Wzrost populacji ludzi na świecie systematycznie zwiększa zapotrzebowanie na żywność i napoje, a poziom życia miliardów ludzi w coraz większym stopniu zależy od jakości i wydajności przemysłu spożywczego. Nic więc dziwnego, że producenci żywności chętnie wdrażają technologie wykorzystujące sztuczną inteligencję i tzw. sztuczne sieci neuronowe. Jednak, aby wysiłek włożony w innowacyjność przynosił zyski, niezbędna jest skuteczna ochrona nowych rozwiązań.
Rozwój wymaga innowacyjności, a innowacyjność ochrony
Rozwój techniczny w branży spożywczej wymaga, by w umysłach inżynierów i naukowców powstawały wynalazki, które dostosują wykorzystywaną technologię do zapotrzebowania generowanego przez rynki.
Nowe rozwiązania, nie tylko zwiększają produktywność i obniżają koszty, ale stanowią własność intelektualną, która – gdy jest chroniona prawnie – daje przedsiębiorcy monopol na wykorzystanie wynalazku. Prawo wyłączności zapewnia przewagę nad konkurencją i przedstawia policzalną wartość materialną w firmie.
Dlatego większość przedsiębiorców decyduje się na dokonanie zgłoszeń patentowych przed wprowadzeniem na rynek nowego rozwiązania. Taką praktykę można zaobserwować również w przemyśle spożywczym.
Sztuczne sieci neuronowe w branży spożywczej
Oprócz wdrażania innowacyjnych rozwiązań związanych z mechaniką lub chemią, w ostatnich dziesięcioleciach na rynku spożywczym obserwuje się coraz częstsze implementowanie zaawansowanych technologii wykorzystujących sztuczną inteligencję i m.in. sztuczne sieci neuronowe.
Sztuczne sieci neuronowe są matematycznymi algorytmami naśladującymi koncepcję budowy i działania sieci neuronowej ludzkiego mózgu. Technologia tego typu umożliwia rozwiązywanie skomplikowanych problemów, podejmowanie decyzji, klasyfikowanie i rozpoznawanie wzorców czy optymalizację procesów. W wielu przypadkach pozwala na analizę relacji pomiędzy danymi, której nie jest w stanie wykonać człowiek. Dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji w branży spożywczej zwiększa się wydajność i jakość produkcji oraz zmniejsza się niekorzystny wpływ przemysłu na środowisko.
Ochrona patentowa innowacyjnych rozwiązań w branży spożywczej
W ostatnich dwudziestu latach obserwujemy znaczący wzrost ogólnej ilości zgłoszeń patentowych w branży spożywczej. Jak wynika ze statystyk Światowej Organizacji Własności Intelektualnej[1], w 2008 r. w dziedzinie chemii spożywczej dokonano około 23,500 zgłoszeń patentowych na całym świecie. W 2013 r. liczba ta przekroczyła 42,000, a w 2018 r. osiągnęła poziom prawie 70,000 zgłoszeń.
Podobny wzrost zgłoszeń patentowych obserwuje się w branży spożywczej jeśli weźmiemy pod uwagę wyłącznie rozwiązania wykorzystujące sztuczną inteligencji, w tym sztuczne sieci neuronowe. Wynalazki tego typu można podzielić na klika grup ze względu na ich zastosowanie.
Najliczniejszą grupą są rozwiązania z wykorzystaniem tzw. widzenia komputerowego (ang. computer vision), stosowane do analizy danych obrazowych pozyskiwanych przykładowo na polach uprawnych w trakcie wzrostu roślin, w trakcie zbioru plonów, w trakcie sortowania produktów i półproduktów, w czasie kontroli jakości produkcji, czy też na etapie pakowania i utylizacji odpadów. Dane obrazowe przetwarzane przez sieci neuronowe mogą być zebrane różnymi technikami, przykładowo mogą to być zdjęcia termowizyjne, zdjęcia fotograficzne czy też zdjęcia rentgenowskie.
Przykładowo na podstawie danych takich jak np. geometria, rozmiar czy kolor, sieci neuronowe mogą określić stopień m.in. dojrzałości owocu lub jego jakość, a następnie odpowiednio go posortować.
