智慧城市中的人工智能专利技术应用分析

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摘要：摘要：我国已经将发展人工智能技术与产业上升至国家战略，发布了资源配置方案和发展保障措施以确保落实发展规划。在政府规划中也纷纷提出智慧城市的建设目标。随着人工智能技术的迅猛发展，该领域的专利活动情况反映了技术应用的发展趋势。通过对人工智能在

　　摘要：我国已经将发展人工智能技术与产业上升至国家战略，发布了资源配置方案和发展保障措施以确保落实发展规划。在政府规划中也纷纷提出“智慧城市”的建设目标。随着人工智能技术的迅猛发展，该领域的专利活动情况反映了技术应用的发展趋势。通过对人工智能在智慧城市应用中的专利问题进行分析，得出人工智能在智慧城市各个应用领域方面专利及相关技术发展所面临的问题，以期引发相关议题的思考，推动该产业的不断发展与进步。

　　关键词：智慧城市;人工智能;专利分析

　　引言

　　人工智能的迅速发展深刻地改变着人类社会生活。为抢占人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国，国务院于2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》，文件明确提出我国新一代人工智能“三步走”的战略目标，提出各参与方的六大重点任务，同时配套发布了资源配置方案和发展保障措施以确保落实发展规划。

　　经过60多年的演进，人工智能发展进入新阶段，特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。[1]人工智能技术作为科技先驱，起到了带领和推动智慧城市发展的作用。人工智能技术不断应用在智慧城市的过程也就是智慧城市发展的高级阶段，是数字中国战略的具体体现。

　　因此，随着人工智能技术的迅猛发展，对专利相关领域也提出了新的要求。本文将对人工智能在智慧城市应用中的专利问题进行分析，以期引发相关议题的思考，推动产业的不断发展与进步。

　　一、AI视角的智慧城市

　　人工智能城市(Artificial Intelligence City， AI City)是指：在遵循城市发展和满足社会经济发展需求前提下，以城市科学、人工智能、信息物理系统(Cyber-Physical Systems， CPS)、系统工程理论为支撑，在“城市大脑”统一管理下，在人类智慧空间、信息空间、物理空間三大空间支撑下，综合采用人工智能、大数据、云计算、物联网、移动互联网、工业互联网、现代通信、区块链、量子计算等新一代信息技术实现实时感知、高效传输、自主控制、自主学习、智能决策、自组织协同、自寻优进化、个性化定制八大特征的高度智能化城市。[2]“人工智能城市”简称为“AI城市”。“人工智能城市”兼具“人工智能+城市”和“城市+人工智能”双重内涵。“人工智能+城市”注重的是人工智能科技，“城市+人工智能”注重的是城市垂直应用。

　　如图1所示，智慧城市在中国的发展可以划分成四个阶段。至今，我国智慧城市的发展迈进“AI+智慧城市”“人工智能城市”阶段，2018年是人工智能城市的历史元年。

　　从定义来看，人工智能结合了多种学科，包含了诸方面的能力。[3]根据新兴技术产业研究公司Venture Scanner对人工智能的分类，主要分为“人工智能”“深度学习”“机器学习”“神经网络”“语言处理”“语音识别”“计算机视觉”“手势控制”“智能机器人”“视频识别”“语音翻译”和“图像识别”等，从以上关键技术的全球分布来看，前二十名的公司大多数是美国和日本公司。

　　人工智能在智慧城市行业领域应用层包括AI智能系统和AI产品(装置、装备)，其中AI智能系统分为单系统(商业智能系统、智能家居、智能仓储、智能安防、智能电网等)和行业领域复杂大系统(能源互联网、智慧社区、智慧建筑、智慧物流等)，AI产品包括：AGV、无人机、自动驾驶汽车、虚拟助手、智能客服、智能音箱、智能冰箱、智能床垫、智能轮椅、智能医疗机器人等。

　　二、人工智能专利在智慧城市应用中的分析

　　专利活动情况是评价高科技领域技术及应用发展的关键指标，本文将从专利活动情况分析人工智能在智慧城市的技术应用情况。[4]人工智能在智慧城市的应用领域众多，智能交通领域目前由于产品距离市场化较远，因此主要集中在研发阶段;智能电网、智能医疗、智能家居和智能环保领域的产品则在全球存在大量的专利申请。

　　(一)智能交通

　　本文以自动驾驶、语音识别、自然语言处理、智能搜索和智能推荐作为智能交通的关键技术检索了公开日在2020年3月31日之前的专利，全球目前申请量在82 629件，中国申请量25 127件。中国申请人居前五位的是百度(包括百度在线、百度网讯和百度美国)、本田(包括本田技研和本田自动车)、平安、腾讯、三星。另外，清华大学、联想、科大讯飞、微软及中科院自动化所位居前十名(图2)。

　　百度非常注重专利布局，在上述四个领域内分别进行了严密的专利布局。截至2020年3月31日，百度公司智能汽车领域相关专利申请达968件。在开展大量专利布局后，百度诸多技术都是通过开源平台和开源代码提供的，比如自动驾驶、深度学习框架等。如图3所示为百度智能汽车领域相关专利地图，在驾驶模式、特征提取、控制指令、语音指令、图形用户界面、语言模型及音频数据等方向进行了重点布局。

　　虽然我国人工智能技术发展十分迅猛，但智能交通领域的很多应用相关专利仍然存在很多问题。表1为中美在智能汽车领域相关专利的指标对比(数据取自有效专利及授权专利)。如表1所示，中美申请人在专利申请的策略上仍然存在较大的差距。在权利要求数量、同族专利个数及被引证次数上，美国申请人明显高于中国申请人。国内申请人应重视专利申请质量及布局策略，在新技术与城市交通治理的融合还处于早期阶段时，掌握专利布局的先机。

　　此外，国家政策的引导、共享机制的建立都很关键，相关部门应该加快各交通部门的标准制定，推动基础设施的智能化改造，积极实施智能交通应用示范区等举措并推广全国，争取缩短产品市场化的时间，在全球智能汽车领域占领一席之地。

　　推荐阅读：《城市管理与科技》杂志是由北京市市政管理委员会主管、北京市市政管理委员会信息中心主办的国内外公开发行的综合性期刊，是国内城市管理领域一本具有重要影响力的刊物，现已被多家期刊数据库全文收录。 

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