程德理 傅春曉

摘要：我國(guó)已經(jīng)將發(fā)展人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)上升至國(guó)家戰(zhàn)略，發(fā)布了資源配置方案和發(fā)展保障措施以確保落實(shí)發(fā)展規(guī)劃。在政府規(guī)劃中也紛紛提出“智慧城市”的建設(shè)目標(biāo)。隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，該領(lǐng)域的專利活動(dòng)情況反映了技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)人工智能在智慧城市應(yīng)用中的專利問題進(jìn)行分析，得出人工智能在智慧城市各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域方面專利及相關(guān)技術(shù)發(fā)展所面臨的問題，以期引發(fā)相關(guān)議題的思考，推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：智慧城市;人工智能;專利分析

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2020.05.012

引言

人工智能的迅速發(fā)展深刻地改變著人類社會(huì)生活。為搶占人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，構(gòu)筑我國(guó)人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)，國(guó)務(wù)院于2017年7月發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，文件明確提出我國(guó)新一代人工智能“三步走”的戰(zhàn)略目標(biāo)，提出各參與方的六大重點(diǎn)任務(wù)，同時(shí)配套發(fā)布了資源配置方案和發(fā)展保障措施以確保落實(shí)發(fā)展規(guī)劃。

經(jīng)過60多年的演進(jìn)，人工智能發(fā)展進(jìn)入新階段，特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論新技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動(dòng)下，人工智能加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征。[1]人工智能技術(shù)作為科技先驅(qū)，起到了帶領(lǐng)和推動(dòng)智慧城市發(fā)展的作用。人工智能技術(shù)不斷應(yīng)用在智慧城市的過程也就是智慧城市發(fā)展的高級(jí)階段，是數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)。

因此，隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)專利相關(guān)領(lǐng)域也提出了新的要求。本文將對(duì)人工智能在智慧城市應(yīng)用中的專利問題進(jìn)行分析，以期引發(fā)相關(guān)議題的思考，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

一、AI視角的智慧城市

人工智能城市（Artificial Intelligence City， AI City）是指：在遵循城市發(fā)展和滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求前提下，以城市科學(xué)、人工智能、信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems， CPS）、系統(tǒng)工程理論為支撐，在“城市大腦”統(tǒng)一管理下，在人類智慧空間、信息空間、物理空間三大空間支撐下，綜合采用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代通信、區(qū)塊鏈、量子計(jì)算等新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、高效傳輸、自主控制、自主學(xué)習(xí)、智能決策、自組織協(xié)同、自尋優(yōu)進(jìn)化、個(gè)性化定制八大特征的高度智能化城市。[2]“人工智能城市”簡(jiǎn)稱為“AI城市”?！叭斯ぶ悄艹鞘小奔婢摺叭斯ぶ悄?城市”和“城市+人工智能”雙重內(nèi)涵。“人工智能+城市”注重的是人工智能科技，“城市+人工智能”注重的是城市垂直應(yīng)用。

如圖1所示，智慧城市在中國(guó)的發(fā)展可以劃分成四個(gè)階段。至今，我國(guó)智慧城市的發(fā)展邁進(jìn)“AI+智慧城市”“人工智能城市”階段，2018年是人工智能城市的歷史元年。

從定義來看，人工智能結(jié)合了多種學(xué)科，包含了諸方面的能力。[3]根據(jù)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究公司Venture Scanner對(duì)人工智能的分類，主要分為“人工智能”“深度學(xué)習(xí)”“機(jī)器學(xué)習(xí)”“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”“語言處理”“語音識(shí)別”“計(jì)算機(jī)視覺”“手勢(shì)控制”“智能機(jī)器人”“視頻識(shí)別”“語音翻譯”和“圖像識(shí)別”等，從以上關(guān)鍵技術(shù)的全球分布來看，前二十名的公司大多數(shù)是美國(guó)和日本公司。

人工智能在智慧城市行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用層包括AI智能系統(tǒng)和AI產(chǎn)品（裝置、裝備），其中AI智能系統(tǒng)分為單系統(tǒng)（商業(yè)智能系統(tǒng)、智能家居、智能倉(cāng)儲(chǔ)、智能安防、智能電網(wǎng)等）和行業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜大系統(tǒng)（能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧社區(qū)、智慧建筑、智慧物流等），AI產(chǎn)品包括：AGV、無人機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車、虛擬助手、智能客服、智能音箱、智能冰箱、智能床墊、智能輪椅、智能醫(yī)療機(jī)器人等。

