当前具身智能机器人产业飞速发展,涉及人形、四足等通用品类机器人,也涉及扫地、泳池、巡检、手术、配送等特种品类机器人。区别于传统设备的核心特征,具身智能是硬件结构、传感系统、软件算法、应用场景高度耦合的智能一体化方案。创新不再是单一硬件或软件的独立突破,而是围绕场景需求,结合机器人本体力学性能、运动自由度、传感配置和算法控制形成的一体化智能方案。其中的硬件结构划定设备运动上限,软件算法则完成感知、决策、控制输出,二者相互约束适配,致使具身智能领域的专利挖掘、布局、撰写的专业门槛远高于传统机械或纯软件行业。
专利撰写层面,硬件结构常对应产品权利要求,软件算法常对应方法权利要求,由此衍生出核心实务问题:产品与方法何时合案、何时分案;合案时以硬件还是算法为创新核心,是单侧撰写还是融合撰写,“谁服务于谁”?对此,代理师不能仅依据交底材料表层内容作业,必须与研发人员深度沟通,梳理完整研发主线,明确迭代逻辑:创新是成熟硬件配套全新软件算法,还是成熟算法适配改良硬件;若软硬件同步优化,还要区分是硬件适配算法迭代,还是算法适配全新硬件本体。只有找准研发主线,才能匹配合理的合、分案策略与权利要求架构,从源头规避未体现创造性、算法客体瑕疵、单一性缺陷以及维权取证困难等问题,产出高质量专利。
英创嘉友深耕具身智能多品类机器人的知识产权服务,团队具备跨学科技术背景,服务过程中积累大量实操经验,下文结合典型具身智能机器人的特定场景讨论并分享对应专利撰写策略。
一、具身智能领域研发主线的逻辑起点是应用场景
谈到具身智能各品类机器人的研发主线,都离不开对其特定应用场景的了解。场景需求决定机器人软硬件的能力属性,这是梳理研发主线的逻辑起点。沿该研发主线,可依托特定场景准确定位特定技术问题、针对性技术手段及相应技术效果,从而能够区分创新重心为新硬件还是新算法还是二者融合,既能精准指导产品、方法权利要求合分案,充分体现方案创新性,也能避免脱离实际场景的纯抽象算法,消除客体授权障碍。
二、具身智能典型示例场景和基于研发主线的专利撰写策略
1、示例场景和对应策略
(1)硬件结构成熟无改动,仅迭代更优的软件算法
应用场景:微创外科手术机器人
研发主线:设备机械臂、传感与传动结构均采用现有设计,创新聚焦微创手术高精度操作需求,优化病灶识别、器械随动补偿、定位校准软件算法,改善术中抖动、定位偏差问题。
实操策略:软硬件合案,以方法权利要求为核心,将手术机器人硬件、微创医疗场景作为辅助特征引入来融合撰写,既充分体现创新点又能够规避纯算法客体缺陷。需要注意的是,进行以方法为核心进行权利要求架构搭建时时还需要注意单侧撰写原则,充分考虑潜在的侵权主体、竞争对手可能的得产品形态等来布局权利要求主题;另外,如果涉及到算法本身的改进(如人工智能算法、模型等相关改进),从侵权可视化角度考虑,推荐使用静态限定的撰写方式来描述算法改进,这些要点也同样适用于下面各场景中与方法权利要求相关的架构搭建。
(2)软件算法框架成熟稳定,仅设计适配场景需求的硬件结构
应用场景:高危工况人形焊接机器人
研发主线:针对高温高空等高危焊接场景,对人形机器人的手臂进行重新设计以搭载焊枪;原有感知控制、导航避障等算法继续沿用,仅适应调整手臂幅度控制参数。
实操策略:软硬件合案,以焊枪适配机械臂硬件产品权利要求为核心,结合高危焊接场景限定硬件产品的保护范围;软件算法本身几乎无改进不作分案布局,但也可依托搭配焊枪的手臂硬件方案同步增设具备单一性的方法权利要求,覆盖特定场景下手臂幅度的控制以体现和特定场景的强关联。
(3)软硬件同步融合改进,硬件结构适配软件算法创新
应用场景:全地形四足机器人
研发主线:全新研发高动态控制、全地形感知突破性算法,针对原有腿部外形角度、材料强度无法匹配算法负载与步幅需求,因此同步升级腿部外形与结构材质。
