الذكاء الاصطناعي في مجال البراءات
المنظمة العالمية للملكية الفكرية (الويبو)
أضحى الذكاء الاصطناعي بوتيرة متسارعة جزءاً من حياتنا اليومية. فخلال العقود القليلة الماضية، كان الإنسان وحده قادراً على لعب الشطرنج وقراءة خط اليد، أمّا اليوم، بإمكان الآلات المجهزة بالذكاء الاصطناعي بدورها القيام بذلك على نحو روتيني. ويعمل الباحثون اليوم على تطبيقات أكثر طموحاً للذكاء الاصطناعي، ستُحدث ثورة في سبل عملنا، وتواصلنا، ودراستنا والترفيه عن أنفسنا.
بيد أن طبيعة الذكاء الاصطناعي والتحديات التي قد يفرضها على الإنسانية قد تثير القلق. وتقتضي أية استجابة في مجال السياسات لأوجه القلق هذه قاعدة مشتركة فعلية من المناقشات بين صانعي القرارات.
ولذلك اختارت المنظمة العالمية للملكية الفكرية الذكاء الاصطناعي كأول موضوع في إطار سلسلة الأبحاث الجديدة بشأن اتجاهات الويبو التكنولوجية.
ويستند تقرير الاتجاهات التكنولوجية للويبو: الذكاء الاصطناعي إلى البيانات في طلبات البراءات، ويضيف إليها تحاليل من المنشورات العلمية بغية وضع إطار تقني لفهم الابتكار في مجال الذكاء الاصطناعي. ويُستكمل تحليل البيانات بمقابلات مع خبراء في المجال عن مستقبل الذكاء الاصطناعي.
لمحة تاريخية عن الذكاء الاصطناعي
ظهر الذكاء الاصطناعي في سنوات الخمسينيات، واستُخدم هذا المصطلح للمرة الأولى خلال مؤتمر جامعة دارتمورث بشأن الذكاء الاصطناعي في صيف عام 1956.
ومنذ ذلك الحين، نشر المبتكرون والباحثون زهاء 1.6 مليون منشور يتعلق بالذكاء الاصطناعي وأودعوا طلبات براءات لحوالي 340 000 ابتكار يتعلق بالذكاء الاصطناعي.
ولكن تاريخ الذكاء الاصطناعي لم يكن دائما رحلة هادئة. فقد عقبت فترات التفاؤل والنجاح والنمو فترات من خيبة الأمل والانكماش وإعادة التجميع؛ إذ تراجع "ربيع" الذكاء الاصطناعي ليحلّ محله "شتاء" الذكاء الاصطناعي، وصارع هذا التخصص الناشئ باحثا عن موطئ قدميه.
وأتاح النمو المتسارع للقدرة الحاسوبية وتكنولوجيات الاتصالات تجميع أحجام كبيرة من البيانات وتقاسمها، فانبثقت العديد من المجالات الجديدة لتطوير تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي.
وأتاح النمو المتسارع للقدرة الحاسوبية وتكنولوجيات الاتصالات تجميع أحجام كبيرة من البيانات وتقاسمها، فانبثقت العديد من المجالات الجديدة لتطوير تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي.
وأتاح النمو المتسارع للقدرة الحاسوبية وتكنولوجيات الاتصالات تجميع أحجام كبيرة من البيانات وتقاسمها، فانبثقت العديد من المجالات الجديدة لتطوير تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي.
النمو في طلبات البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي والانجازات التاريخية
1956
أول استخدام لمصطلح الذكاء الاصطناعي
1956-74
السنوات الذهبية للتمويل الحكومي
1974-80
تنبؤات غير واقعية، فضلاً عن قدرات محدودة تتسبب في أول
"شتاء" للذكاء الاصطناعي
1980-87
الأنظمة الخبيرة القائمة على المعرفة
تبشر بتفاؤل وتركيز جديدين
1987-93
الانهيار المفاجئ لصناعة الأجهزة
المتخصصة يؤدي إلى حلول
"الشتاء" الثاني للذكاء الاصطناعي
بدأت البيانات تدفع عجلة الذكاء الاصطناعي،
وارتفعت طاقة الحواسيب وعاد
التفاؤل والنجاحات من جديد
2012-اليوم
زيادة البيانات وارتفاع أوجه الترابط وطاقة
الحاسوب تساهم في إحداث طفرات
جديدة وازدهار براءات الذكاء الاصطناعي
التقنيات
التّعلم الآلي هو تقنية الذكاء الاصطناعي المهيمنة. إذ تمثل 40% من مجموع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي التي خضعت للدراسة، وارتفعت هذه التقنية بمعدل 28% في السنة خلال الفترة 2013-2016.