Już w 2004 r. firma FOSS ELECTRIC AS [DK] uzyskała patent europejski (EP1226431[2]) na określanie stopnia zawartości tłuszczu w mięsie na podstawie analizy zdjęć rentgenowskich, a w 2011 przedsiębiorstwo PELLENC SA [FR] na maszynę sortującą jagody (patent europejski EP2188067[3]).
Coraz częściej chronione są również rozwiązania umożliwiające kontrolę procesu pakowania żywności, w tym kontrolę szczelności i jakości opakowań. W 2014 r. chiński uniwersytet w Hunan próbował opatentować sposób wykrywania defektów na poddawanych recyklingowi szklanych butelkach po piwie, wykorzystujący sieci neuronowe typu PCA i BP (CN201611263499[4]), a przykładów dla tego typu użycia sieci neuronowych można mnożyć wiele.
Sieci neuronowe są atrakcyjne w przemyśle spożywczym również daltego, że potrafią również przetwarzać dane z próbek chemicznych czy próbek materiału biologicznego i genetycznego. Potrafią przewidzieć np. stopień zaawansowania procesu fermentacji, jakość i skład chemiczny żywności i na tej podstawie klasyfikować wytwarzane produkty. Sztuczna inteligencja pozwala również kontrolować i optymalizować parametry procesu produkcji, np. temperaturę, szybkość przesuwania podajników czy też kontrolować skład substancji i materiałów odpadowych.
Patentowanie rozwiązań wykorzystujących sztuczną inteligencję – nie takie oczywiste
Dostępność ochrony patentowej dla inteligentnych rozwiązań w branży spożywczej zachęca zarówno przedsiębiorców jak i ośrodki naukowe do prowadzenia badań i opracowywania przełomowych urządzeń. Skutkuje to rosnącą liczbą publikacji w tym zakresie dostępnych w bazach patentowych.
Jednak ochrona patentowa rozwiązań z wykorzystaniem sztucznej inteligencji nadal budzi bardzo dużo emocji. W wielu przypadkach wymaga zupełnie nowego podejścia stosowanego przez urzędy patentowe.
Obecnie, badanie i ocena kryteriów zdolności patentowej rozwiązań technicznych z wykorzystaniem inteligentnych algorytmów matematycznych (w tym sieci neuronowych) jest w miarę ustabilizowana i ujednolicona na całym świecie. Wiele urzędów wydało też specjalne przewodniki i materiały[5] dla przedsiębiorców. Jednak w praktyce inżynierowie oraz kadry zarządzające chętnie współpracują z rzecznikami patentowymi, aby jak najlepiej dobrać zakres potrzebnej ochrony.
Należy pamiętać, że możliwe są różne strategie ochrony dobierane indywidualnie, w zależności od rodzaju i zasięgu uzyskiwania prawa z patentu. Patent na terytorium Polski można uzyskać jedynie w procedurze krajowej, a na innych terytoriach m.in. w procedurze europejskiej i międzynarodowej, co wiąże się z dodatkowym zaangażowaniem nie tylko środków, ale również fachowej wiedzy, którą mają wyspecjalizowani w danej dziedzinie rzecznicy patentowi.
[1] https://www.wipo.int/edocs/pubdocs/en/wipo_pub_941_2019.pdf
[2] https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/008105616/publication/EP1226431A2?q=EP1226431
[3] https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/039167793/publication/EP2188067A2?q=EP2188067
[4] https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/059116692/publication/CN106841212A?q=CN201611263499
[5] https://www.jpo.go.jp/e/system/laws/rule/guideline/patent/document/ai_jirei_e/jirei_e.pdf
Weronika Witkowska jest polskim i europejskim rzecznikiem patentowym.
Zajmuje się redagowaniem zgłoszeń dotyczących patentów oraz wzorów użytkowych, prowadzi postępowania przed Urzędem Patentowym RP, EPO oraz WIPO. Występuje w sprawach spornych oraz sądowych, w szczególności powiązanych z wynalazkami implementowanymi komputerowo. Jest członkiem Polskiej Izby Rzeczników Patentowych, Europejskiego Instytutu Patentowego (EPI) oraz Międzynarodowego Stowarzyszenia Ochrony Własności Intelektualnej (AIPPI). Kontakt z autorką
