房琦

摘 要：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為人工智能應(yīng)用的重要分支，被廣泛應(yīng)用于各類智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)的專利申請量也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。文章對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專利申請的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，以期為我國該領(lǐng)域的科研人員及企業(yè)技術(shù)人員提供依據(jù)，進(jìn)而為我國在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新提供參考。

關(guān)鍵詞：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；算法；模型；專利；申請量

1 概述

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Network）是由大量的、簡單的處理單元（稱為神經(jīng)元）廣泛地互相連接而形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它模仿人腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能，是一個(gè)高度復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)習(xí)系統(tǒng)。目前提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有幾十種之多，其中比較有代表性的有：感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)RBF網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、反饋網(wǎng)絡(luò)等。

自二十世紀(jì)四十年代，心理學(xué)家W·S·McCulloch和數(shù)理邏輯學(xué)家W·Pitts[1]提出最早的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：生物神經(jīng)元的數(shù)學(xué)描述與結(jié)構(gòu)方法（MP模型）以來，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)的學(xué)者們不斷的研究，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也被廣泛的應(yīng)用到了各種信息處理領(lǐng)域，如人工智能、輔助決策，自動(dòng)控制、模式識(shí)別、信號(hào)處理等等。該領(lǐng)域的相關(guān)專利[2]申請量也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，這類技術(shù)的研究熱度依然旺盛。

2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專利狀況分析

2.1 全球分析

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專利的國際專利分類號(hào)（IPC）[3]為G06N3/02，以德溫特世界專利索引（DWPI）數(shù)據(jù)庫的專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)全球該領(lǐng)域的專利申請量進(jìn)行分析，檢索日期截止2015年3月5日。從圖1全球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)＠纳暾埩颗琶梢钥闯?，在全球范圍?nèi)該領(lǐng)域?qū)＠暾埩颗琶叭膰乙来螢槿毡?、美國和中國?/p>

圖1 全球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)＠纳暾埩颗琶?/p>

此外，通過對(duì)全球范圍內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的申請人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該領(lǐng)域?qū)＠暾堉饕獊碜匀毡竞兔绹囊恍┚揞^企業(yè)，其中日本索尼公司具有127件該領(lǐng)域的專利申請，申請量排名第一，美國INT商業(yè)機(jī)器公司以124件的申請量排名第二。另外，申請量排在前十的申請人中，除了一家德國的西門子公司以外，其余七個(gè)均為日本的大型跨國企業(yè)。而中國的北京航天航空大學(xué)和浙江大學(xué)的申請量分別位列19和21名?？梢钥闯?，在全球范圍內(nèi)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的專利申請還是以企業(yè)為主，集中在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)巨頭企業(yè)。國外大型電子信息企業(yè)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)應(yīng)用上占據(jù)了絕對(duì)的統(tǒng)治地位，以日本企業(yè)為龍頭領(lǐng)跑，而我國在該領(lǐng)域的專利申請的數(shù)量上也占有很大的比重，主要申請人集中在科研院所。

2.2 國內(nèi)分析

在中國CNABS專利數(shù)據(jù)庫中，針對(duì)2003-2013年間基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到專利公布階段的年度申請量分布情況，如圖2所示。

從圖2可以看出，2003年-2013年間，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的專利申請量呈逐漸上升趨勢。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的不斷更新和發(fā)展，以及其在各類智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究成為了近年來科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)的研究熱點(diǎn)?；谄髽I(yè)或研究機(jī)構(gòu)對(duì)專利戰(zhàn)略與創(chuàng)新意識(shí)的加強(qiáng)，在未來幾年該領(lǐng)域的申請量還會(huì)呈現(xiàn)出較大的增長態(tài)勢。

在中國CNABS專利數(shù)據(jù)庫中，針對(duì)1985年以來基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的國內(nèi)專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖3示出了國內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)＠暾埲说姆植记闆r。其中，北京航空航天大學(xué)以170件的申請量排名第一，申請量排名第二和第三名的分別是索尼公司、浙江大學(xué)。其余申請量位列前列的申請人還有：浙江大學(xué)、國家電網(wǎng)公司、西安電子科技大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、皇家飛利浦公司和國際商業(yè)機(jī)器公司。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域國內(nèi)的專利申請主要集中在高等院校，而在華申請量大的外國申請人均為大型跨國電子信息企業(yè)，申請量排在前列的中國企業(yè)僅有國家電網(wǎng)公司一家。

圖3 國內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)＠暾埲朔植紙D

3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的相關(guān)專利申請的特點(diǎn)

3.1 理論性強(qiáng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的理論性，該領(lǐng)域的專利申請大多包含大量算法、學(xué)習(xí)模型及數(shù)理邏輯推理等，并且涉及到多學(xué)科交叉技術(shù)的領(lǐng)域特點(diǎn)，對(duì)于從事其研究的相關(guān)技術(shù)人員提出了較高的要求，其需要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，因此該領(lǐng)域的申請集中在企業(yè)和高等院校，個(gè)人申請的申請量較少。

3.2 多學(xué)科交叉，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在許多學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要應(yīng)用領(lǐng)域有：語音識(shí)別、圖像識(shí)別、智能機(jī)器人、故障檢測、決策優(yōu)化、專家系統(tǒng)、企業(yè)管理、市場分析、自動(dòng)控制、模式識(shí)別、信號(hào)處理等等[4]。從圖3可以看出，國家電網(wǎng)公司為國內(nèi)該領(lǐng)域申請量最大的企業(yè)，該企業(yè)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用于電網(wǎng)的優(yōu)化及控制進(jìn)行了相關(guān)的專利申請。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究的深入，其應(yīng)用領(lǐng)域還會(huì)進(jìn)一步的拓展，由于該領(lǐng)域多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，也激發(fā)了不同學(xué)科與領(lǐng)域的科學(xué)家和企業(yè)家的濃厚興趣[5]。

3.3 國內(nèi)外分布

從圖1可以看出在全球范圍內(nèi)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的專利申請集中在大型跨國企業(yè)，從圖3可以看出國內(nèi)的申請集中在高等院校及研究機(jī)構(gòu)。在我國，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的優(yōu)化及改進(jìn)的理論研究一直是科研院所研究的熱點(diǎn)，而在國內(nèi)從事該領(lǐng)域研究及應(yīng)用的企業(yè)不多，將科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)推廣及應(yīng)用顯得動(dòng)力不足，與國外該領(lǐng)域的專利申請主要分布在企業(yè)形成了鮮明的對(duì)比。

4 結(jié)束語

文章對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專利申請的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，國內(nèi)該領(lǐng)域的專利申請還主要集中在高等院校及科研機(jī)構(gòu)，而在全球范圍內(nèi)，國外大型電子信息企業(yè)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)應(yīng)用上占據(jù)了絕對(duì)的統(tǒng)治地位。我國在將科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)推廣及應(yīng)用上還需要付出更大的努力。作者認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)需要在新一輪的競爭中注重專利布局，加強(qiáng)該領(lǐng)域的研發(fā)投入，逐步積累有效的專利，加入國際化的競爭中。

參考文獻(xiàn)

[1]楊建剛.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程[M].浙江大學(xué)出版社，2012，1.

[2]中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局.專利審查指南2010[M].知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2010，1.

[3]世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織.國際專利分類表（第8版高級(jí)版）[M].知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2006，1.

[4]巫影，等.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜述[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2002，6.

[5]李婷.國內(nèi)外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及概述[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2013，9.