Генеративный ИИ (генИИ) является новейшей технологией, которая должна существенно преобразить различные сектора экономики, социальной жизни и культуры. При этом ее использование выходит далеко за рамки простого генерирования текстов, похожих на созданные человеком, которое мы можем наблюдать на примере чат-бота ChatGPT. «Отчет ВОИС о патентном ландшафте в области генИИ» базируется на прорывной публикации ВОИС 2019 года «Тенденции развития технологий», посвященной искусственному интеллекту. Отчет касается патентной деятельности в этой актуальной сфере, ее меняющейся динамики и предполагаемых областей применения технологий генИИ.
В отчете о патентном ландшафте показана текущая глобальная ситуация с патентами в этой области. Содержащиеся в отчете сведения могут использоваться при обсуждении соответствующей политики, стратегическом планировании научно-исследовательской деятельности и передаче технологий. Настоящий отчет не только дает исчерпывающую и актуальную картину патентного ландшафта в области генИИ, но и затрагивает вопросы будущего использования этой технологии, а также возможных результатов такого использования. Благодаря данному отчету изобретатели, научные работники и руководители смогут сориентироваться в быстро меняющемся ландшафте генеративного ИИ и найти возможности для сотрудничества, партнерства и роста.
Количество изобретений в области генИИ в мире
В течение последних нескольких лет развитие генИИ было обусловлено главным образом тремя факторами: ростом вычислительных мощностей, возможностью использования больших массивов данных для обучения и совершенствованием алгоритмов ИИ и машинного обучения. Значительный прогресс был достигнут благодаря таким разработкам, как архитектура трансформеров в больших языковых моделях. Это позволило разработать сложные приложения во множестве различных областей.
Технологические успехи в сфере генИИ привели к резкой активизации патентной деятельности. За последние 10 лет количество патентных семейств в области генИИ выросло с 733 в 2014 год до более чем 14 000 в 2023. С момента появления в 2017 году трансформера — архитектуры глубокой нейронной сети, лежащей в основе больших языковых моделей и ставшей синонимом генИИ, — количество патентов в области генИИ возросло более чем на 800%. Количество научных публикаций росло в этот период еще быстрее — со 116 в 2014 году до более чем 34 000 в 2023 году. В одном только 2023 году были опубликованы более 25% всех патентов и более 45% всех научных работ в области генИИ.
Каким организациям принадлежит больше всего патентов в области генИИ?
- Tencent.
- Ping An Insurance Group.
- Baidu.
Наибольшее количество патентов в области генИИ имеют компании Tencent, Ping An Insurance Group и Baidu. Компания Tencent собирается использовать возможности генИИ в своих продуктах, таких как система WeChat, в целях совершенствования пользовательской среды. Компания Ping An разрабатывает модели генИИ для страхования и оценки рисков. Являющаяся одним из пионеров генИИ компания Baidu недавно представила свой новейший чат-бот с искусственным интеллектом ERNIE 4.0 на базе большой языковой модели. Занимающая четвертое место Китайская академия наук является единственной в первой десятке научно-исследовательской организацией. Компании Alibaba (шестое место) и Bytedance (девятое место) также являются китайскими представителями в первой десятке.
Компании IBM (пятое место), Alphabet/Google (восьмое место) и Microsoft (десятое место) являются лидерами по количеству патентов в области генИИ среди американских компаний. IBM разработала платформу генИИ Watsonx, позволяющую компаниям внедрять и адаптировать большие языковые модели для целей защиты данных и контроля за соблюдением нормативных требований. Подразделение компании Alphabet/Google в сфере ИИ компания DeepMind недавно выпустила свою последнюю большую языковую модель Gemini, постепенно интегрируемую в различные продукты и сервисы Alphabet/Google. Еще одним ключевым игроком в области генИИ является компания Microsoft. Она же осуществляет инвестиции в компанию OpenAI. Сама же компания OpenAI лишь недавно подала первые патентные заявки в области генИИ. Наконец, в первую десятку также входит занимающий седьмое место корейский электротехнический конгломерат Samsung Electronics.
Какие организации опубликовали наибольшее количество научных работ в области генИИ?
Китайская академия наук является безусловным лидером по количеству научных публикаций — более 1 100 за период начиная с 2010 года. Второе и третье место занимают Университет Цинхуа и Стэнфорд — более 600 публикаций у каждого. На четвертом месте находится компания Alphabet/Google с 556 публикациями — единственная компания в первой двадцатке.
Однако если принять во внимание значимость научных публикаций, оцениваемую исходя из цитируемости, то на первый план выходят компании. Компания Alphabet/Google занимает первое место с большим отрывом, и еще семь компаний входят в первую двадцатку. Также заслуживает внимание компания OpenAI. В нашем корпусе научных публикаций в области генИИ имеются лишь 48 статей этой компании (325-е место по количеству публикаций), однако эти публикации цитировались в других научных работах 11 816 раз (13-е место).
Где чаще всего изобретают технологии генИИ?
- Китай
- Соединенные Штаты
- Республика Корея
- Япония
- Индия
- Соединенное Королевство
- Германия
На изобретателей из Китая в патентах в период с 2014 по 2023 год пришлось более 38 000 патентных семейств. Начиная с 2017 года Китай ежегодно публикует в данной области больше патентов, чем все остальные страны вместе взятые.
