2024年7月，國際專利權威機構—世界智慧財產權組織（World Intellectual Property Organization, WIPO）發佈了關於全球生成式人工智慧（Generative Artificial Intelligence, GenAI）的最新專利分析報告。這份研究不僅揭示了2014至2023年間全球GenAI專利的公開趨勢，還盤點了全球專利格局，包括國家比較、核心專利權人、相關模型分類及21項應用領域分佈。本文將聚焦於生物醫藥領域，幫助讀者快速掌握GenAI在全球生物醫藥領域的專利佈局。

一、生成式人工智慧（GenAI）

自2022年11月OpenAI推出ChatGPT聊天機器人以來，公眾對生成式人工智慧（GenAI）的興趣激增。GenAI，也稱為生成式人工智慧，是一種在使用者提示下能夠創建內容的技術，包括文字、圖像、音訊或視頻等。與傳統機器語言不同，GenAI能夠生成類似人類溝通的文本，不受預設腳本的限制。得益於更加強大的電腦計算能力、大型訓練數據庫及先進的人工智慧/機器學習演算法，GenAI的反饋和表現得到了顯著提升。

經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Cooperation and Development, OECD）將 GenAI 定義為「在使用者提示下能夠創建內容的技術，包括文字、圖像、音訊或視訊」。歐盟在近期的人工智慧法案中也將 GenAI 視為一種基礎模型。現代的GenAI 模型不僅限於圖像和音樂，還可以根據來自不同領域的資料進行訓練，如3D 影像模型、程式碼、化學分子、基因和蛋白質等，應用領域相當廣泛。

二、GenAI的專利與期刊發表概況

• WIPO的統計資料顯示，GenAI在過去十年（2014-2023）中表現活躍。從2014年的733件公開專利家族增長到2023年的14,080件，十年間累計達到54,358件，其中89%的專利家族在2023年底時仍有效。自2017年Google推出Transformer模型後，年平均增長率達到45%。儘管GenAI專利家族數量增長迅速，但在全球AI研究活動中仍占較小比例，僅占所有AI科學出版品（約23萬件）的6%。
• 中國在全球GenAI專利家族中佔據最大份額（近70%，超過38,000件），且以每年50%的速度增長。在全球前10大GenAI專利權人中，中國佔據6席（騰訊、平安保險、百度、中國科學院、阿里巴巴、字節跳動），美國3席（IBM、Alphabet、微軟），韓國1席（三星電子）。
• 科學出版物的數量成長幅度比專利更大，從2014年的116 篇增加到2023 年的34,000多篇。僅2023年就有超過25%的GenAI專利家族和超過45%的GenAI科學論文發表。在全球科學出版物發表數量前20名中，中國和美國佔據主導地位（中國8席，美國6席）。

圖表 1  2014-2023年間全球GenAI專利家族與科學出版物的發展趨勢 （資料來源：WIPO）

圖表 2  2014-2023年間全球GenAI主要專利權人  （資料來源：WIPO）

圖表 3  2010-2023年間發表GenAI 科學出版物數量排名前20的機構 （資料來源：WIPO）

三、GenAI在生醫領域的概況

WIPO研究報告中，有兩部分內容與生醫領域密切相關：一是關於分子、基因、蛋白質（Molecules/genes/proteins）的GenAI模型分析，二是生命科學和醫學領域（Life and medical sciences）的應用分類。

(一)使用GenAI模型訓練分子、基因、蛋白質

• GenAI模型可以處理多種類型的輸入和輸出資料，如圖片/影片、文字、語音等，這類專利約占整體GenAI模型專利家族的75%（約13,500件）。相比之下，3D影像模型、分子/基因/蛋白質和軟體/程式的專利數量相對較少。

圖表 4  2014-2023年間全球GenAI模型專利家族發展趨勢圖 （資料來源：WIPO） 

*註: 部分專利家族無法明確分配給特定資料類型，可能被分配到不只一種模型

• 從2018至2023年，分子/基因/蛋白質GenAI模型訓練專利家族增長超過8%（年均約45%），2021至2023年增長約50.3%（年均約20.6%），成為近年GenAI模型中增長最快的領域。