النسبة المئوية لجميع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي التي يرد فيها التعلم الآلي
في مجال التعلم الآلي، تُحدث تقنيتان على وجه الخصوص حالياً ثورةً في الذكاء الاصطناعي، وهما التعلّم العميق والشبكات العصبية. وكلتا هاتين التقنيتين أساسيتان في تحويل الترجمة الآلية على سبيل المثال.
وارتفعت الإشارة إلى التعلّم العميق في إيداعات البراءات بمعدل 175% في السنة خلال الفترة 2013-16. كما ارتفعت الإشارة إلى الشبكات العصبية بمعدل 46% في السنة خلال الفترة ذاتها.
دراسة حالة
التعلم الآلي وصناعة العطور
إن القدرة على صناعة عطر ما هي أمر يقتضي من خبراء العطور سنوات من الخبرة. واجتمع باحثون من شركة آي.بي.أم (IBM) وخبراء بارعون في مجال صناعة العطور من شركة سايمرايز (Symrise)، وهي شركة إنتاج عالمية للنكهات والعطور، لاستكشاف سبل استخدام الذكاء الاصطناعي في هذا المجال.
وأفضى المزج بين الأفكار الفنية والعلمية إلى استحداث نظام فيليرا (Philyra)، وهو نظام ذكاء اصطناعي لتركيبة المنتجات يمكنه تعلم الصيغ والمواد الخام وبيانات النجاحات التاريخية وتوجهات قطاع الصناعة.
ويستخدم نظام فيليرا خوارزميات جديدة ومتقدمة للتعلم الآلي لفحص مئات الآلاف من الصيغ وآلاف المواد الخام، ويساعد على تحديد الأنماط والتركيبات الجديدة. ويستكشف هذا النظام المشهد الكامل لتركيبات العطور، كما يمكنه في الوقت ذاته اكتشاف الثغرات الموجودة في سوق العطور العالمية، التي يمكن تصميم صيغ عطور جديدة تمامًا لسدّها.
وأول عطرين يجري إنتاجهما باستخدام نظام فيليرا سيكونان لشركة مستحضرات التجميل البرازيلية أو بوتيكاريو (O Boticário) المقرر إطلاقهما في عام 2019.
الصورة: كبير مختصي العطور دايفيد آبل في مكان عمله في أستوديو الإبداع بشركة سايمرايز في نيويورك (الصورة: شركة سايمرايز)
التطبيقات
تعتبر الرؤية الحاسوبية، التي تتضمن التعرف على الصور (وهو أمر بالغ الأهمية للسيارات ذاتية القيادة على سبيل المثال)، التطبيق الأكثر شعبية للذكاء الاصطناعي. وقد ورد ذُكرها في 49% من مجموع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي، كما سجلت نمواً سنويًا بمعدل 24% خلال الفترة 2013-16.
النسبة المئوية لمجموع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي التي ورد فيها ذكر الرؤية الحاسوبية
المجالان الآخران اللذان يحتلان الصدارة في التطبيقات الوظيفية هما معالجة اللغة الطبيعية (14%من مجموع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي) ومعالجة الكلام (13%).
في حين أن الرؤية الحاسوبية ومعالجة اللغة الطبيعية ومعالجة الكلام هي التطبيقات الوظيفية الثلاثة الأكثر أهمية من حيث العدد الإجمالي لإيداعات البراءات، فإن تطبيقات أخرى مثل الإنسالات وأساليب التحكم آخذة في الظهور والنمو بسرعة.