На втором месте находятся США с 6 300 патентных семейств за период с 2014 по 2023 год. Третье, четвертое и пятое место занимают такие азиатские страны, как Республика Корея, Япония и Индия. В Европе лидером является Соединенное Королевство, занимающее шестое место с 714 патентами за тот же период. Лишь немного отстает от нее Германия с 708 патентными семействами, при этом в последние годы эта страна опережает Соединенное Королевство.
На перечисленные страны приходится 94% всех мировых патентных семейств, связанных с генИИ.
Какая модель генИИ имеет наибольшее число патентов?
В последние годы был разработан ряд программ или моделей генИИ. Наиболее значимыми среди них являются:
- генеративно-состязательные сети (GAN),
- основанные на декодере большие языковые модели (LLM),
- вариационные автоэнкодеры (VAE),
- диффузионные модели.
Однако не все патенты в области генИИ могут быть отнесены к этим пяти основным моделям, если исходить из сведений, содержащихся в резюме патентов, формулах изобретений и названиях патентов.
Среди перечисленных моделей генИИ наибольшее количество патентов имеют генеративно-состязательные сети. В период с 2014 по 2023 год модели этого типа было посвящено 9 700 патентных семейств, при этом только в 2023 году таких патентных семейств насчитывается 2 400. Второе и третье места по количеству патентов занимают вариационные автоэнкодеры и большие языковые модели — примерно 1 800 и 1 300 новых патентных семейств в период с 2014 по 2023 год.
Наибольший рост числа патентов за последнее десятилетие приходится на генеративно-состязательные сети. Однако в последнее время этот рост замедлился. Напротив, диффузионные модели и большие языковые модели в последние три года демонстрируют значительно более высокие темпы роста — для первых количество патентных семейств возросло с 18 в 2020 году до 441 в 2023, а для вторых за тот же период наблюдался рост с 53 патентных семейств до 881. Бум генИИ, вызванный появлением новейших чат-ботов типа ChatGPT, стал причиной явного повышения научного интереса к большим языковым моделям.
Каковы основные типы данных, используемых в патентах в области генИИ?
Основными типами данных в области генИИ являются:
- изображения,
- видео,
- тексты,
- речь,
- прочие звуки,
- музыка.
Если рассматривать всю совокупность модальностей, то есть типов входящих и исходящих данных, то наибольшее количество патентов касается работы с изображениями и видео. Особое значение данные в формате изображений и видео приобретают в случае генеративно-состязательных сетей. Патенты, связанные с обработкой текста либо речи, музыки и прочих звуков превалируют в случае больших языковых моделей. Что касается прочих модальностей, то моделям трехмерных изображений, молекул, в том числе белков, и генов, а также разработке программного кода и программного обеспечения пока посвящено значительно меньшее количество патентов. Как и в случае основных моделей генИИ, некоторые патенты не могут быть уверенно отнесены к какому-либо из типов обрабатываемых данных. Помимо этого, некоторые патенты затрагивают сразу несколько модальностей, поскольку ряд моделей генИИ, таких как мультимодальные большие языковые модели, способны работать с данными разных типов.
Основные сферы применения патентов в области генИИ
Ключевыми сферами применения патентов в области генИИ являются:
- программное обеспечение,
- медико-биологические науки,
- документооборот,
- решения для бизнеса,
- промышленное производство,
- транспорт,
- безопасность,
- телекоммуникации.
По мере внедрения генИИ в различные продукты, услуги и технологические процессы он должен оказать существенное влияние на множество отраслей, способствуя созданию контента и повышению производительности.
Например, имеется значительное количество патентов в области генИИ, связанных с медико-биологическими науками (5 346 патентных семейств за период с 2014 по 2023 год), а также с документооборотом и издательским делом (4 976 патентов). Другими важными областями применения генИИ, на которые приходится приблизительно от 2 000 до 5 000 патентов за тот же период, являются решения для бизнеса, промышленность и производство, транспорт, безопасность и телекоммуникации.
В медико-биологическом секторе генИИ может ускорить разработку лекарственных препаратов благодаря технологиям отбора и создания соответствующих молекул, в том числе в персонализированной медицине. В сфере документооборота и издательского дела генИИ поможет автоматизировать выполнение различных задач, сэкономить время и средства, а также разрабатывать маркетинговые материалы по индивидуальным заказам. В области решений для бизнеса генИИ может использоваться в чат-ботах для обслуживания клиентов, системах помощи в розничной торговле и при сборе знаний сотрудников. В сфере промышленности и производства генИИ позволит использовать новые технологии, такие как оптимизация дизайна продукта и программирование цифровых двойников. В транспортной сфере генИИ будет иметь огромное значение в разработке беспилотных автомобилей и оптимизации работы общественного транспорта.
ГенИИ может помочь в создании новых молекул, что позволит ускорить процесс разработки лекарств. Он может быть использован для автоматизации выполнения задач в сфере документооборота и издательского дела. В бизнесе генИИ будет внедрен в системы помощи в розничной торговле и чат-боты для обслуживания клиентов. Он также позволит разрабатывать новые продукты и оптимизировать ряд процессов, включая работу систем общественного транспорта и беспилотных автомобилей.