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日本特許廳AI專利申請分析:強化工業製造為業界布局優先重點

【蔣士棋╱北美智權報 編輯部】

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今年七月底時,日本特許廳(JPO)發布了人工智慧(AI)相關發明的專利申請趨勢分析,完整揭露了從1990年至今,日本產業界在AI技術上的演變與專利佈局發展。從中我們可以發現,日本產業界在人工智慧的核心技術領域上,已經進行連續五年的積極專利佈局,而且許多傳統的日本大型綜合機電業者也繼續扮演要角,顯示日本在下一波工業物聯網革命的雄厚實力。

根據JPO的標準,人工智慧相關發明可分為「核心發明(Core Invention)」與「應用發明(Applied Invention)」兩類;前者指的是使用數學統計方法以構成AI技術基礎的發明,包括神經網路、機器學習、深度學習等技術;後者則是將核心發明使用在語音處理、影像辨識、自然語言處理、機器人…..等領域上的發明(圖1)。

圖1:JPO對AI相關發明的研究分類 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)
圖1:JPO對AI相關發明的研究分類 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)

日本的AI相關發明專利申請量,近五年出現大幅攀升

整體來看,日本企業在調查期間(1990~2020)內對AI發明的專利佈局,歷經了兩波起伏。第一次是1990年代初,當時JPO每年的AI相關專利申請量一路從1000件左右增加到2500件;不過在1993年之後就一路下滑,整個21世紀初期幾乎都維持在每年1000件左右;直到2014年申請量才又明顯成長,而且成長的速度愈來愈快,2018年的申請量已經逼近5000件(圖2)。

圖2:1988至2018年間,日本企業AI相關發明專利年申請量(左軸)與核心發明之占比(右軸) (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)
圖2:1988至2018年間,日本企業AI相關發明專利年申請量(左軸)與核心發明之占比(右軸) (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)

值得注意的是,雖然近幾年AI相關發明專利的申請量早已超過1990年代的高峰,但核心發明專利的布局強度卻明顯不足:在1990年代,核心發明占整體AI發明專利申請量的比重一直維持在40%以上,但在近五年中,這個指標雖然也有成長,但到了2018年也僅有30%上下。

這反映了兩個現象:第一個現象,人工智慧的核心技術內涵發生了典範轉移。在1990年代,人工智慧迎來第二波爆發時,引領風潮的是專家系統為主的模糊邏輯(Fuzzy Logic)、知識庫系統(Knowledge Base)等技術;雖然神經網路技術、機器學習在當時也已經展露頭角,但由於電腦運算能力的限制,還不足以形成主流。如今,機器學習與神經網路技術已經確定在人工智慧中的領導地位,相關的專利申請量自然大量增加,反而曾經紅極一時的模糊邏輯與知識庫系統,專利申請量日漸萎縮(圖3)。

圖2:1988至2018年間,不同AI核心技術的專利申請量 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)
圖2:1988至2018年間,不同AI核心技術的專利申請量 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)

日本前十大AI發明專利申請人,以傳統綜合機電業者為大宗

第二個現象,面對此次人工智慧浪潮,日本企業把專利布局重點放在應用層面,也就是在各個產業中如何使用這些AI技術。從表1中也可以看出,近五年來日本前10大AI發明專利申請人中,仍然不乏傳統大手綜合機電業者,像是富士通(Fujitsu)、日立(Hitachi)、佳能(Canon)、NEC、東芝(Toshiba) ;若把專注在工業機器人領域的發那科(FANUC)一併計算,等於前六名當中就有五個屬於工業製造領域(表1),顯見日本工業界在發展工業物聯網(IIOT)上的雄心壯志。

表1:2014至2020年間,AI相關發明專利前十大申請人 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)
表1:2014至2020年間,AI相關發明專利前十大申請人 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)

若將AI發明專利進一步限縮至使用深度學習技術,則前十名榜單又出現了新變化。首先,深耕工業機器人的發那科以189件申請位居第二位,遙遙領先富士通、日立這些工業界老大哥。其次,早早涉足醫學影像領域的歐姆龍(OMRON)、Canon也都表現優異,而日本半導體產業的技術王者:SEL居然也擠進了第十名。

表2:2014至2020年間,與深度學習相關的AI發明專利前十大申請人 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)
表2:2014至2020年間,與深度學習相關的AI發明專利前十大申請人 (資料來源:AI関連発明の出願状況調査 報告書)

從專利佈局來看,日本產業界的AI戰略已經十分清晰:在順應第三波人工智慧浪潮的前提下,以日本經濟命脈的機電工業為重點應用領域,使日本的工業競爭力能藉由人工智慧進一步提升。這也相當符合日本社會勞動人口衰退、必須加速發展智慧製造的需求。因此,縱使日本經濟已經長期不振,未來仍然是個不可忽視的產業、科技強權。


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