[摘 要] 本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型BP算法的多層前饋網(wǎng)絡(luò)模型原理，通過輸入到輸出的函數(shù)映射關(guān)系，建立用于專利申請可行性評(píng)估的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，反映專利申請可行性評(píng)估的動(dòng)態(tài)性和數(shù)據(jù)的時(shí)序關(guān)聯(lián)性。

[關(guān)鍵詞] 人工神經(jīng) 專利 評(píng)估 模型

一、專利申請?jiān)u估中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的原理與方法

專利評(píng)估是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)， 其中存在著廣泛的非線性、時(shí)變性和不確定性。本文實(shí)質(zhì)上是對(duì)擬申請專利的技術(shù)創(chuàng)新成果做一個(gè)分類。但要注意的是，不宜申請專利的技術(shù)創(chuàng)新成果并不代表不具備創(chuàng)新價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，我們在選取指標(biāo)因素時(shí)，只是將專利法對(duì)專利權(quán)的保護(hù)方式作為是否適合申請專利重要的因素，某些技術(shù)創(chuàng)新成果如不必申請專利權(quán)便可以以單方執(zhí)有技術(shù)秘密而形成技術(shù)壟斷，則不必申請專利。

以上這些因素可以用一向量(e1，e2，…，em)來表示，也可以轉(zhuǎn)化為尋找一差別函數(shù)f使得：

(1)f(e1，e2，…，em)＞ε， (e1，e2，…，em)∈T

(2)f(e1，e2，…，em)＞ε， (e1，e2，…，em)T

其中集合T表示適合申請專利保護(hù)。因此，專利申請的可行性評(píng)估最終也可作為一類函數(shù)的逼近問題。

二、專利申請?jiān)u估人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

本文構(gòu)建的專利評(píng)估模型是采用BP算法的多層前饋網(wǎng)絡(luò)。該模型的特點(diǎn)是信號(hào)由輸入層單向傳遞到輸出層，同一層神經(jīng)元之間互不傳遞信息，每個(gè)神經(jīng)元與鄰近層所有神經(jīng)元相連，連接權(quán)用Wij表示。各神經(jīng)元的作用函數(shù)為Sigmoid函數(shù)，設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的p個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出層有q個(gè)節(jié)點(diǎn)，k-1層的任意節(jié)點(diǎn)用l表示，k層的任意節(jié)點(diǎn)用j表示，k+1層的任意節(jié)點(diǎn)用l表示。Wij為k-1層的第i個(gè)神經(jīng)元與k層的第j個(gè)神經(jīng)元相連接的權(quán)值。k-1層的節(jié)點(diǎn)i輸出為O(k-1)i，k層節(jié)點(diǎn)j的輸出為：Okj=f(netkj)

設(shè)訓(xùn)練樣本為(X，Ye)，X為p維向量，加到輸入層；Ye為q維向量，對(duì)應(yīng)于期望輸出；網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出Y也是q維向量。網(wǎng)絡(luò)在接受樣本對(duì)的訓(xùn)練過程中，采用BP算法，其權(quán)值調(diào)整量為：

ΔWij=-ηδkjO(k-1)i

其中，對(duì)于輸出層為：δkj=yj(1-yj)(yej-yj)

對(duì)于非輸出層為：η為訓(xùn)練步長，取0＜η＜1。

用樣本集合反復(fù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并不斷修改權(quán)值，直到使實(shí)際輸出向量達(dá)到要求，訓(xùn)練過程結(jié)束。

三、基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專利申請可行性判斷步驟及結(jié)論

本文使用的技術(shù)創(chuàng)新成果數(shù)據(jù)選自1995年～2005年某市知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提供的樣本，共計(jì)551例。其中486例成功申請專利。每一樣本都包括多項(xiàng)數(shù)據(jù)，其中用于評(píng)估的數(shù)據(jù)項(xiàng)有：申請專利的類別，技術(shù)創(chuàng)新的類別、技術(shù)的壟斷性、專利權(quán)保護(hù)的難易程度等多達(dá)58項(xiàng)。