دراسة حالة
استخدام معالجة الكلام لتحويل محادثات الإذاعة إلى بيانات في مجال السياسات
في أوغندا، حيث يعيش معظم السكان في المناطق الريفية، تعد الإذاعة منصة حيوية للمناقشات العامة وتبادل المعلومات والأخبار. وتحظى البرامج الحوارية والمداخلات الهاتفية بشعبية لدى الأشخاص للتعبير عن احتياجاتهم واهتماماتهم وآرائهم.وفي هذا المشروع الرائد، قامت مبادرة جس النبض العالمي للأمم المتحدة وجامعة ستيلينبوش في جنوب إفريقيا بتطوير تقنية التعرف على الكلام، التي تستخدم التعلم الآلي، لتحويل المناقشات العامة في البث الإذاعي إلى نص يمكن قراءته بالعديد من اللغات المستخدمة في أوغندا، بما في ذلك اللوغندية والأشولي واللوغبارا والروتورو.
وثمة الكثير من البيانات التي يمكن استخراجها من المحادثات الإذاعية العامة، ويمكن استخراج هذه البيانات لدعم التنمية المستدامة والجهود الإنسانية. إذ يُمكن أن تُستمد الأفكار بشأن انتشار الأمراض المعدية، أو الطريقة التي يتحرك بها الناس أثناء وقوع كارثة، أو نظرهم إلى حملات الرعاية الصحية، أو النفاذ إلى الوظائف والتعليم، من الحديث عبر الإذاعة.
وبغية حماية الحق في الخصوصية، يستخدم المشروع أدوات محددة مثل إخفاء البيانات، وتقييد النفاذ إلى البيانات أثناء تنفيذ المشروع، وتدمير البيانات بمجرد الانتهاء من المشروع.
ويستمر تحليل النتائج المستخلصة من هذا المشروع الرائد لفهم كيفية تطبيق البيانات التي تم جمعها للمضي قدما في أهداف التنمية المستدامة.
الصورة: @مبادرة جس النبض العالمي للأمم المتحدة 2019؛ حالة: استخدام التعلم الآلي لتحليل المحتوى الإذاعي في أوغندا.
المجالات
فيما يلي، أهم المجالات التي تستخدم فيها تكنولوجيات الذكاء الاصطناعي:
- الاتصالات: شبكات الحاسوب/الإنترنت، والبث الإذاعي والتلفزيوني، ومؤتمرات الفيديو، ونقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت
- النقل: الفضاء الجوي/إلكترونيات الطيران، والمركبات ذاتية القيادة، والتعرف على السائق/المركبة، وهندسة النقل والمرور.
- علوم الحياة والعلوم الطبية: المعلومات البيولوجية، والهندسة البيولوجية، والميكانيكا البيولوجية، واكتشاف الأدوية، وعلم الوراثة/الجينوم، والتصوير الطبي، وعلم الأعصاب/علم الروبوتات العصبي، والمعلوماتية الطبية، علم التغذية/الغذاء، ورصد المعلمات الفسيولوجية، والصحة العامة.
النسبة المئوية لمجموع البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي المودعة في مجال الاتصالات أو النقل أو علوم الحياة والعلوم الطبية.
خلال فترة العشر سنوات من 2006 إلى 2016، يتجلى بوضوح النمو الذي شهدته تكنولوجيات النقل. إذ كان قطاع النقل يمثل 20% فقط من الطلبات في عام 2006، وبحلول عام 2016 أصبحت وسائل النقل تمثل ثلث الطلبات (بأكثر من 700 8 إيداع).
وظلت الاتصالات تمثل حوالي 24% خلال فترة العشر سنوات تلك، ولكن نسبة الإيداعات التي ورد فيها ذكر إدارة الأعمال وإدارة الوثائق والنشر أو علوم الحياة والعلوم الطبية انخفضت.
