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机器人相关技术的专利申请与保护

发布时间:2019-11-28 16:14所属平台:学报论文发表浏览:

机器人最早出现在人们视线中,在很大程度上是以人类的帮手身份出现的,比如分拣机器人、扫地机器人、用来帮助我们在高压线上除冰雪的机器人等。但当AlphaGo战胜了柯洁之后,机器人就从人类的帮手逐渐演化成了对手。 对于机器人到底能不能代替人类,在产业界

  机器人最早出现在人们视线中,在很大程度上是以人类的“帮手”身份出现的,比如分拣机器人、扫地机器人、用来帮助我们在高压线上除冰雪的机器人等‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。但当AlphaGo战胜了柯洁之后,机器人就从人类的“帮手”逐渐演化成了“对手”‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

机器人

  对于机器人到底能不能代替人类,在产业界、学术界和国内国外都产生了热议‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。对此问题,在专利局外观审查部也展开过激烈的讨论。我们知道,专利审批是一项依法行政的工作,那么,像外观设计审查这样的工机器人最早出现在人们视线中,在很大程度上是以人类的“帮手”身份出现的,比如分拣机器人、扫地机器人、用来帮助我们在高压线上除冰雪的机器人等。但当AlphaGo战胜了柯洁之后,机器人就从人类的“帮手”逐渐演化成了“对手”。

  对于机器人到底能不能代替人类,在产业界、学术界和国内国外都产生了热议。对此问题,在专利局外观审查部也展开过激烈的讨论。我们知道,专利审批是一项依法行政的工作,那么,像外观设计审查这样的工作能否被人工智能取代呢?在辩论中,正方认为,外观设计审查的工作环境符合AI的运行要求;外观设计审查的工作内容能够被AI实现(例如,语音语义理解、图像识别、图像对比);机器人代替审查员能够实现效率的提升,能够实现公平公正。

  反方则从审查的逻辑性、个案的复杂性以及依法行政的严肃性等角度进行了强有力的回击。他们认为,专利审查规则并非是机器能执行的严密逻辑规则;机器无法应对复杂案情;专利审批需依法行政,不宜完全交由机器操作。那么,到底机器人能不能代替审查员呢?通过下文对机器人相关技术的审查规则的介绍,希望大家能够运用专业的视角给出科学的评判。

  首先,我们通过机器人的分类,从机器人涉及的主要技术来看专利审查规则的适用。

  机器人主要可以分为工业机器人和服务机器人两大类,在这两大类别之下还存在不同的细分种类。其实,网络上还有很多关于机器人技术的类别划分方式,比如按用途、功能、驱动方式、数控方式进行分类。无论用哪种方式进行分类,关于机器人相关技术的创新都离不开两个方面。一是硬件方面的改进,二是软件方面的改变。对于硬件方面的改进,例如机械结构、传感器等方面,一般不会出现专利客体上的问题。如今,随着人工智能技术爆发式的增长,更多的创新涉及到了软件方面,也就是计算机程序方面。在机器人相关技术的创新过程中,对于涉及软件改进所涉及的解决方案想要申请专利保护时,《专利法》和《专利审查指南》(下文简称为《指南》)在撰写和审查方面就有了特殊的规定。

  下面为大家介绍涉及程序改进的发明专利申请的相关规定。

  专利法第二条第二款规定,专利保护的可授权客体必须是一项技术方案,对于涉及机器人相关技术的发明专利申请,想要获得专利权,首先必须构成一项技术方案。那么什么是技术方案?《指南》第二部分第一章规定:技术方案是对要解决的技术问题所采取的利用了自然规律的技术手段的集合。技术手段通常是由技术特征来体现的。未采用技术手段解决技术问题,以获得符合自然规律的技术效果的方案,不属于专利法第二条第二款规定的客体。一旦方案涉及到软件方面的改进,就会有一些特殊的规定。

  《指南》第二部分第九章对涉及计算机程序的发明专利申请进行了特殊的规定:如果涉及计算机程序的发明专利申请的解决方案,执行计算机程序的目的不是解决技术问题,或者在计算机上运行程序从而对外部或内部对象进行控制或处理所反映的不是利用自然规律的技术手段,或者获得的不是受自然规律约束的技术效果,则这种解决方案不属于专利法第二条第二款所说的技术方案,不属于专利保护的客体。