实操策略:软硬件合案,以地形感知软件算法为核心创新点,腿部硬件的升级方案本身创造性不足作为算法的辅助载体特征融合撰写;同步增设具备单一性的产品独立权利要求,以完整覆盖硬件优化方案。
(4)软硬件同步融合改进,软件算法适配全新硬件架构
应用场景:终端配送机器人
研发主线:利用货物转接过程中较为成熟的感知操控、导航避障等决策模型,为了实现货物在特定配送终端场景中不同商户和个人的特定需求,设计拿取、转移、行走等硬件组合架构,构建出满足特定场景拟人化需求的配送设备。
实操策略:软硬件合案,以产品权利要求为核心,采用融合撰写方式将方法、功能同、效果等特征融合到各机构的联动运行整体方案中,以保护在特定场景中能够拟人配送的配送设备,从而充分体现方案创造性而避免在审查中可能出现被人为软硬剥离来分别低估创造性的问题;同步增设具备单一性的方法权利要求,通过限定出对各机构的适配性控制算法策略,更直观地覆盖特定场景下货物拟人配送的运行逻辑。
(5)软硬件同步融合改进,但可以独立适用
应用场景:室内多房间分区清扫扫地机器人
研发主线:同步研发适配多房间复杂家居环境的全新清扫底盘,以及多房间分区清扫软件算法;底盘可兼容老旧清扫算法,分区算法也可搭载传统清扫设备,二者可拆分单独使用。
实操策略:软硬件分案申请,硬件专利仅保护本体底盘结构,如底盘的硬件发明点在于增加了可控机构,如升降机构,则可增加满足单一性的方法主题体现对可控机构的控制策略,如布局控制该升降机构的底盘升降控制策略;软件算法专利仅引入室内清扫通用场景和硬件特征,不绑定新款底盘。两件专利各自完整独立,可单独授权、单独维权。
2、软硬融合方案撰写策略的深度延伸
在上述策略中,还可从方法构思维度切入,进一步验证算法和硬件的主从关系。具体而言,可以首先提炼发明所要实现的核心方法构思,进而考察该构思是否必须依赖全新的硬件架构方可实施:若为肯定,则算法因受制于硬件能力边界而处于从属地位,此时算法权利要求的撰写不宜过度抽象,建议在方法步骤中显式引入特定硬件环境(如传感器类型、执行器响应参数)作为执行载体,以此降低纯算法客体风险,同时使创造性在软硬件融合层面得以充分体现;若为否定,即该方法构思可兼容既有硬件平台,则硬件结构实为算法效能的外围载体,算法处于主导地位,此时算法权利要求可作适当上位化处理,避免因限定过多具体硬件特征而不当缩限保护范围。该视角与研发主线互为补充,前者侧重技术问题的来源,后者侧重技术方案的落地约束,二者结合可形成更加稳健的主从关系判定框架。
在确定主从关系后,布局权利要求时还可以将硬件权要和算法权要对照印证。当硬件为主、算法为辅时(如场景2、场景4),算法独权中作出创造性贡献的技术特征应与硬件独权的核心结构特征保持一致,避免算法权要脱离硬件实体而另辟技术路径,否则易被审查员认定为缺乏单一性或未体现相同特定技术贡献;当算法为主、硬件为辅时(如场景1、场景3),硬件独权中所载的结构特征应严格对应算法步骤中的执行对象与交互逻辑,确保二者在实质技术内容上可相互印证。实务中,代理师可将算法独权与硬件独权并列比对,逐项检查算法步骤中涉及的控制对象、信号流向、数据采集源是否均在硬件结构中找到明确载体,若发现任一独权中出现了对方未支撑的技术特征,则该特征很可能为非必要技术特征,应予以删除或移至从属权利要求中。通过这种相互印证式的核稿机制,能有效过滤冗余限定,使各独立权利要求既满足单一性要求,又达到创造性贡献的最大化覆盖。
三、关于 “谁服务于谁” 问题的答案
综上,具身智能领域的专利撰写中硬件结构与软件算法“谁服务于谁”不存在固定定式。代理师必须依托项目特定场景需求厘清研发主线逻辑,区分软硬件创新主次与融合逻辑,才能合理地匹配对应合分案模式并搭建适配的权利要求框架,从而为创新主体构建适配方案保护的高价值专利。