二、人工智能專利在智慧城市應(yīng)用中的分析

專利活動(dòng)情況是評(píng)價(jià)高科技領(lǐng)域技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)，本文將從專利活動(dòng)情況分析人工智能在智慧城市的技術(shù)應(yīng)用情況。[4]人工智能在智慧城市的應(yīng)用領(lǐng)域眾多，智能交通領(lǐng)域目前由于產(chǎn)品距離市場(chǎng)化較遠(yuǎn)，因此主要集中在研發(fā)階段;智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能家居和智能環(huán)保領(lǐng)域的產(chǎn)品則在全球存在大量的專利申請(qǐng)。

（一）智能交通

本文以自動(dòng)駕駛、語音識(shí)別、自然語言處理、智能搜索和智能推薦作為智能交通的關(guān)鍵技術(shù)檢索了公開日在2020年3月31日之前的專利，全球目前申請(qǐng)量在82 629件，中國(guó)申請(qǐng)量25 127件。中國(guó)申請(qǐng)人居前五位的是百度（包括百度在線、百度網(wǎng)訊和百度美國(guó)）、本田（包括本田技研和本田自動(dòng)車）、平安、騰訊、三星。另外，清華大學(xué)、聯(lián)想、科大訊飛、微軟及中科院自動(dòng)化所位居前十名（圖2）。

百度非常注重專利布局，在上述四個(gè)領(lǐng)域內(nèi)分別進(jìn)行了嚴(yán)密的專利布局。截至2020年3月31日，百度公司智能汽車領(lǐng)域相關(guān)專利申請(qǐng)達(dá)968件。在開展大量專利布局后，百度諸多技術(shù)都是通過開源平臺(tái)和開源代碼提供的，比如自動(dòng)駕駛、深度學(xué)習(xí)框架等。如圖3所示為百度智能汽車領(lǐng)域相關(guān)專利地圖，在駕駛模式、特征提取、控制指令、語音指令、圖形用戶界面、語言模型及音頻數(shù)據(jù)等方向進(jìn)行了重點(diǎn)布局。

雖然我國(guó)人工智能技術(shù)發(fā)展十分迅猛，但智能交通領(lǐng)域的很多應(yīng)用相關(guān)專利仍然存在很多問題。表1為中美在智能汽車領(lǐng)域相關(guān)專利的指標(biāo)對(duì)比（數(shù)據(jù)取自有效專利及授權(quán)專利）。如表1所示，中美申請(qǐng)人在專利申請(qǐng)的策略上仍然存在較大的差距。在權(quán)利要求數(shù)量、同族專利個(gè)數(shù)及被引證次數(shù)上，美國(guó)申請(qǐng)人明顯高于中國(guó)申請(qǐng)人。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人應(yīng)重視專利申請(qǐng)質(zhì)量及布局策略，在新技術(shù)與城市交通治理的融合還處于早期階段時(shí)，掌握專利布局的先機(jī)。

此外，國(guó)家政策的引導(dǎo)、共享機(jī)制的建立都很關(guān)鍵，相關(guān)部門應(yīng)該加快各交通部門的標(biāo)準(zhǔn)制定，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的智能化改造，積極實(shí)施智能交通應(yīng)用示范區(qū)等舉措并推廣全國(guó)，爭(zhēng)取縮短產(chǎn)品市場(chǎng)化的時(shí)間，在全球智能汽車領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地。

（二）智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是智慧城市的“主動(dòng)脈”。智慧城市建設(shè)得到各級(jí)政府的高度重視，而智能電網(wǎng)是構(gòu)建整個(gè)智慧城市神經(jīng)系統(tǒng)中的重要的一部分，是智慧城市建設(shè)的核心基礎(chǔ)。

本文以關(guān)鍵詞“智能電網(wǎng)”“Smart grid”“Intelligent grid”檢索公開日在2020年3月31日之前的專利，從專利申請(qǐng)人以及國(guó)別分布、技術(shù)分布等角度，來分析智能電網(wǎng)專利的情況。

從2009年開始，中國(guó)開始在智能電網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的專利申請(qǐng)，說明從2009年開始，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求（圖4）。如圖5所示，智能電網(wǎng)專利技術(shù)市場(chǎng)主要分布在中國(guó)，公開量達(dá)72%，美國(guó)11%，韓國(guó)9%，歐洲3%，日本1%。

通過分析IPC分類，專利技術(shù)分布主要集中在智能電網(wǎng)供配電系統(tǒng)和局部或外部之間的通信。另外還涉及系統(tǒng)中各個(gè)組件等的運(yùn)行監(jiān)測(cè)以及故障報(bào)警。其中，運(yùn)行狀況和故障檢測(cè)對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定十分重要（圖6）。

通過檢索得知，中國(guó)專利申請(qǐng)人主要集中在國(guó)家電網(wǎng)、電力科學(xué)研究院等，其他申請(qǐng)人均比較分散，因此，需要申請(qǐng)人整合研發(fā)能力，梳理技術(shù)脈絡(luò)，集中攻克關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。另外智能電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)于智能電網(wǎng)的技術(shù)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人應(yīng)規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，避免專利糾紛。

