混合增强智能技术专利分析：新一代人工智能
混合增强智能技术
混合增强智能与大数据智能、跨媒体智能、群体智能、智能无人技术并称为新一代人工智能的五大分支。混合增强智能包括了直觉感知、因果推断、知识学习、脑机协作、协同计算、人机共驾、人工智能芯片以及基础平台等新一代人工智能的诸多关键技术，是新一代人工智能的典型代表。
混合增强智能发展现状
混合增强智能是将人的作用，或人的认知模型引入到人工智能系统中，形成的混合增强智能形态，是人工智能或机器智能必备的一类成长模式。混合增强智能可分为两类：一是人在回路的混合增强智能，即需要人参与交互的智能系统;另一类是基于认知计算的混合增强智能，即通过智能软件或硬件模仿人脑功能，提升计算机的感知、推理和决策能力，从而精确地建立像人脑一样感知、推理和响应激励的智能计算模型。
从政策上看，全球各主要国家纷纷制定指导和支持政策，美国较早制定促进产业发展的政策。中国在产业支持政策的系统性和针对性上，均远超过欧盟、日本等国家和地区，成为全球政策红利最大的国家。
从产业上看，全球市场稳步增长，全产业链基本形成。美国基础层领先，应用层重点领域突出;中国则是应用层繁荣，基础层相对薄弱，尤其在涉及硬件芯片、核心算法的基础层和关键技术层，企业和人才数量占比明显失衡。
从企业活跃度看，中美已经成为全球人工智能产业发展最重要的两股推力。随着科技成果转化速度加快，中国人工智能领域的独角兽企业数量也紧追美国，反映出中国在人工智能技术发展方面的广阔前景。
人工智能领域各国活跃企业数量以及独角兽企业数量
从企业创新能力看，中国人工智能相关文献的数量和占比自2012年起快速增长。其中，高引用数的论文数量，中国位列第二位。
人工智能领域论文产出量以及高被引前 1%论文数量的国家分布
在专利方面，经过长期的技术积累，全球混合增强智能方面专利申请数量在2010年后进入爆发期，申请量蓬勃增长，中国奋起直追。从原创技术区域分布看，研发热点从美、欧、日、韩不断迁移，在2013年之后已逐渐形成中国和美国分庭抗礼的局面。
混合增强智能专利申请态势和原创技术区域分布
基于我国《新一代人工智能发展规划》，在人工智能产业和学术界专家的指导下，课题组研究建立了3大一级分支(基础理论、共性关键技术和支撑平台)和14个二级分支的分解表(其中共性关键技术分为脑机协作的人机智能共生、认知计算框架、人机共驾、混合新型计算框架、平行管理与控制的混合增强智能框架、在线智能学习)，并在重要技术分支下建立三级分支。
混合增强智能技术分解表
脑机协作的人机智能共生技术
脑机协作的人机智能共生技术是为了建立人脑与外界环境间的直接交互机制，继而实现通过大脑直接操作设备、表达想法的功能，主要应用在医疗、娱乐、学习等领域。脑机协作的人机智能共生主要包括三个技术分支：脑电信号采集、脑电信号处理和设备控制。
如图所示，全球范围内，侵入式信号采集技术在初期专利申请量较高，近年研究热度呈明显的下降趋势，而非侵入式信号采集和信号处理技术的专利申请量呈明显上升趋势，尤其是信号处理分支已经成为专利申请量占比最高的技术分支，未来该技术分支或将成为新的研究热点。
脑机协作的人机智能共生全球各技术分支申请占比趋势
在脑机接口领域，中国申请人的热点跟踪较好，技术布局覆盖全面。中国科学院、天津大学和华南理工大学在相关领域表现突出，技术研究和专利申请方面均比较活跃。
如图所示，从专利的权利要求个数(专利度)来看，中国申请人的专利的权利要求个数普遍低于美国;从专利主权利要求中技术特征词的个数(技术特征度)来看，中国申请人的专利保护范围和保护维度均落后于美国。中国申请人的专利同族数、同族国家数和被引用数普遍低于美国，且有较大差距。中国申请人通过《专利合作条约》(PCT)途径提交的国际专利申请占比远低于美国申请人，中国企业、高校和科研院所在海外专利布局的意识较弱。
脑机协作的人机智能共生全球各技术分支申请占比趋势
