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Wie Künstliche Intelligenz bei Biotech-Patenten mithilft

Künstliche Intelligenz (KI) stellt bei wenigen Biotech-Patenten das Kernmerkmal dar. Doch sie spielt auf dem Weg zum Patentschutz eine wichtige Rolle als unterstützendes Instrument. 40% dieser KI-Patente sind Weltklasse. So lautet das Fazit einer Studie des Eidgenössischen Instituts für Geistiges Eigentum (IGE).

Auf dem Weg zum Biotech-Patent spielt Künstliche Intelligenz inzwischen eine wichtige Rolle. Bild: iStock
Auf dem Weg zum Biotech-Patent spielt Künstliche Intelligenz inzwischen eine wichtige Rolle. Bild: iStock

Im letzten Jahrzehnt ist die Anzahl KI-bezogener Patente exponentiell angestiegen. Dies belegen aktuelle Berichte der WIPO (Weltorganisation für Geistiges Eigentum) und des britischen Patentamts (UK IPO). Die schweizerischen KI-Patente holen den langsamer wachsenden Biotech-Bereich ein: Darin äussert sich die Konsolidierung des Patentportfolios der grössten Patentinhaber oder «Big Pharma» (Pharmakonzerne).

 

Das Europäische Patentamt (EPA) definiert eine computerimplementierte Erfindung (CII)1 als «eine Erfindung, die einen Computer, ein Computernetz oder eine sonstige programmierbare Vorrichtung umfasst und bei der mindestens ein Merkmal ganz oder teilweise mit einem Computerprogramm realisiert wird».

 

Künstliche Intelligenz (KI) umfasst laut der Definition des EPA2 «Denk- und Entscheidungsprozesse, die durch Maschinen anstelle von Menschen oder Tieren durchgeführt werden». KI beinhaltet häufig einen iterativen Trainingsprozess (maschinelles Lernen), wobei ein IT-System in die Lage versetzt wird, sich an ein spezifisches Problem anzupassen, bevor es angemessene Entscheidungen trifft oder selbstständige Interpretationen vorschlägt. KI und maschinelles Lernen werden in der Patentliteratur häufig als gleichbedeutende Ausdrücke verwendet.

 
 
Anteil der globalen KI-Patente in der Biotechnologie. Bild: IGE
Anteil der globalen KI-Patente in der Biotechnologie. Bild: IGE
 

KI-Patente sind eine Herausforderung für das IP-System

Erfindungen, die CII und insbesondere KI beinhalten, bedeuten in mehrfacher Hinsicht eine Herausforderung für das heutige System des Geistigen Eigentums. Im Mittelpunkt stehen Fragen wie Patentierbarkeit, «Erfinderschaft» und Inhaberschaft. Beispiele dafür finden sich im Weissbuch des Weltwirtschaftsforums 2018, in Hu 20193 und im Beschluss der WIPO von 2019, öffentliche Konsultationen über KI und geistiges Eigentum zu lancieren.4

 

Der Erfinder muss eine Person sein

Bei den meisten Patentgesetzen und -übereinkommen muss in einer Anmeldung eine natürliche Person als Erfinder benannt werden, was KI ausschliesst. In einem neueren Fall haben das EPA und das britische Patentamt (UK IPO) dies bestätigt. Zwei Patentanmeldungen, in denen ausdrücklich ein KI-System als Erfinder angegeben wurde, sind abgelehnt worden (siehe «AI Inventorship Project» im WIPO Magazine 20195 und «EPO and UKIPO Refuse AI-Invented Patent Applications», Artikel in IP Watchdog 20206).

 

Wie KI Erfinder unterstützt

KI erweitert die Kapazitäten für die Sammlung, Kategorisierung und Analyse grosser Datensätze, für die Simulation komplexer Prozesse und/oder Vorhersage von Ergebnissen. Die klassischen Themen der biotechnologischen Patente bieten damit attraktive Anwendungsbereiche für KI: Entwürfe/Entdeckungen von Verbindungen, Diagnose, Prognose oder Steuerung komplexer biologischer Prozesse.

 

Die Biologie, einer der ersten Anwendungsbereiche von KI, bleibt weiterhin wichtig (siehe Oliveira7, Goh8, Shah9 (2019) und Fuji (2017)10). Ein jüngerer Artikel über die Entdeckung von Arzneimitteln unterscheidet fünf Stufen, auf denen KI eingesetzt wird: von der analytischen Unterstützung bis zur gänzlich eigenständigen Aktivität ohne menschliches Input.