圖表 5  全球多種GenAI模型專利家族年均成長率 （資料來源：WIPO）

• 在GenAI專利家族數量排名前20名的專利權人中，圖片/影片、文字、語音/聲音/音樂仍是主要應用類別，而分子/基因/蛋白質領域的專利家族數量較少，主要專利權人包括騰訊（57件）、IBM（37件）、平安保險（33件）、百度（26件）和Alphabet/Google（15件）。

圖表 6  2014-2023年間GenAI模型核心公司專利權人 （資料來源：WIPO）

• 中國是各種GenAI模型的發源地，超過50%的專利家族來自中國。在分子/基因/蛋白質領域，中國GenAI模型專利數量約為920件，而美國僅330件。2021至2023年，中國在此領域的年增長率高達64%，是全球增長最快的地區。

圖表 7  2014-2023年間各國GenAI模型專利家族公開數量  （資料來源：WIPO）

• 通過GenAI模型訓練大量分子、基因和蛋白質數據，可用於新藥物和療法的設計、探索新的化學分子、基因和蛋白質結構，提高研發效率。例如，DeepMind的AlphaFold 2系統利用GenAI模型預測蛋白質結構，贏得了CASP14的競賽。

(二)GenAI模型在生命科學和醫學領域的概況

• 根據麥肯錫2023年的研究，GenAI每年可為各行業增加6兆至4.4兆美元的收入。
• WIPO確定了GenAI專利格局中21個應用領域，涵蓋農業、教育、藝術與人文、娛樂、能源管理、工業製造、運輸、軍事、銀行和金融等。其中，生命科學（Life sciences）以5,346件專利位居第二，僅次於最大的軟體應用類別29,892件。
• GenAI能夠通過篩選和設計新藥物配方、個性化醫療分子，加速藥物開發。

圖表 8  2014-2023年間GenAI在全球專利家族應用的數量分布  （資料來源：WIPO）

• 生命科學領域的專利家族在2018至2023年間，年均增幅約3%（整體平均約45%），2021至2023年平均增幅約28.8%（整體平均約20.6%）。相比之下，電信、軍事、藝術與人文等，某些應用領域專利數量停滯或下降。

圖表 9  GenAI應用類別的專利家族年均成長率  （資料來源：WIPO）

• 根據WIPO統計，前十GenAI專利權人在生命科學和醫學領域，平安保險在擁有最多（227件）相關專利，騰訊有73件，IBM有59件。

圖表 10  2014-2023年GenAI應用中主要（公司）專利權人  （資料來源：WIPO）

• 在生命科學和醫學領域，中國的專利家族數量是美國的三倍多，共有3,181件，而美國僅有979件。

圖表 11  2014-2023年各國在GenAI應用領域公開專利家族數  （資料來源：WIPO）

• 與生命科學和醫學領域最相關的模型是生成對抗網路（Generative Adversarial Networks, GAN）和變分自編碼器（Variational Autoencoder），其中GAN模型幾乎在所有應用場景發揮主導地位。
• 生命科學和醫學領域涵蓋的範圍較大，除了分子/基因/蛋白質數據模型之外，也包含圖片/影片、文字、軟體和其他類型的GenAI模型。

圖表 12  2014-2023年GenAI模型與生命科學和醫學應用領域間的相互依賴關係（資料來源：WIPO）

四、結論：

2024年WIPO的研究報告揭示了生成式人工智慧（GenAI）在全球生物醫藥領域的顯著發展與應用潛力。報告顯示，近年來，GenAI專利的數量持續增長，尤其是在分子、基因和蛋白質的研究與應用方面，中國在這一領域的專利數量和增長速度均處於全球領先地位。這不僅反映了中國對GenAI技術研發方面的高度重視，也預示著未來在新藥研發、個性化醫療等領域的廣闊前景。

GenAI技術在生物醫學領域的應用極為廣泛，包括新藥物和療法的設計、新化學分子、基因和蛋白質結構的探索等。特別是通過GenAI模型預測蛋白質結構的能力，對於藥物發現和生物學研究具有里程碑意義。此外，GenAI在生命科學領域的應用也顯示出顯著的增長潛力，這些技術的進步不僅能夠提高研究效率，還能夠促進新藥物的發現和開發。

GenAI在生物醫領域的快速發展體現了該技術在全球範圍內的創新活力，也預示著其對未來健康產業可能產生的深遠影響。隨著GenAI技術的不斷成熟和應用擴展，我們可以期待它將在生物醫領域引領更多創新突破，為全球健康挑戰提供解決方案。

資料來源: WIPO