只能針對比較窄的技術範圍作分析；例如，我們很少會製作一份「人工智慧」的專利地圖，因為人工智慧產業的技術範圍很廣，很難以一張地圖呈現，但如果把範圍縮小，聚焦在自然語言處理 (NLP)，那一張專利地圖即可完整描繪此技術的發展情況。然而，專利地圖還有一點不足，就是很難從中看出技術的應用領域，亦即其終端市場。
因此，一般在還沒決定投入技術研發的階段時，多只會參考一些宏觀的專利統計數據，以求對大廠動態及市場應用有比較全面的了解。但同樣的，以這樣的方式去了解技術及市場發展也是有其不足之處。首先，專利是屬地主義，除非你的商品只限定在一個區域市場發展，否則必須要參考不同地區智財局(IPO)的數據，才能有接近全貌的概觀；其次語言也是一個問題，像是日商、韓商或中文語系的廠商，如果不申請歐美專利或是PCT，以我們一般習慣以英文進行關鍵字搜尋，出來的結果通常會是歐美大廠當道，反過來說，如果是以中文來搜尋，則難以呈現歐美大廠的戰績。
WIPO (World Intellectual Property，世界智慧財產權組織) 的專利數據原則上可以彌補以上提到的不足，因為其報告除了搜集世界各地專利局的統計數據外，更會深入分析5大專利局（USPTO、JPO、KIPO、EPO及CNIPA）的專利數據，但WIPO的報告畢竟是站在比較宏觀的角度，如果要更細膩的觀察，則必須輔以特定地區的IPO數據。因此，本文除了分享WIPO於2018年3月出版的「WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence」報告外，也會一併解讀兩大AI技術強國：美國及中國的相關專利報告，以期更全面的從專利申請看AI的應用趨勢。
從AI專利數量來看
如果從WIPO的AI相關專利數據來看，美、中、日很明顯是AI三大國。圖1顯示，截至2018年3月底為止，AI專利申請數前三名的國家分別是美國 (USPTO)、中國 (CNIPA) 和日本 (JPO)，接下來按順序為WIPO、EPO及韓國 (KIPO)。這邊WIPO專利數指的是PCT專利數。
圖1. 各國專利局AI專利申請數 (前20大)
但如果以專利第一局來看，雖然前三名還是美、中、日，但排名順序卻是中國、美國及日本，如圖2所示。另外，在剔除了WIPO與EPO之後，韓國及德國專利局分別排名第四及第五。
圖2. AI 專利申請第一局申請量
看完WIPO的數據之後，來看一下USPTO的數據，當中有一些蠻有趣的發現。圖3為前16大於2008年1月1日至2018年12月31日獲USPTO AI相關專利之受讓人國家。從2008年初到2018年底，USPTO共授權了123,500件與AI相關的專利。美國專利權人擁有最多與AI相關的專利 (87,244)、其次是日本（9,787）和韓國（4,798）。台灣排名11（1,097），只落後排名第10的中國(1,199) 100件左右。從這裡可以明顯看出，同為AI大國的日本、韓國及德國，全球性的專利佈局就比中國強很多。再來看圖4應該就了解當中的端倪。
圖3. 前16大獲USPTO AI相關專利之 受讓人國家 (2008/1/1 ~2018/12/31)
從圖4可見，中國的創新主體申請美國AI專利的腳步比其他AI大國晚很多，從2010年急起直追，到2018年才超越以色列，直逼德國。另一方面，也可以看到韓國於2011年始成長迅速，並於2018年超越日本。
圖4. USPTO 2018年度前6大與AI相關的專利數量最多之受讓人國家
從AI專利權人來看
圖5是WIPO的數據，是按專利家族數量排名前30位的AI 專利申請人，其中26家為企業，4家為學研單位。這個圖的數據相當有趣，從圖中可見，排名前10名的有美國企業、日本企業、韓國企業、德國企業，唯獨不見AI大國之一的中國企業。在前30大當中，中國企業僅有一家，就是中國AI專利第一大戶百度公司，排名26，僅有一千多個專利家族。這是不是可以解讀為百度的AI專利數量很多，但很多都是延伸案或分割案? 值得一提的是，在4家學研單位中，中國即占了3家 ，包括排名17的中國科學院、排名29的西安電子科技大學及排名30的浙江大學；以學研單位進行技術研發工作一向是中國的國家策略，也難怪全中國有70多家大專院校設有AI相關的科系，專責培育AI相關人才。
圖5. WIPO按專利家族數量排名前30位的AI 專利申請人
接下來看美國USPTO的AI專利權人數據。圖6是於2008年1月至2018年12月期間，擁有USPTO授予的與AI相關的專利前10大受讓人；毫不意外的，中國企業並沒有入列，因為從圖3即得知，中國企業的AI專利佈局美國的不多。
圖6. 擁有USPTO授予的與AI相關之專利數量最多的受讓人 (2008/1/1 ~2018/12/31)
接下來要看的是中國CNIPA的AI專利數據。圖7是人工智慧中國專利前十大申請人專利申請數量，圖8是人工智慧專利權人中國專利授權數量，從申請量及授權量兩者的差距可以推斷說，這些申請人在最近幾年一定是大量申請AI專利，因為申請到授權有至少2-3年的時間差，有相當多已申請的專利尚未獲得授權。
還有一點值得注意的是，微軟及三星的AI佈局十分周延，特別是三星，除了在本國及美國外，對中國市場也同樣重視。
圖7. 人工智慧中國專利前十大申請人專利申請數量
圖8. 人工智慧專利權人中國專利授權數量
從AI專利技術領域來看
圖9顯示，從最早優先權年份開始看，數量較多的AI技術專利家族的領域分別為機器學習、邏輯程式及模糊邏輯；在2011年至2016年之間，機器學習領域每年平均增長26％。
圖9. WIPO AI相關專利前3大技術領域 (1981~ 2016)