1.網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集的確定：在最原始的551例技術(shù)創(chuàng)新成果中存在著各種各樣的差別，如申請專利權(quán)類別差異(419例發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，132例外觀設(shè)計(jì)專利)，評(píng)估結(jié)果的差異(486例經(jīng)申請后被授予專利)，技術(shù)創(chuàng)新成果的類別差異，技術(shù)創(chuàng)新成果技術(shù)價(jià)值的不同（如發(fā)明專利的技術(shù)獨(dú)創(chuàng)性最強(qiáng)且不易復(fù)制，因而最具技術(shù)價(jià)值）、專利權(quán)保護(hù)的時(shí)限不同（如外觀設(shè)計(jì)專利權(quán)和實(shí)用新型專利權(quán)的時(shí)限僅為10年，而發(fā)明專利權(quán)的保護(hù)時(shí)限為20年）。

2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入和輸出數(shù)據(jù)的預(yù)處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出數(shù)據(jù)都應(yīng)該屬于(0，1)區(qū)間的實(shí)數(shù)，為此我們對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行如下的規(guī)一化處理：

其中xi為原始數(shù)據(jù)項(xiàng)，而Max=max｛xi∶xi∈X｝，Min=min｛xi∶xi∈X｝。這里X為原始數(shù)據(jù)集。經(jīng)過變換后， yi將在(0，1)區(qū)間，可作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出。

3.使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行專利申請可行性判斷。將描述技術(shù)創(chuàng)新成果的各種情況的數(shù)據(jù)作為前向網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)加到其輸入端，并按各神經(jīng)元的輸入和輸出，同時(shí)調(diào)整神經(jīng)元之間的連接權(quán)值以使網(wǎng)絡(luò)的輸出和實(shí)際情況相符。即當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新成果成功申請到專利權(quán)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果也恰好指示為適合申請專利權(quán)，反之亦然。如果對(duì)所有的訓(xùn)練樣本集網(wǎng)絡(luò)的輸出基本上(95%或更高)能保證與實(shí)際結(jié)果一致，則訓(xùn)練過程結(jié)束。對(duì)于一個(gè)待評(píng)估的技術(shù)創(chuàng)新成果來說，只要將該成果的數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中去，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果就可以知道該技術(shù)成果是否適合申請專利權(quán)保護(hù)。

上述結(jié)果表明不同類型的因素應(yīng)分開來考慮。我們將58項(xiàng)輸入數(shù)據(jù)分成四類不同的BP網(wǎng)絡(luò)，然后再將它們各自的結(jié)果綜合起來得出最后的判斷。

上述四種網(wǎng)絡(luò)所得結(jié)果的可靠性各不相同。其中，根據(jù)基于專利法保護(hù)的判斷準(zhǔn)確性最高，因此在最后的綜合中重點(diǎn)考慮它的判斷結(jié)果，其權(quán)值也相對(duì)最高。其次，基于技術(shù)壟斷性的判斷往往也具有較高的準(zhǔn)確性，權(quán)值也較高，但比前者的稍低?；诩夹g(shù)創(chuàng)新成果屬性的判斷更多地涉及專利權(quán)的受保護(hù)程度，因此在專利的申請階段也屬于相對(duì)不太重要的參考因素，因此設(shè)定權(quán)值最小。

最后的結(jié)果O為：

O=a1XO1+a2XO2+a3XO3+a4XO4

a1+a2+a3+a4=1

其中Oi，ai，i=1，2，3，4分別為各診斷網(wǎng)的輸出及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值。

當(dāng)O＞0.5時(shí)最后的結(jié)果為適合申請專利權(quán)，反之則不宜申請專利權(quán)。對(duì)所有的樣本數(shù)據(jù)經(jīng)上述的判斷結(jié)果見表2。

其中對(duì)于訓(xùn)練集，適合申請專利的技術(shù)成果的正確判斷率為100%，誤判率為0，不適合申請專利的正確判斷率為97.8， 誤判率為3.2%。

通過對(duì)結(jié)果的分析得出結(jié)論，本文采用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專利申請可行性評(píng)估的結(jié)果較好地符合了已知數(shù)據(jù)，具有較高的準(zhǔn)確性，特別是對(duì)于適合申請專利的技術(shù)創(chuàng)新成果一般能準(zhǔn)確地做出判斷，有利于技術(shù)創(chuàng)新主體及時(shí)申請專利保護(hù)和擁有相關(guān)權(quán)益。