进一步分析可知，中国科学院和天津大学专利申请的对手均是国内高校和科研院所，一般不从事产品制造与销售，这说明中国高校和科研院所的研究重点与产业热点存在一定偏差。而美国加利福尼亚大学在该领域专利申请的竞争对手中，企业占比达六成，其中不乏MED-EL、美敦力、Pacesetter等知名企业，可见美国高校研究方向与产业需求的结合比较紧密。
人机共驾技术
自动驾驶是汽车工业史上的一次大变革，装备了自动驾驶设备的汽车具备了“聪明的大脑”，可以在行驶过程中自主做出适当的驾驶行为。现阶段，完全实现自动驾驶还存在很多技术瓶颈，为此，国内外学者提出了“人机共驾”型智能汽车的概念，即驾驶员和智能车辆通过分享车辆控制权，实现协同驾驶。
人机共驾包括四个分支：感知、决策、控制和测试平台。从下图可知，在感知、控制分支专利申请量占比下降，测试平台分支的专利申请量占比企稳的同时，决策分支的专利申请量保持上升态势。这是因为人机共驾技术已经发展到了包含人工智能算法的智能决策阶段，随着机器对车辆控制权的占比越来越大，智能决策将成为未来的技术风口。
人机共驾各分支三年占比分析
该领域全球前35名的专利申请人包括三类：以车企为主的主机厂商，以传感器等相关器件为主的配件厂商，以人机共驾相关平台、算法等为主的科技厂商。主机厂商和配件厂商依靠长时间技术累积，在人机共驾领域仍占据主导地位，科技厂商侧重于实现人机共驾的软件算法，而软件算法作为人机共驾的“大脑”，近年来专利申请量开始上升。
目前，国内企业在专利申请量、核心技术掌握方面与国外企业还存在较大差距，但是，随着决策分支成为国内外的研究重点，中国有关高校、科研院所以及国家电网、百度等企业抓住了契机，百度在中国的专利申请量甚至超过了谷歌。因此，中国创新主体在人机共驾决策领域还有突破机会。课题组对百度的技术路线进行了专门分析。百度的专利申请几乎全部集中在高精度地图和应用层智能决策。百度欲通过兼容高精度地图与智能决策两大方向，构建完整的人机共驾决策平台(Apollo平台)。
课题组还梳理和研究了人机共驾领域的技术标准。美国较早地制定了相关的标准，德国、日本等快速地推出了自动驾驶相关法规和技术标准。中国在2015年后也开始加快研究制定人机共驾标准，部分领域目前在国际上已初具话语权。
自动驾驶的通信标准已经提前开战。美国主导的DSRC标准经过十年磨砺，已经成为北美和欧洲市场的V2X通信协议。中国主导的LTE-V标准虽然提出较晚，但是LTE-V已经成为国际上致力于移动通信标准化的第三代伙伴计划组织(3GPP)的LTE-V2X标准。由于LTE-V能够平滑演进到5G技术，并且我国在LTE-V2X技术领域已经拥有核心知识产权，同时，华为、大唐等产业链相关企业已经联合，共同推进LTE-V2X技术，我国有望打破国外产业在V2X通信领域的技术垄断，减少在知识产权方面的限制。
混合增强智能是我国科学家基于机器智能和人类智能的互补性提出的概念，我国在该领域发展较好，曾多次举办国际研讨会、专题论坛和专利讨论会等，并在2014年发布了电气和电子工程师协会(IEEE)的混合智能专刊。
在国家层面，我国率先提出了新一代人工智能概念体系，并在局部掌握了核心技术，应进一步助力关键技术分支中的关键技术点，坚持自主创新，加强知识产权储备，以局部突破带动整体发展，以应用产业的蓬勃发展促进关键通用技术提升，尤其是带动基础硬件和基础算法产业突破，构建更科学的产业生态。
在专利层面，我国的专利申请数量已经占据优势，其中各类基础技术的主要申请人仍然集中在高校和科研院所。因此，利用科研院所已经拥有的技术，创新产学研合作方式，加快推动科技成果转化，无疑是缩短国内外差距的一条捷径。我国已在脑机接口分支中的脑电信号采集和处理技术、人机共驾分支中的高精度地图等部分领域具有优势，可通过建立专利价值评价机制，帮助创新主体准确认识专利价值，针对关键技术领域，引导创新主体提高高价值专利维持年限。尤其是对于类似脑机接口这类以科研院所职务发明为主的专利，更应当重视优化核心专利周边布局和海外布局，为高价值专利发挥更大作用做好准备。
创新主体应全面提高海外布局，提升撰写质量，同时，可以利用课题组绘制的动态迁移地图，立足国内市场，结合自身规划分梯队进行海外尤其是墨西哥、巴西等新兴市场的布局，避免海外布局缺位。