  综上,对于涉及程序控制的解决方案,只有构成技术方案,才能构成专利保护客体,这就需要满足三个技术要素:第一,解决技术问题;第二,采用技术手段;第三,获得技术效果。

  从《指南》上述规定可以看出,在否定技术方案的时候用的连词是“或者”,也就是说,对于方案的问题、手段、效果这三个要素中有任何一个不满足技术性的要求,就可以判断该解决方案不是一个技术方案。

  其次,为大家介绍涉及软件改进或者软件和硬件均有改进的相关专利申请的审查规则,让我们看看对这些解决方案到底有什么特殊的规定呢?

  上文提到,一个解决方案要想获得专利权,首先要构成一个技术方案,在判断技术方案的时候,着重从三个要素着手,即问题、手段和效果,如果这三个要素同时满足技术性的要求,则该解决方案就构成了技术方案。按照《指南》文字部分的记载,三个要素只要有一个不满足,就构不成技术方案。但是在审查过程中,如果机械性地进行判断,有时会得到不太客观的审查结论。

  以节油为例,大部分专家会认为节油确实是一个技术问题,如果说是为了解决节油这一问题,我申请的方案是改造发动机的构造,提高成品油的燃烧率,从而达到节油的目的,这一过程中确实是采用了符合自然规律的技术手段来解决了节油这一技术问题。但是,如果同样是为了解决节油这一问题,我申请的发明是把车停在家里的车库,不开,用步行的方式来代替开车,由此解决问题,这种为了解决节油问题所采用的手段,就不是我们所理解的传统意义上的技术手段了。

  再以齿轮为例,如果把一对齿轮作为手段,能不能立刻得出这样一个结论:利用了齿轮的方案就是一个技术方案?其实不然。如果让两个齿轮相互配合,通过它们的传动来进行发动机的改造以解决提高发动机动力性能的问题,那么对于利用齿轮的传送性能以解决发动机动力提升的问题,可以判断它构成技术手段。如果申请的方案是把齿轮当做一幅画悬挂在家里,那么,这种利用齿轮的美观和装饰作用解决装潢问题,显然,此方案中的齿轮不能构成技术手段。

  《指南》在对于技术方案进行解释时,除了涉及到技术三要素之外,还提到了“对自然规律的运用”。那么什么样的手段是“利用了自然规律”的技术手段,何种手段又是“未利用自然规律”呢?下面,我们用机器人相关发明专利申请中常见的例子来说明。

  示例1,在现在的数字信号处理器当中,大部分采用的是乘法运算,但乘法运算没有平方运算的效率高,为了提升运算性能,希望用加减平方值的方案来代替乘法运算。该方案的权利要求为:

  一种使用下面公式1的用于计算自然数n和m的乘积S的方法(其中,1≤n≤m<256),公式1:。这个方案的权利要求呈现给我们的只是一个单纯的数值计算方法,未体现如何在不便计算乘法的设备上执行运算效率更高的加减平方值的方案。因此,上述解决方案属于专利法第25条第1款(2)项规定的智力活动的规则和方法,是无法获得专利保护的。

  示例2和示例1非常类似,请求保护一种智能制造往复式内燃机活塞的方法,其特征在于,对裙面横向形状的加工按照均压椭圆规律进行,具体公式为:,其中Δα代表活塞圆的径向缩减量;G代表椭圆度,为椭圆的长度与短径之差;a为椭圆长轴之间的夹角;β代表修正系数。

  示例1和示例2的特征部分虽然都仅仅利用一个数学式来限定,但是示例2与示例1不同,示例2记载的方案中,反映了数控过程中加工工具运动轨迹的控制手段,解决的问题是椭圆规律在活塞制造过程中的应用。显然,示例2的解决方案所采用的手段是利用自然规律的技术手段,该解决方案整体上构成技术方案。而示例1记载的方案只是一个单纯的数值计算方法,没有表明如何使数字信号处理器的运算性能得以提升,不属于专利保护的客体。

