下面我們就來看看IFI評出的2022年十大增長最快技術，以及顯示彙總專利申請統計資料的圖表。
來源 | ificlaims.com
編譯 | 布魯斯
每年，人們都會興奮無比地期待技術領域的下一件大事。曾幾何時，很久很久以前（從技術發展的時間次元衡量），這件大事是閃存驅動器，是觸摸屏。後來，3D列印和基因編輯成為了熱門話題。而在最近幾年裡，則是加密貨币和元宇宙引起了人們的無限遐想。伴随着諸如能以人類方式交談的語言模型ChatGPT這類熱門新技術的出現，總是會有很多炒作，我們不得不問，這項技術真的是創新溫床抑或僅僅是一紙空談？有一種辦法可以搞清楚這個問題：專利申請。數字會說話，當公司拿出資金公開保護他們的發明時，他們可能已經在做一些重要的事情，這将對他們的業務、消費者乃至最終對社會産生長期影響。
每年，專利資料提供商IFI CLAIMS都會回顧數以千計的美國專利申請及其類别和子類别，來确定當年增長最快的技術。值得注意的是，申請數比授權數更有代表性，因為它們展現了當下的新穎性。授權數更像是一個滞後名額，因為從專利申請到實際授予權利平均需要18個月。下面我們就來看看IFI評出的2022年十大增長最快技術，以及顯示彙總專利申請統計資料的圖表。
圖：美國專利申請：2022年數量及2018年-2022年增長
IFI CLAIMS分析的增長最快的技術位于這張散點圖中。通過檢視過去五年中請求專利代碼的頻率，我們計算了這些技術的複合年增長率（compound annual growth rate，CAGR），以得出我們增長最快的公司名單。
圖：技術随時間推移的演變
專利申請大多數在激增
我們研究的3,376項技術分為九個主要的發明類别。這些領域中的大多數在五年期間有所擴大。在此期間，實體領域的申請增長最快，增長了17%。新技術發展類别下降了29%。
TOP 10 呼吸面罩
CPC分類：A62B 18
長期以來，人類一直在吸入不安全和肮髒的空氣，是以呼吸面罩有着悠久的使用曆史。有趣的是，畫家兼科學家萊昂納多·達·芬奇就曾建議在鼻子和嘴巴上用濕布作為防止有害空氣的保護屏障。呼吸器技術在20世紀初期在美國取得了長足的進步，當時立法旨在保護礦工免受有毒和充滿顆粒物的空氣（礦工以前使用金絲雀來确定是否存在一氧化碳）。呼吸面罩可以防止人暴露于化學戰、火災危險和充滿碎片的空氣，正如我們在9·11之後看到的那樣。
令人歎為觀止的增長
在過去五年中，呼吸面罩專利申請以25%的速度增長，但值得注意的是，大部分增長發生在過去兩年，尤其是在新冠疫情期間增長了168%，大概是因為研究人員正在尋找更有效的方法用個人防護裝備保護基本醫護人員，包括呼吸器。
圖：呼吸面罩領域專利申請量的增長
3M“承包”了你的呼吸
3M，這家價值350億美元的消費品、醫療保健和勞工安全公司，在新冠疫情期間竭力向基本勞工提供N95口罩和其他個人防護裝置，也是以而處于前沿和中心位置。3M去年申請的呼吸面罩專利數量最多，用以防止有害顆粒進入呼吸系統。除醫護人員外，3M的呼吸面罩還保護其他行業的勞工，包括汽車、建築和制造業。
圖：呼吸面罩領域專利主要申請人
TOP 9 機器學習
CPC分類：G06N 20
機器會接管世界嗎？從科幻小說的角度來看，這是一個引人入勝的問題。但作為人工智能旗下的一個類别，機器學習（ML）是指使用數學系統和特定資料集來模仿人類學習的方式，并随着時間的推移，結果和預測不斷改進。
“運轉良好”的機器
自2018年以來，ML申請的同比增長強勁，增幅達到了26%。不過，即使這項技術取得了如此巨大的進步，但無論機器多麼智能，也無法完全取代人類結論的複雜性、直覺和細微差别。
圖：機器學習領域專利申請量的增長
IBM在機器學習領域穩坐頭把交椅
在過去五年中，IBM擁有超過6,000件ML申請，遙遙領先于微軟、谷歌和三星。進軍這項技術顯然是号稱“藍色巨人”的IBM的戰略重點，畢竟IBM聲稱在這個領域有着深厚積累。事實上，“機器學習”這個詞就被認為是IBM員工亞瑟·塞缪爾（Arthur Samuel）推廣起來的，他用跳棋遊戲和一台在1962年擊敗了人類大師的自主學習跳棋的計算機，讓“機器學習”這個詞為更多人所知。那麼當今日常生活中有哪些機器學習的例子？GPS系統上的通勤時間預測和Netflix的電影推薦應該算是。