مجالات إيداع الذكاء الاصطناعي
مجالات الإيداع الثلاثة الأولى للبراءات
المتعلقة بالذكاء الاصطناعي
#1
الاتصالات
51 273 طلب (15%)
#2
النقل
50,861 طلب (15%)
#3
علوم الحياة والعلوم الطبية
40,758 طلب (12%)
دراسة حالة
إنقاذ الأرواح باستخدام الذكاء الاصطناعي في تكنولوجيا الاتصالات
يودي الموت المفاجئ غير المبرر في مرض الصرع بحياة شخص واحد كل سبع إلى تسع دقائق. وتعتبر ساعة إيمباتيكا أمبرايس (Empatica Embrace) أول ساعة ذكية تستخدم الذكاء الاصطناعي للكشف عن نوبات التشنج التي قد تهدد حياة المريض.
وتدير الساعة باستمرار خوارزمية للكشف عن النوبات، تم إنشاؤها باستخدام التعلم الآلي. وخوارزمية الذكاء الاصطناعي الموجودة في الداخل هي آلة المتجه الداعم. ويتم تدريب هذا النوع من التعلم الخاضع للإشراف من خلال جمع عدد كبير من البيانات من الأجهزة القابلة للارتداء. ثم يُطلب من أخصائي الأعصاب الخبير تحديد علامة دقيقة من الناحية الطبية لكل جزء من البيانات.
تُستخدم العلامات والبيانات لتدريب آلة المتجه الداعم، مما يتيح لها معرفة كيفية الربط بين البيانات المستشعرة من معصم مرتديها والعلامات التي يُرجح أن يقدمها إنسان خبير إلى تلك البيانات. ومن ثمّ تُبرمج آلة المتجه الداعم المدربة الناتجة في كل ساعة، حيث تعمل باستمرار، وتبحث عن النوبات التي قد تكون خطيرة.
وعندما تستشعر الساعة النوبة، فإنّها تتصل ببرنامج آخر (ربما على هاتف ذكي مقترن) يصدر التنبيهات ويقوم بإجراء مكالمات وإرسال رسائل نصية. وبالإضافة إلى ذلك، يقوم البرنامج بتسجيل بيانات النوبة وتوقيتها، بحيث يمكن مراجعتها لاحقًا من قبل أخصائي طبي.
وحصل هذا الجهاز على ترخيص الإدارة الأمريكية للأغذية والأدوية في يناير 2018، وقد ساهم بالفعل في إنقاذ أرواح البعض.
الصورة: إيمباتيكا
السبّاقون
تمثل الشركات 26 من أصل 30 طلباً من الطلبات الأولى لبراءات الذكاء الاصطناعي. ومعظمها من الشركات المتعددة الجنسيات النشطة في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية والاتصالات والبرامج الحاسوبية.
عدد الشركات التي تندرج ضمن المودعين 30 الأوائل لطلبات براءات الذكاء الاصطناعي.
وعمليات الاستحواذ شائعة نسبيًا، إذ استحوذت 7 من الشركات 20 الأولى على شركات للذكاء الاصطناعي. فعلى سبيل المثال، استحوذت شركة ألفابيت (Alphabet) على أكبر عدد (18) من شركات الذكاء الاصطناعي.
وتُدع معظم طلبات البراءات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في مكاتب براءات في الولايات المتحدة الأمريكية (981 152 إيداع) والصين (010 137). ويضم كلا البلدين عددًا كبيرًا من الابتكارات في مجال الذكاء الاصطناعي، إضافة إلى إمكانات للاضطلاع بدور سوق محتملة للاختراعات ذات الصلة بالذكاء الاصطناعي. وتمثل الإيداعات بموجب معاهدة الويبو للتعاون بشأن البراءات 20% (662 67) من إجمالي عدد الطلبات المتعلقة الصلة بالذكاء الاصطناعي.
