专利中的人工智能故事

人工智能的历史

人工智能诞生于20世纪50年代，“人工智能”一词早出现在1956年的达特茅斯夏季人工智能研究项目中。

自那时以来，创新者和研究人员已发表了超过160万篇与人工智能相关的科学论文，并提交了近34万项人工智能相关发明的专利申请。

但人工智能的发展历程并非一帆风顺。在乐观、成功和发展时期之后，往往伴随着失望、收缩和重组；随着这一新兴学科努力站稳脚跟，人工智能的“夏天”让位于“冬天”。

计算能力和通信技术的迅速发展使大量数据的收集和共享成为可能，为人工智能技术的发展开辟了许多新领域。

1956年达特茅斯夏季人工智能研究项目的五位原始参与者：特伦查德·莫尔、约翰·麦卡锡、马文·明斯基、奥利弗·塞尔弗里奇、雷·所罗门诺夫。

人工智能专利申请的增长及历史里程碑

• 1956年：“人工智能”一词首被提及

• 1956-1974年：政府资助的黄金年代

• 1974-1980年：不切实际的期望加上能力有限，导致一次人工智能“冬天”

• 1980-1987年：基于知识的专家系统预示着新的乐观情绪和焦点

• 1987-1993年：专用硬件行业的突然崩溃导致第二次人工智能“冬天”

• 1993-2011年：人工智能开始成为数据驱动型，计算机性能提升，乐观情绪和成功案例再次回归

• 2012年至今：更多的数据、更强的连接性和更大的计算能力带来了新的突破和人工智能专利的繁荣

技术

机器学习是主要的人工智能技术。在所有研究的人工智能相关专利中，40%涉及机器学习技术，2013-2016年期间，该技术以每年平均28%的速度增长。

在机器学习中，当前正在革新人工智能的具体技术是深度学习和神经网络。例如，这两种技术在改变自动翻译方面都起到了关键作用。

2013-2016年期间，专利申请中提及深度学习的数量每年平均增长175%。同期，提及神经网络的数量每年平均增长46%。

案例研究：机器学习与香水制造调配香水的能力需要香水大师多年的经验才能培养出来。IBM的研究人员和全球香料香精生产商Symrise的熟练调香师组成了一个团队，探索如何利用人工智能来做到这一点。

将艺术思维和科学思维融合在一起，催生了Philyra——一个人工智能产品合成系统，它可以学习配方、原材料、历史成功数据和行业趋势。

Philyra使用新的先进机器学习算法，筛选数十万种配方和数千种原材料，帮助识别模式和新颖的组合。当Philyra探索香水组合的整个领域时，它可以发现全球香水市场的空白，从而可以设计全新的香水配方。

使用Philyra生产的前两款香水将为巴西化妆品公司O Boticário生产，计划于2019年上市。

应用

计算机视觉，包括图像识别(例如对自动驾驶汽车至关重要)，是人工智能流行的功能性应用。在所有人工智能相关专利中，49%提及了计算机视觉，2013-2016年期间，其年平均增长率为24%。

其他两个顶级功能应用领域是自然语言处理(占所有人工智能相关专利的14%)和语音处理(13%)。

尽管从专利申请总数来看，计算机视觉、自然语言处理和语音处理是三个重要的功能应用，但机器人技术和控制方法等其他领域正在兴起并快速发展。

案例研究：利用语音处理将广播讨论转化为政策数据

在乌干达，大部分人口生活在农村地区，广播是公共讨论、信息共享和新闻传播的活跃平台。脱口秀和电话直播是人们表达需求、关注和意见的流行方式。

在这个试点项目中，联合国全球脉动中心和南非斯泰伦博斯大学开发了语音识别技术，该技术利用机器学习将广播中的公开讨论转换为乌干达的几种语言文本，包括卢干达语、阿乔利语、卢格巴拉语和鲁托罗语。

可以从公共广播对话中提取大量数据，这些数据可以被挖掘出来支持可持续发展和人道主义努力。从广播谈话中可以获得关于传染病传播、灾难期间人们的移动方式，或他们对医疗保健运动的看法以及获得就业和教育的机会等见解。

为了保护隐私权，该项目采用了特定的工具，如数据匿名化、在项目实施期间限制对数据的访问，以及在项目结束后销毁数据。

目前仍在分析这个试点项目的结果，以了解如何利用收集到的数据推进可持续发展目标。

领域

人工智能技术应用的顶级领域包括：

• 电信：计算机网络/互联网、广播电视、电话、视频会议和网络电话

• 交通：航空航天/航空电子设备、自动驾驶汽车、驾驶员/车辆识别、交通和交通工程

• 生命和医学科学：生物信息学、生物工程、生物力学、药物发现、遗传学/基因组学、医学成像、神经科学/神经机器人学、医学信息学、营养/食品科学、生理参数监测、公共卫生

从2006-2016年的十年期间来看，交通技术的增长尤为突出。2006年，交通技术仅占申请量的20%，到2016年，交通技术占申请量的三分之一(申请量超过8700件)。

在这十年期间，电信领域的申请量一直保持在24%左右，但提及商业、文档管理和出版或生命和医学科学的申请比例有所下降。

人工智能应用领域

人工智能相关专利申请的前三大应用领域：

• 一名：电信，51,273件申请(15%)

• 二名：交通，50,861件申请(15%)

• 三名：生命和医学科学，40,758件申请(12%)

案例研究：用人工智能电信技术拯救生命

癫痫性猝死(SUDEP)每7到9分钟就会夺走一条生命。Empatica Embrace是一款使用人工智能检测可能危及生命的惊厥性癫痫发作的智能手表。

这款手表持续运行一种基于机器学习构建的癫痫发作检测算法。其中的人工智能算法是一种支持向量机。这种监督学习形式是通过从可穿戴设备收集大量数据来训练的。然后，会要求一位专家神经科医生为数据的每个时间段提供医学上准确的标签。

这些标签和数据被用来训练支持向量机，使其能够学习如何将从佩戴者手腕上感知到的数据映射到人类专家可能给这些数据的标签。经过训练的支持向量机会被编程到每只手表中，它会持续运行，寻找可能是危险癫痫发作的事件。

当检测到此类事件时，它会与另一款软件(可能在配对的智能手机上)通信，该软件会发出警报，并拨打电话和发送短信。此外，该软件还会记录数据和事件发生的时间，以便医疗专业人员日后查看。

该设备于2018年1月获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准，且已被证实有助于拯救生命。

来源：孟杰雄 免责声明：版权归原创所有仅供学习参考之用，禁止用于商业用途，部分文章推送时未能及时与原作者取得联系，若来源标错误侵犯到您的权益烦请告知我们将立即删除。