圖：機器學習領域專利主要申請人
TOP 8 三維空間細胞培養
CPC分類：C12N 2513
一個多世紀以來，科學家們一直在玻璃載玻片和培養皿等二維環境中培養和研究細胞培養物，而這卻不一定是讓組織蓬勃生長的最準确的生态系統。生命存在于多元空間中，是以能夠以三維結構培育細胞是醫學進步以及提高藥物治療成功率和上市速度的關鍵。
倍增效應
随着科學家和投資者意識到在更自然和更好的預後條件下研究細胞的優勢，三維技術正在快速發展，5年複合年增長率略高于26%。2022年比2021年有了巨大的飛躍，是以增長似乎正在獲得良好發展勢頭。
圖：三維空間細胞培養領域專利申請量的增長
在象牙塔裡發明
三維空間細胞培養領域專利的主要申請人大多是學術性機構。加州大學（University of California）首屈一指，其次是京都大學（Kyoto University）、大阪大學（Osaka University）和維克森林大學（Wake Forest）。
圖：三維空間細胞培養領域專利主要申請人
TOP 7 香煙
CPC分類：A24D 1
根據美國疾病預防控制中心的資料，超過3000萬美國成年人吸煙——約占該國人口的12.5%。而根據世界衛生組織的資料，全球吸煙者總數為13億。由于吸煙的已知危害，大多數國家的吸煙人數正在下降。但是，容易成瘾以及每天有1,600名美國年輕人嘗試他們的第一支香煙的事實，意味着該行業在近期不會消失。
增勢如“煙霧袅袅”
由于上文所述的原因，香煙領域的發明繼續在同類中激增。香煙和雪茄的專利申請正以28%的複合年增長率增長。
圖：香煙領域專利申請量的增長
菲利普莫裡斯專利申請“火”了
不出所料，價值310億美元的跨國煙草巨頭菲利普莫裡斯（Philip Morris）是卷煙專利申請的遙遙領先者，2022年有1,364件。在其市場資訊中，該公司表示，它正專注于“減少危害”的吸煙創新。
圖：香煙領域專利主要申請人
TOP 6 量子計算機
CPC分類：G06N 10
對于解決具有數不清的變量的複雜問題來說，超級計算機已經不夠強大了。量子計算的處理能力比經典的線性計算機快得多，是一種快速發展的下一代技術，它為算法創造了多元計算空間，以解決複雜的問題并檢測微妙的模式。
量子“飛躍”
随着量子計算技術專利申請以每年近30%的複合年增長率增長，各家企業正在追求這種植根于量子力學的變革性計算機技術的新領域。
圖：量子計算機領域專利申請量的增長
IBM的“量子力量”
盡管IBM已經做出了更具選擇性地申請專利的戰略決策，但有五個關鍵技術領域它仍然會優先考慮。量子計算就是其中之一。IBM在全球擁有20多台量子計算機，供其客戶調查研究。石油和天然氣公司埃克森美孚（ExxonMobil）正在研究IBM的量子算法，以模拟其在全球範圍内每天出貨的液化天然氣，這涉及無限的路線安排和數百種傳遞限制——這還沒有算上天氣和需求波動這種增加變數的條件。去年年底，IBM推出了名為“IBM Osprey”的新型433量子位處理器。Osprey的能力遠遠超過了2021年公開的127個量子位的IBM Eagle的容量。
圖：量子計算機領域專利主要申請人
TOP 5 電子吸煙裝置
CPC分類：A24F 40
與汽車行業一樣，大煙草（Big Tobacco）公司正試圖從可燃産品（香煙）過渡到電子吸煙工具。當煙草被點燃時，煙霧中會釋放出數千種化學物質，其中許多與肺癌和肺氣腫等疾病有關。根據美國疾病預防控制中心的說法，電子煙不含煙草，但仍含有尼古丁，尼古丁具有高度成瘾性，會損害青少年和年輕人的大腦發育。
電子煙“亮了”
随着吸煙者轉向無煙替代品，電子煙在增長最快的十種技術中占有了一席之地，五年複合年增長率為31%。相關的發明主要包括電子煙及其元件，例如充電器、閥門、溫度控制和內建通信。
圖：電子吸煙裝置領域專利申請量的增長
菲莫領銜電子煙技術
在公司營銷文案中，菲利普莫裡斯表示緻力于逐漸淘汰卷煙。如果專利申請是一個名額，那麼這家公司正試圖用他們的發明為他們的話撐腰。事實上，該公司的電子吸煙領域專利申請量幾乎是上述卷煙技術類申請量的兩倍。
圖：電子吸煙裝置領域專利主要申請人
TOP 4 基于生物模型的計算安排
CPC分類：G06N 3