 
 
Die Schweiz im internationalen Vergleich. Bild: IGE
Die Schweiz im internationalen Vergleich. Bild: IGE
 

40% aller KI-Patente in der Biotechnologie sind Weltklasse

Um die Patente für die Studie zu identifizieren, in denen KI-Anwendungen in der Biotechnologie offengelegt werden, wurde die Schnittmenge zweier unabhängiger und umfassender Patentsammlungen erstellt – zu KI/maschinellem Lernen und zu Biotechnologie. Jede umfasst über 300'000 aktive Patentfamilien.

 

Die Schnittmenge ergab 3'136 Patentfamilien, die weniger als 1 % der jeweiligen übergeordneten Technologie ausmachten; sie umfasste 52 Patente von Schweizer Erfindern. Trotz dieser kleinen Zahl sind Schweizer Erfindungen in dieser Gruppe verhältnismässig stärker vertreten (1,7 %) als in der Biotechnologie (1,2 %) oder in der KI (0,5 %).

 

Punkto Qualität wird ein beeindruckender Anteil von 40 % aller KI-Patente in der Biotechnologie weltweit als Weltklasse eingestuft. Dies ist deutlich mehr als in der Biotechnologie oder KI allein und nähert sich den hohen Werten für in der Schweiz erfundene Patente (Abbildung 2), die im Swiss Biotech Report 2018 vorgestellt wurden.

 

Bemerkenswerterweise handelt es sich bei den meisten Patenten schweizerischen Ursprungs in allen drei Gruppen eigentlich um internationale Erfindungen - sie benennen Erfinder aus der Schweiz und aus anderen Ländern. Für 2019 beträgt der Anteil internationaler Erfindungen am Portfolio schweizerischer Erfindungen 77 % in der Biotechnologie, 62 % in der KI und 74 % für KI in der Biotechnologie.

 
 
Anteil der Weltklasse-Patente. Bild: IGE
Anteil der Weltklasse-Patente. Bild: IGE
 

KI als unterstützendes Instrument für Biotech-Patente

Die festgestellte Schnittmenge zwischen KI-Patenten und Biotech-Patenten scheint erstaunlich klein. Allerdings beschränkt sich die Auswahl auf Patente, in denen KI ein Kernmerkmal der Erfindung darstellt. Diese Patente entsprechen in der Klassifizierung von Green11 den Stufen 4 und 5.

 

Neben den KI-zentrierten Biotech-Erfindungen kam KI möglicherweise bei vielen weiteren biotechnologischen Erfindungen als unterstützendes Instrument zum Tragen. Wenn die Patente die Verwendung von KI nicht klar offengelegt hätten, wären sie von den angewandten Klassifizierungen und Stichwörtern gar nicht erfasst worden.

 

Abschliessend ist festzustellen, dass die Schnittmenge der KI-und Biotech-Patente, bei denen KI ein Kernmerkmal ist, nur die sichtbare Spitze des weit grösseren Eisbergs der KI- und Biotech-Patente bildet.

 

Der Artikel ist auch im Biotech Report 2020 erschienen.

 
 

Referenzen

1. EPA-Website Digitale Technologien (2019)

2. EPA-Website Künstliche Intelligenz (2019)

3. Hu, Shuijing; JIANG, Tao, Artificial Intelligence Technology Challenges Patent

Laws. In: 2019 International Conference on Intelligent Transportation,

Big Data & Smart City (ICITBS). IEEE, 2019. S. 241-244

4. WEF white paper: AI collides with patent law (2018)

5. WIPO public consultation on AI (Dec 2019)

6. EPO and UKIPO refuse AI-invented patent application (ip watchdog Jan 2020)

7. Oliveira, Arlindo L. Biotechnology, Big Data and Artificial Intelligence.

Biotechnology journal, 2019, S. 1800613

8. Goh, Wilson Wen Bin; SZE, Chun Chau, AI Paradigms for Teaching Biotechnology.

Trends in biotechnology, 2019, 37. Jg., Nr. 1, S. 1-5

9. Shah, Pratik, et al. Artificial intelligence and machine learning in clinical

development: a translational perspective. NPJ digital medicine, 2019, 2. Jg., Nr. 1,

S. 1-5

10. Fuji H, Trends and priority shifts in artificial intelligence technology invention: A

global patent analysis (includes biological applications of AI) 2017

11. Green, Clive P.; Engkvist, Ola; Pairaudeau, Garry. The convergence of artificial

intelligence and chemistry for improved drug discovery 2018

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