（三）智能家居

智能家居是指以住宅為平臺(tái)，利用綜合天線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全方法技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。[5]

不論是從市場(chǎng)應(yīng)用角度還是專利態(tài)勢(shì)分析，智能家居都是最火的領(lǐng)域之一。如圖7所示，在智能家居的整體態(tài)勢(shì)上，住宅配套系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)量占22%，智能管理與控制相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)量占18%，安全方法系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)量占17%，智能家電終端系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)量占43%。其中，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)趨勢(shì)經(jīng)歷了緩慢增長(zhǎng)、大幅增長(zhǎng)和跳躍式增長(zhǎng)三個(gè)階段，從技術(shù)分布來看，布局的重點(diǎn)在智能家電終端系統(tǒng)，比如智能廚衛(wèi)、家庭影音等，這也體現(xiàn)出智能家居概念對(duì)傳統(tǒng)家電的技術(shù)改革。

產(chǎn)品市場(chǎng)的熱度也相應(yīng)引發(fā)了專利戰(zhàn)場(chǎng)的硝煙滾滾。近兩年來，國(guó)內(nèi)外家電業(yè)的專利戰(zhàn)幾乎成為常態(tài)。夏普、海信、格力、TCL、Yunmi等爆發(fā)了專利拉鋸戰(zhàn)。中國(guó)家電企業(yè)也拿起專利武器開始針對(duì)國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)行專利訴訟，但也經(jīng)歷著國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的訴訟考驗(yàn)。專利戰(zhàn)的同時(shí)，侵權(quán)調(diào)查也時(shí)有發(fā)生，國(guó)內(nèi)外均發(fā)生了多起調(diào)查事件。

面對(duì)如此激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，企業(yè)必須具有強(qiáng)烈的專利意識(shí)，應(yīng)提早做好全面的專利戰(zhàn)略規(guī)劃，包括專利申請(qǐng)計(jì)劃、專利布局等，通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系建設(shè)來完善和提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，將知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管理納入日常工作中，保留完整的財(cái)務(wù)賬簿和資料，保全證據(jù)，以備后續(xù)的專利訴訟風(fēng)險(xiǎn)。

（四）智能醫(yī)療

醫(yī)療產(chǎn)業(yè)是人工智能落地較早和較為成熟的領(lǐng)域之一。[6]從技術(shù)層面來看，圖像識(shí)別、語音語義識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、智能傳感、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像診斷、智慧醫(yī)院建設(shè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、基因圖譜研究和靶向藥物研發(fā)等方面均已得到廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)層面來看，IBM、谷歌、微軟等IT巨頭以及騰訊、百度等國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)也紛紛布局醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，以自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)推動(dòng)人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的落地。

不同于智能家居火熱的專利戰(zhàn)，智能醫(yī)療的專利問題可能更多的是專利在國(guó)內(nèi)授權(quán)的前景問題。由于智能醫(yī)療涉及醫(yī)療和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域兩個(gè)方面的專利性，因此涉及“是否屬于疾病的診斷和治療方法”與“是否具備實(shí)用性”兩個(gè)問題。由于兩個(gè)領(lǐng)域?qū)儆谕耆煌募夹g(shù)領(lǐng)域，在撰寫專利申請(qǐng)文件時(shí)應(yīng)該由兩個(gè)領(lǐng)域的專利代理師共同撰寫申請(qǐng)文本，才能更加有效地布局權(quán)利要求。此外，在其他專利問題的處理過程中，處理團(tuán)隊(duì)也應(yīng)配備專業(yè)的技術(shù)人員，才能避免技術(shù)領(lǐng)域的空缺。

人工智能技術(shù)與醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合產(chǎn)生了創(chuàng)新解決方案，如何有效地保護(hù)新成果、通過多元化的權(quán)利要求撰寫形式為專利權(quán)人提供更為靈活的主張權(quán)利的便利，滿足專利權(quán)人的需求才是應(yīng)該關(guān)注的熱點(diǎn)。

（五）智能環(huán)保

智慧環(huán)保是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)境信息化相結(jié)合的概念?！爸腔郗h(huán)?！笔恰皵?shù)字環(huán)保”概念的延伸和拓展，它是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，可以實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的智慧。[7]

國(guó)內(nèi)智慧環(huán)保重點(diǎn)企業(yè)有聚光科技（杭州）股份有限公司、阿里云計(jì)算有限公司、航天科工智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、上海延華智能科技（集團(tuán)）股份有限公司、萬達(dá)信息股份有限公司、深圳平安通信科技有限公司等。