從圖10WIPO AI技術的專利家族在不同主類別和子類別中的數量來看，機器學習是AI的主要技術，在所有AI技術中， 89％專利家族與機器學習相關；而在機器學習中，自然網路、通用機器學習及監督式學習3個子類別占比最多。
圖10. WIPO AI相關專利前3大技術領域之子類別狀況
如果不以IPC來分類，轉而以功能應用分類，則參看圖11。如以功能應用分類，在不同的主類別和子類別中，專利家族數最多的為電腦影像 (Computer Vision)，在功能應用分類中占49％。
圖11. WIPO AI相關專利以功能應用類別狀況
圖12是USPTO的 AI專利以國際專利分類號 (IPC) 來分類計算，其中前3大類為G06F、G06K及H04L，此3類占比已超過整體66%。
圖12. USPTO AI專利以國際專利分類號 (IPC) 分類計算
IPC分類號
專利數
占比 %
分類描述
G06F
49,236
39.9
物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 電子數位資料處理
G06K
20,097
16.3
物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 數據辨識 ＞ 數據呈現 ＞ 記錄載體 ＞ 記錄載體之處理
H04L
13,122
10.6
電學 ＞ 電氣通信技術 ＞ 數位資訊傳輸，如電訊通訊
G06Q
11,670
9.4
物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 專門適用於行政、管理、商業、經營、監督或預測目的的數據處理系統或方法
H04N
10,767
8.7
電學 ＞ 電氣通信技術 ＞圖像通信，例如電視
G06T
9,475
7.7
物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 一般影像資料處理或產生
G06N
8,918
7.2
物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 基於特定計算模式之計算機系統
A61B
6,985
5.7
人類生活需要 ＞ 醫學或獸醫學、衛生學 > 診斷；外科；鑑定
H04W
6,457
5.2
電學 ＞ 電氣通信技術 ＞ 無線通訊網路
G01N
5,273
4.3
物理 ＞ 測量、測試 ＞ 藉決定其化學或物理屬性來調查或分析材料組合
G10L
4,917
4
物理 ＞ 樂器、聲學 ＞ 語言分析或合成、語言識別 ＞ 語言或聲音處理、語音或音頻編碼或解碼
H04M
4,380
3.5
電學 ＞ 電氣通信技術 ＞電話通信
資料來源：Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020；製表：李淑蓮
如果不以IPC分類來看，光看關鍵字搜尋，結果也是蠻有趣的。從圖13可見，韓國、日本及德國，圖形辨識 (Pattern Recognition)之關鍵字占比都是最高的，尤其是韓國，占比高達38.9%，這可能是由於韓國AI大戶Samsung的智慧型手機及小家電等終端產品比較多，而圖象辨識的AI技術是比較直觀及使用者友好的。
圖13. USPTO AI 相關專利以關鍵字分類
最後來看CNIPA的數據。圖14的 CNIPA AI相關專利重點技術分佈圖顯示了CNIPA前10大AI專利申請人的焦點技術領域，可以很明顯的看出G06N3、G06K9、G06F17為前3大焦點技術領域。其中比較特別的是國家電網有大量的AI專利技術分類為G06Q10 (物理 ＞ 運算、計算、計數＞ 專門適用於行政、管理、商業、經營、監督或預測目的的數據處理系統或方法＞行政、管理) ，很明顯是因為其產品服務：智慧電網供電配電及加值服務之經營所需。
圖14. CNIPA AI 相關專利重點分支技術分佈圖`
從AI應用領域來看
接下來，就要從AI專利申請看落地的應用領域，我們以WIPO的數據為代表。圖15是AI專利技術對應到相關應用領域之列表，顯示Computer Vision的AI技術落地數量最多，對應量前5大領域分別為電信業、運輸業、個人器件、生醫科學及保全業。
圖15 WIPO AI專利技術領域及市場應用對照表
圖16是WIPO 排名前列之AI專利申請人之專利技術市場應用列表，其中各企業紫色的數字即該企業AI專利落地最多的應用領域。
圖16 WIPO 排名前列之AI專利申請人市場應用列表
此外，由於WIPO的數據看不到中國企業的AI專利應用領域，因此特別拉出來談。
截止2020年10月，中國人工智慧專利申請達到69.4萬件，同比增長56.3 %。
在中國市場，整體而言電腦運算為人工智慧的基礎支撐技術，專利占比最多，達到18.38%；電腦視覺作為人工智慧領域的應用技術，占比次高，達17.72%。深度學習、自動駕駛及智慧型機器人各占比為14.52%、12.36%和9.55%。
值得一提的是在疫情期間，中國自主研發人工智慧技術在疫情防控中發揮了重要作用。截至2020年10月，在疫情防控相關人工智慧技術方面申請專利達3,036件，分佈於疫情監測、防控救治、資源調配等領域。在疫情監測方面，共申請專利244件；在交通大數據領域提出198件專利申請，在智慧語音領域共申請專利301件；人工智慧技術在疫情醫療救治中共申請470件專利。
圖17. 2020年中國人工智慧技術在企業中的主要應用領域
作者： 李淑蓮
現任： 北美智權報主編
學歷： 文化大學新聞研究所
經歷： 半導體科技雜誌(SST-Taiwan)總編輯
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