L'invasion annoncée de l'intelligence artificielle en sept graphiques

Une étude de l'Organisation mondiale de la propriété intellectuelle publiée le 31 janvier décrit l'explosion des brevets liés à l'intelligence artificielle. Techniques, fonctions et secteurs d'applications : décryptage des produits de demain.

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L'invasion annoncée de l'intelligence artificielle en sept graphiques
L'Organisation mondiale de la propriété intellectuelle (OMPI, ou WIPO en anglais) a analysé dans son rapport les 340 000 brevets et 1,6 million de publications scientifiques liés à l'IA depuis 1960.

Comprendre comment l'intelligence artificielle (IA) va envahir notre quotidien à travers les demandes brevets. Voilà ce que permet l'étude de l'Organisation mondiale de la propriété intellectuelle – OMPI, une agence de l'ONU – publiée le 31 janvier dernier, qui retrace l'évolution des publications scientifiques et des demandes de brevets depuis 1960 jusqu'à début 2018. 340 000 familles de brevets et plus de 1,6 million de papiers scientifiques ont ainsi été analysés par l'OMPI. "Les produits et les services intégrant (ces) innovations feront partie de la vie quotidienne des gens au cours des prochaines années, comme nous embarquons dans ce que certains experts en IA appellent l'âge de la mise en œuvre", écrit l'OMPI en introduction

1. Les demandes de brevets liés à l'IA explosent

Publications scientifiques et brevets liés à l'IA

55 660 brevets liés à l'IA ont été déposés dans le monde en 2017, soit 6,5 fois plus qu'en 2006. L'année 2012 a marqué une rupture, avec une croissance annuelle moyenne des demandes passant de 8% sur 2006-2011 à 28% sur 2012-2017. Une accélération telle que les brevets déposés depuis 2013 comptent désormais pour plus de la moitié du stock de brevets accumulés depuis 1960. L'évolution des publications scientifiques montre par ailleurs que celles-ci ont explosé en nombre dix ans avant les brevets. La chute du ratio publications scientifiques / brevets entre 2010 et 2015 témoignant d'un intérêt accru pour les applications commerciales de l'IA durant cette période.

2. Le machine learning règne sur l'IA (fig 3.4)

Demandes de brevets liés à l'IA suivant la famille technique

Sur les 150 637 familles de brevets mentionnant au moins une technique d'IA (soit 44% des brevets IA recensés), le machine learning (apprentissage automatique à partir de données) se taille la part du lion, avec 89% des brevets et une croissance annuelle moyenne de 28% depuis 2013. Bien devant la programmation logique (grosso modo l'IA traditionnelle) et la logique floue ("fuzzy logic", apparue au début des années 1990). Ce qui reflète, selon l'étude, "les progrès réalisés grâce à l'apprentissage automatique dans des applications phares telles que la reconnaissance fiable d'images de chats en 2012 par l'équipe de Google Brain".

3. Le deep learning directement en application (3.9, virer rule learning)

Publications et brevets IA selon la technique

Le deep learning, technique de machine learning reposant sur des réseaux de neurones multicouches qui a justement révolutionné la reconnaissance d'image, a été au coeur de cet essor, avec 175% de croissance annuelle moyenne entre 2013 et 2016. En outre, pointe l'étude, le deep learning se distingue des autres techniques de machine learning, pour lesquelles il y a la plupart du temps un décalage de dix ans entre les publications scientifiques et les brevets. Pour le deep learning, les deux décollent en même temps.

4. La vision, fonctionnalité phare de l'IA appliquée

Brevets IA suivant la famille de fonction

256 456 familles de brevets font référence à une application de l'IA en termes de fonctionnalité (soit 75% de tous les brevets IA). La vision est la première d'entre elles, avec 49% de ces brevets, suivie du traitement du langage naturel (14%) et du traitement de la parole (13%). La vision est aussi la fonction la plus dynamique, avec 23% de croissance annuelle moyenne entre 2011 et 2016. Le graphe ne le présente pas mais l'OMPI note dans l'étude que dans le cas de la vision et du traitement de la parole, le délai entre publications scientifiques et brevets est faible voire inexistant. Ce qui peut s'expliquer par l'excellence du deep learning dans les tâches de perception visuelle et auditive et par les gains immédiats qu'apporte cette perception automatisée dans nombre d'applications.

5. La reconnaissance faciale s'impose dans la vision

Brevets IA suivant la fonction

Au sein des brevets liés à la fonctionnalité "vision", la reconnaissance de caractères s'affiche comme la fonctionnalité la plus ancienne et la plus dotée en termes de brevets. Mais la biométrie a connu une accélération depuis 2012 qui lui a permis de détrôner la reconnaissance de caractères pour représenter aujourd'hui la première sous-catégorie de la vision. L'essor rapide - et incontrôlé du point de vue du régulateur – de la reconnaissance faciale dans de nombreux pays, Chine en tête, y est pour beaucoup.

6. Transport et Télécoms, premiers secteurs d'applications

Brevets IA suivant le secteur d'application

Parmi les 209 910 famille de brevets mentionnant des secteurs d'applications (soit 62% des brevets IA), plus de 50 000 concernent le transport et presqu'autant les télécommunications. Ces secteurs sont suivis par les sciences de la vie et la santé, puis par un secteur regroupant les appareils personnels (smartphones et autres tablettes), le calcul et l'interface homme-ordinateur. La période récente, 2013-2016, marque une accélération de tous les secteurs mais le transport se détache en s'envolant avec 33% de progression annuelle. A noter, aussi, la forte croissance de la sécurité, qui a atteint en 2016 la troisième position en rythme annuel de demande de brevets.

7. La voiture autonome fait la course en tête

Brevets IA suivant le sous-secteur d'application

L'analyse plus détaillée des brevets liés au secteur du transport met en évidence la domination de la voiture autonome, tant en termes d'antériorité que de volume global de brevets. L'accélération depuis 2013 est nette : les brevets sur la voiture autonome ont connu une croissance annuelle moyenne de 42%. Fait notable, l'IA s'attaque depuis 2011 à l'aéronautique et au spatial avec une vigueur certaine : la progression annuelle de brevets sur ce secteur depuis 2013 atteint en moyenne 67%, devant la voiture autonome.

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