智慧環(huán)保技術(shù)涉及的技術(shù)點(diǎn)多面廣，人工智能算法通過環(huán)境治理技術(shù)的提高，不斷推動(dòng)著智慧環(huán)保的發(fā)展。對(duì)于智慧環(huán)保專利技術(shù)的申請(qǐng)多集中在底層技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用層面的專利申請(qǐng)量尚不龐大，從檢索結(jié)果分析可知，技術(shù)構(gòu)成主要集中在“垃圾的收集或清除”，其他技術(shù)分支處于空白點(diǎn)的較多，因此，申請(qǐng)人可從目前的空白點(diǎn)入手，抓緊布局戰(zhàn)略的制定。

（六）其他智慧城市領(lǐng)域

除上述領(lǐng)域外，我國(guó)在智慧政務(wù)、智能倉(cāng)儲(chǔ)、智能安防與智慧物流等領(lǐng)域的專利也在不斷增長(zhǎng)，而且這個(gè)形勢(shì)目前還在持續(xù)。而日本在近十年并沒有明顯的增長(zhǎng)，在PCT申請(qǐng)量上，美國(guó)一直位居首位。我國(guó)也有申請(qǐng)人與美國(guó)的IBM、微軟與谷歌等知名公司持平，申請(qǐng)數(shù)量巨大，但整體申請(qǐng)質(zhì)量還有待提高，在這一次技術(shù)革新的浪潮中，中國(guó)能否躋身前列，仍然面臨考驗(yàn)。

三、結(jié)論

從人工智能關(guān)鍵技術(shù)申請(qǐng)人的全球分布情況來看，美國(guó)和日本仍然排在前列，中國(guó)申請(qǐng)人仍需在人工智能的核心技術(shù)層面加大投入和研發(fā)。

首先，針對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用已經(jīng)成熟的領(lǐng)域，如智能電網(wǎng)和智能家居領(lǐng)域等，應(yīng)更加緊知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建，將完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系納入管理當(dāng)中，包括健全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理制度等，有效規(guī)避專利侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，在產(chǎn)品研發(fā)早期就應(yīng)該開始專利戰(zhàn)略布局。另外，在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，還需要申請(qǐng)人整合研發(fā)能力，梳理技術(shù)脈絡(luò)，尋求合作并集中攻克關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。

其次，針對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用較少的領(lǐng)域，例如智能汽車領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人較美國(guó)申請(qǐng)人在各項(xiàng)專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)上都存在著較大的差距，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人應(yīng)重視專利申請(qǐng)質(zhì)量及布局策略，在新興技術(shù)與城市融合的早期階段，掌握專利布局的先機(jī);除此以外，還應(yīng)加強(qiáng)政策的引導(dǎo)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

再次，人工智能技術(shù)領(lǐng)域?qū)儆谟?jì)算機(jī)領(lǐng)域，但應(yīng)用到智慧城市中時(shí)會(huì)涉及更多跨學(xué)科技術(shù)，此時(shí)關(guān)于專利事務(wù)的處理需要更多跨學(xué)科人才的通力合作，才能為專利權(quán)人提供更多便利的途徑或渠道。[8]

最后，針對(duì)智慧城市的政策應(yīng)加緊制定、實(shí)施及推進(jìn)，智慧城市政策對(duì)高科技領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展有著十分積極的促進(jìn)作用。智慧城市不僅意味著國(guó)內(nèi)外大公司的參與，更意味著地方公司及政府各部門之間的通力合作，將通用的技術(shù)方案轉(zhuǎn)化為城市當(dāng)?shù)氐牡胤叫枨蟛攀菍?shí)現(xiàn)智慧城市的最關(guān)鍵一步。通過數(shù)據(jù)檢索分析可以得出，實(shí)施智慧城市政策的地區(qū)也更傾向于密集的申請(qǐng)專利，對(duì)于高科技領(lǐng)域這一影響更為突出。因此，相關(guān)政策的制定出臺(tái)，更為積極的知識(shí)產(chǎn)權(quán)策略，兩者之間有著共同促進(jìn)的作用。

人工智能給社會(huì)生活帶來的巨大的變化，城市的創(chuàng)新發(fā)展不是終結(jié)，而是一個(gè)新的開始。一項(xiàng)新的變化會(huì)帶來不同的社會(huì)、技術(shù)和法律問題，相應(yīng)的法律規(guī)范也應(yīng)該根據(jù)發(fā)展的不同階段而變化，從而適應(yīng)科技的發(fā)展。本文從專利權(quán)人角度給出了以上建議，也期待法律制度能夠盡早地做出調(diào)整，能夠積極引領(lǐng)人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，專利權(quán)作為保護(hù)發(fā)明成果的重要手段，無論現(xiàn)在或未來都會(huì)對(duì)智慧城市的發(fā)展具有長(zhǎng)足的貢獻(xiàn)。

說明：本文系教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱：我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)密集型產(chǎn)業(yè)集群國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提升研究，編號(hào)：19YJA630012）的階段性研究成果。

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