أكبر 500 مودع طلبات براءات الذكاء الاصطناعي
تمثل الشركات 333 مودع طلبات براءات
الذكاء الاصطناعي من أصل 500 مودع
تمثل الجامعات ومنظمات البحث العامة 167 طلبات
براءات الذكاء الاصطناعي من أصل 500 مودع
من بين 333 شركة، 109 شركات
يقع مقرها في الولايات المتحدة الأمريكية
من بين 167 جامعة ومنظمة بحث عامة،
يقع مقر 110 منها في الصين
أول شركة هي آي بي أم (IBM)
الجامعة/منظمة البحث العامة الرائدة
هي الأكاديمية الصينية للعلوم
دراسة حالة
زراعة أكثر ذكاء باستخدام نظام ذكاء اصطناعي من شركة مايكروسوفت
يجمع مشروع فارم بيتس (FarmBeats) من مايكروسوفت بين مستشعرات التربة المنخفضة التكلفة، والتصوير الجوي، وخوارزميات التعلم بالرؤية والتعلم الآلي لاستكمال حدس المزارع، مما يساعد على زيادة الإنتاجية وخفض التكاليف.
إذ يضع المزارع في الأرض عددًا صغيرًا من أجهزة استشعار تنقل البيانات، ثم يربط الهاتف الذكي إما بطائرة بدون طيار أو ببالون منفوخ بالهيليوم لإنشاء خريطة جوية لمزارعهم.
وتصنع البيانات المتحصل عليها الفارق. إذ يمكن للمزارع أن يقلل من استخدام المياه في الري بحوالي 30% وأن يستخدم 44% أقل من الكلس لمحاربة حموضة التربة. كما يمكن أن تساعد المعلومات بشأن درجة حرارة التربة ومستويات الرطوبة على تحسين زراعة البذور في الوقت المناسب، مما يزيد من إنتاجية المحصول. ويمكن أيضًا استخدام الخريطة الجوية للمساعدة على التنبؤ بأنماط الفيضانات.
وفي حين أن معظم أنظمة بيانات المزرعة تتطلب أجهزة إرسال باهظة الثمن وبنية تحتية قائمة لنقل البيانات، يعتمد فارم بيتس على حل بديل يتجاوز الحاجة إلى الإنترنت أو حتى إلى طاقة التيار الكهربائي: فهو يستخدم النطاقات غير المشغولة من الطيف التلفزيوني ويعمل بالطاقة الشمسية. والنطاقات غير المشغولة من الطيف التلفزيوني هي عبارة عن طيف بث تلفزيوني غير مستخدم، أي "الثلج" الذي يظهر أحيانًا أثناء تغيير القنوات. وهذه الفجوات في الطيف موجودة بكثرة في المناطق النائية التي تضم معظم المزارع، ولذلك يمكن إرسال البيانات عبرها بالطريقة نفسها التي يتم بها إرسال البيانات عبر النطاق العريض.
ويعتقد فريق فارم بيتس أن التكنولوجيا التي يتيحها الذكاء الاصطناعي ستمنح المزارعين في جميع أنحاء العالم الأدوات التي يحتاجونها لزيادة الإنتاج الغذائي العالمي بشكل كبير في سياق نقص الأراضي الصالحة للزراعة والمياه.
الصورة Getty Images/baranozdemir؛ حالة: مايكروسوفت - فارم بيتس، الذكاء الاصطناعي وانترنت الأشياء في خدمة الزراعة
الأثر
تعمل قفزات القدرة الحاسوبية على توسيع ثورة الذكاء الاصطناعي لتتعدى الشركات متعددة الجنسيات وتؤثر في الشركات والمؤسسات الأكاديمية في جميع أنحاء العالم. وفي نهاية المطاف، سيستفيد كل نشاط وقطاع تقريبًا من استخدام الذكاء الاصطناعي.
ويمكن رؤية أثر الذكاء الاصطناعي بالفعل في التطبيقات التي يستخدمها الناس يوميا، في مجالات النقل والصحة والمالية والقانون وغيرها من المجالات. وعلى غرار كل التكنولوجيات الجديدة، يقدم الذكاء الاصطناعي مزايا لأول من يعتمده. ومع ذلك، فإنه يطرح أيضا العديد من التحديات.