了解生命科學，從分子層面到整個生物有機體（以及支援它的系統），需要多到令人難以想象的資料和研究。是以，使用計算能力來研究所學生物原型預示着醫學、生态學、植物學、海洋生物學、微生物學和病毒學等領域的進步。例如，科學家可以建立一個虛拟心髒，以預測心血管疾病的進展。可以繪制新冠等傳染病的傳播圖，并預測疫苗接種的影響。實際的生物組織（例如DNA）可以用于計算機模組化。
生物計算能力的“增殖”
在過去的五年中，G06N 3子類專利申請量以每年32%的速度萌芽。但與前一年的55%相比，增長有所放緩。也許這隻是生物計算生命周期中的一個發展階段？
圖：基于生物模型的計算機系統領域專利申請量的增長
生物超算創新者
“藍色巨人”IBM處于這一領域的最前沿，擁有超過5,500件專利申請。該類的關鍵技術之一是深度學習，以及它的一種特殊形式——稱為卷積神經網絡，它可以幫助機器像人類一樣檢視和解釋圖像。
圖：基于生物模型的計算機系統領域專利主要申請人
TOP 3 與用于擷取石油、天然氣或水的土方鑽探相關的特殊功能
CPC分類：E21B 2200
談到所有關于我們多久實作溫室氣體淨零目标的争論，化石燃料可能還要在未來幾十年内提供能源。這意味着土方鑽探技術，例如推動水力壓裂進展的水準鑽井，将繼續進步——或者至少變得更高效，能夠更好地優化從地下提取的燃料量。
“井噴式”增長
總體而言，土方鑽探技術的專利申請在過去一年中下降了13%。但是，當涉及到與石油、天然氣和水鑽探相關的特殊功能時，該技術的複合年增長率為33%。特殊功能可以是任何東西，從用于調節流量的節流閥和閥門，到使用計算機模拟和機器學習。
圖：與土方鑽探相關的特殊功能領域專利申請量的增長
哈裡伯頓在專利甜蜜點
哈裡伯頓（Halliburton）是一家價值150億美元的石油和天然氣裝置和服務公司，是土方鑽探特殊功能專利申請的開創者。該公司正在利用人工智能繪制儲層地圖，進而發現危險并自主調整鑽井以避免碰撞。
圖：與土方鑽探相關的特殊功能領域專利主要申請人
TOP 2 電氣數字資料處理
CPC分類：G06F 2113
電氣數字資料處理是一個包容廣闊、内容廣泛的類别，涵蓋了從資料中心到流體、布料、3D列印機和飛機機身的所有内容。該類定義為使用科學資料進行自動化功能的電氣處理。2022年，與流體相關的應用是一項關鍵技術。一些例子包括用于水污染控制、水利工程、灌溉和排水控制以及頁岩油設定的傳感器。
電力驅動的技術
該技術以34%的水準增長，在2022年首次亮相，排名第二。
圖：電氣數字資料處理領域專利申請量的增長
飛機、列印機……還有牛仔褲
這個技術領域的專利申請人就像這類技術本身一樣多種多樣。以包括3D列印在内的列印機而聞名的惠普，以及飛機和火箭制造商波音，都是主要專利申請人，兩家企業2022年各有117件申請。李維斯（Levis）、通用電氣（GE）和IBM也跻身前五名。
圖：電氣數字資料處理領域專利主要申請人
TOP 1 自動駕駛汽車
CPC分類：B60W 60
雖然自動駕駛汽車背後的技術不斷在加速，但當涉及廣泛使用時，自動駕駛汽車要走的路途還要遠得多——自動駕駛汽車技術甚至在陽光明媚的亞利桑那州以外很少使用。制造一輛在所有駕駛條件下都像人類一樣運作的汽車非常依賴研發，需要遠超目前的研發能力。我們被告知，自動駕駛汽車是前景廣闊、前途光明、令人興奮的未來。但未來會是現在嗎？嘿，豐田，Waymo，我們到了嗎？而且，在這個未來到來之前，這些公司在不得不踩刹車之前，還能在技術上投入巨資多久？
自動駕駛不能“超速”
至少現在，自動車輛駕駛控制系統的技術正處于快車道上，年複合增長率為64%，急速馳入增長最快的技術榜首。要知道，去年它甚至沒有進入前十名。
圖：自動駕駛汽車領域專利申請量的增長
豐田處于“杆位”
日本汽車制造商豐田在2022年申請了最多的自導航車輛技術專利。盡管如此，高管們去年還是對完全自動駕駛汽車需要多長時間才能上路公開表示心存疑慮。在談到自動駕駛汽車的概念時，豐田也是有些含糊其辭。豐田使用“自動化”（automated）一詞來形容增強人類對車輛的指揮的技術，而僅在系統能夠在一定時間段内取代駕駛員的位置時才使用“自主”（autonomous，即通常所說的“自動駕駛”中的“自動”）一詞。
圖：自動駕駛汽車領域專利主要申請人
（本文僅代表作者觀點，不代表知産力立場）
圖檔來源 | ificlaims.com