  以上示例旨在解释专利保护客体的判断思路,当我们挖掘出来一项技术创新,想要对其进行专利保护的时候,可以在挖掘的过程中进行预先判断。比如,该项创新是否涉及计算机程序本身?如果属于计算机程序本身,则不是专利保护的客体。该项创新是不是单纯的数学运算方法?如果是,则亦非专利保护的客体‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。该项创新有没有一个具体的适用领域?如果上述条件都符合,该方案是不是采用了利用自然规律的技术手段?能不能构成技术方案?当所有这些条件都一一判断过之后,再着手进行撰写和申请。正如黑格尔所言,所谓纯粹理念即是思想的抽象成分所形成的理念。因此如示例1一样,涉及抽象的数学运算所涉及的方案并非专利保护客体。

  在判断一项解决方案是否构成技术方案时,当对“问题、手段、效果”三要素的技术性无法准确把握的时候,可以通过技术方案的定义,从以下几方面来进行思考。首先,判断对象是该方案中手段的集合是什么?判断焦点是该方案要解决的问题与所采用的手段集合间或手段集合本身是否受自然规律约束?判断思路具体为:如果为解决某问题而采用受自然规律约束的手段集合,则构成技术方案;如果所采用的手段集合与要解决的问题之间体现的是人为制定的规则关系,不受自然规律约束,则不构成技术方案。

  接下来,我们来谈谈如何做好机器人相关技术的专利挖掘。可以说,机器人相关的专利申请涉及到机器人技术的方方面面,在进行专利挖掘的时候,应着重于技术创新层面,挖掘真正的技术方案。比如,在挖掘的过程中,有的机器人相关专利涉及到一些模式识别或者图像识别技术,像智能巡检机器人,它需要捕捉并识别出哪些是好人,哪些是坏人,这就涉及到图像的识别处理,这样的手段就会涉及到一些算法和模型。

  由于图像处理本身属于特定的技术领域,所以进行这个领域的专利挖掘时,可能不太会产生专利客体问题。但是,当涉及到人工智能方面的专利挖掘时,我们就需要格外注意。人工智能方面的创新方案可能也会涉及到一些算法、仿真、机器学习、神经网络等的优化,如果挖掘出的创新点仅涉及算法本身的优化,不涉及任何技术领域时,这样的方案很难获得专利权。因此,在人工智能方面进行专利挖掘时,要注意算法与领域的紧密结合。

  相比之下,对于服务类机器人的专利挖掘,如果涉及到一些机械结构、控制技术、人机交互技术,那么不会出现太多的客体问题。但是,如果将挖掘的重点放在交互界面的一些设计、布局方面,甚至有时候会将机器人的功能产品说明、使用手册作为申请文件进行申请,那么由此形成的解决方案就很难获得专利权了。因此,在进行专利挖掘的时候,一定要从技术视角出发,同时要避免申请文件撰写上的误区。

  最后,就涉及程序的相关解决方案的撰写提供一些建议。在进行机器人相关技术创新时,如果技术的改进全部都集中于软件,就是说,该解决方案是“全部以计算机程序流程为依据”的方案,那么我们可以撰写多组独立权利要求,以最丰富的形式来保护我们的解决方案。例如,我们可以对照程序流程,撰写方法权利要求、以“介质+计算机程序流程”的方式撰写介质主题的权利要求、以程序作为组成部分的装置权利要求等。

  当软件与硬件均有改进时,可在一项权利要求中体现软件和硬件的改进方案。例如,一种智能机器人,其特征在于,包括:硬件改进特征1,硬件改进特征2,以及控制器,所述控制器包括存储器和处理器,其中所述存储器存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时能够实现相关步骤。

  总而言之,从计算机专业的角度理解发明的本质,并且正确地运用专利审查规则是我们的职责所在。希望能够不断完善我们的专利审批工作,为加强机器人领域创新成果的保护共同努力。

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  《机器人》是经中华人民共和国新闻出版总署批准,由中国科学院主管,中国科学院沈阳自动化研究所、中国自动化学会共同主办的科技类核心期刊,主要报道中国在机器人学及相关领域中的学术进展及研究成果,机器人在一、二、三产业中的应用实例,发表机器人控制、机构学、传感器技术、机器智能与模式识别、机器视觉等方面的论文。

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《机器人相关技术的专利申请与保护》

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