أجرينا مقابلات مع خبراء في الذكاء الاصطناعي من جميع أنحاء العالم لاستكمال أبحاثنا عن بيانات البراءات وإضفاء بُعد بشري على الجانب الواقعي للتحليل. وتشمل القضايا التي تم التطرق إليها ما يلي:
الملكية والحقوق
- ما هي الملكية والنماذج التنظيمية التي يجب أن تنطبق على البيانات، والتي تعتبر ضرورية لتطوير الذكاء الاصطناعي؟
- هل الإبداع أو الاختراع المنبثق عن الذكاء الاصطناعي مؤهل للحماية بموجب الملكية الفكرية، وإذا كان الأمر كذلك، فمن يملك تلك الحقوق؟
"يساهم العلم في تطوير تقنية الذكاء الاصطناعي، ولكن الدور الذي يضطلع به القطاع الخاص يزداد بمرور الوقت لأنه يحصل على حقوق الملكية الفكرية للاختراعات".
خصوصية البيانات والأخلاق
- يمكن أن يوفر النفاذ المجاني للبيانات تجارب شخصية رائعة، ولكن إلى أي مدى يكون الانفتاح مفرطا؟
- كيف يمكننا ضمان احتفاظ المواطنين بالسيطرة على معلوماتهم الشخصية؟
"لم يسبق أن كان الجنس البشري مجهزا أكثر لمراقبة السلوكيات البشرية وعلم وظائف الأعضاء وعلم الأحياء على هذا النطاق الكبير".
الأمن
- ما هي أفضل طريقة لحماية الأنظمة المترابطة ذات الأهمية الحيوية مثل النقل الذكي؟
- كيف يمكن الاحتفاظ بحجم متزايد من البيانات بأمان؟
"الذكاء الاصطناعي هو أيضا مجموعة من الأرقام التي لا يمكن فك تشفيرها، وتتضاعف معًا بطرق لا يمكن تفسيرها للبشر. وإذا قام شخص ما باختراق وتغيير الأعداد، كيف للناس أن يعرفوا؟"
الذكاء الفائق
- ماذا يحدث لو تجاوزت الأجهزة الذكية قدرات الدماغ البشري؟
- هل الانتقال من الذكاء الاصطناعي الضيق (باستخدام الذكاء الاصطناعي للمهام الفردية) إلى الذكاء الفائق أمر مرغوب فيه؟
"الذكاء الخارق للآلة سيكون لحظة فاصلة: سيكون الاختراع الأكثر أهمية على الإطلاق."
العمالة
- ما هي الوظائف التي سيغيرها الذكاء الاصطناعي وكيف؟
- كيف يمكن للآلات الذكية أن تنسجم مع عالم العمل؟
"سوف يساعد الذكاء الاصطناعي الآلات على أداء المهام الخطيرة بعد قيام البشر بها. [...] كما سيزيد من الوظائف الحالية بحيث يصبح البشر أكثر دقة وكفاءة، وسيبقينا أكثر أمانًا".
يحتوي تقرير اتجاهات التكنولوجيا: الذكاء الاصطناعي على مزيد من التفاصيل حول كل ما ورد في هذا العرض الموجز.
"الذكاء الاصطناعي هو الكهرباء الجديدة. وبالكاد أستطيع أن أتخيل صناعة لن يُغيرها الذكاء الاصطناعي".
أندرو أن جي، الرئيس التنفيذي، Landing AI و deeplearning.ai
اعتمادات
أُصدر هذا المقال بالاستناد إلى تقرير "اتجاهات التكنولوجيا في الويبو: الذكاء الاصطناعي". ويمكن العثور على اعتمادات فريق التقرير داخل التقرير نفسه.
- مفهوم المقال والمحتوى: ستيفن كيلي وماريا دي إيكازا (الويبو)
- فيديو وتصورات البيانات: إدوين هاسينك (الويبو)
اعتمادات فيديو المقدمة/النهاية: Connected earth: riccardokolp / Vetta / Getty Images; Digital earth: mrcmrc / Getty Images; VR girl: SolStock / Getty Images; Agriculture drone: motionxcom / Getty Images; Fragrance: sergeysaraev / Getty Images; Smart watch: Kustvideo / Getty Images; Vector wave: KinoMasterskaya/Getty Images; Light green dotted backgrounds to infographics inspired by: Daria Dombrovskaya /
Built with Shorthand