車聯網＆物聯網-市場玩家的競合
理律法律事務所 呂正忠/莊名宇
北京律盟知識產權代理有限責任公司 劉媛媛
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一、濫觴
物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）是一種實體物件之間相互連線的技術。物聯網上的每一個物件，不論是計算裝置、微機電裝置或是感測裝置，都具有通過網路傳輸數據的能力。
物聯網的概念最早可追溯到1980年代初期一台可連線至網際網路的可樂販賣機[1]。然而，因為可連線裝置的功耗與數目限制，物聯網在2010年之前尚難被稱為熱門話題。歸功於近年來半導體製造技術以及晶片運算能力的進步，可連線裝置進一步被微小化並具有低功耗，且有限頻寬中可連線裝置之數目大幅提升，物聯網才得以快速成長。
車聯網可視為物聯網的一種特定應用，目前看來，車聯網或許將成為對人們生活影響最深遠的一種物聯網。車聯網的關鍵通訊網路可分為V2V（車對車）、V2I（車對基礎設施）、V2P（車對行人）、V2N（車對網路）等四種。若說車載作業系統是汽車的大腦，那可擴充連接性的通訊網路就像大動脈一般舉足輕重，賦予汽車「感知」的能力[2]。為了賦予汽車感知的能力，必要有大量資料需要傳送和接收。然而，過去並沒有成熟的技術在低延遲的要求下傳送大量的資料。隨著5G技術發展逐漸成熟，憑藉大頻寬及低延遲的特點，相信可以加速車聯網及自駕車的推廣普及。
二、相關技術
物聯網的架構可分為三層，自底層至上層分別為：感知層、網路層、應用層[3]。感知層中相關技術可能包含加強或改善各種感測器（例如：加速度、濕度、壓力、位移、氣壓、空氣品質、無線射頻辨識、條碼讀取、物件辨識）的精確度、耐用度、尺寸、功耗或成本的技術。網路層中相關技術可能包含乙太網路、Bluetooth、IEEE 802.16、NB-IoT（LTE中的IoT通訊協定，於3GPP R14中制定）、eMTC（LTE中的IoT通訊協定，於3GPP R14中制定）以及5G（New Radio）的相關通訊標準技術。應用層的技術範圍則十分廣泛，從醫療保健、製造業、電力、自來水、瓦斯、空氣、社區安全、車輛到農業都可能包含相關技術。
在物聯網中，可以從大量的感測器收集巨量的資訊，而其中的資料可能涉及個人隱私及機敏資訊。此外，物聯網可連結至實體設施，例如發電設施或水閘門，針對物聯網的攻擊將可能影響這些實體設施，而產生人身及財產的危害。因此，物聯網上的資訊安全技術亦是討論的重點之一。
車聯網的技術包含無線傳輸技術，諸如Wi-Fi、Bluetooth、LTE-A/V、VoLTE、802.11p、GNSS、NFC、eCall、bCall、無線充電等等。用來監測汽車整體運行狀態的車用傳感器技術亦為車聯網的發展重點，諸如安全系統傳感器、超音波傳感器、圖像傳感器、雷達傳感器、LIDAR(光探測及測距)傳感器等等。
三、發展
物聯網除了常聽到的智慧電表、智慧水表以及智慧瓦斯表之外，還有許多具有潛力的發展及應用。台灣行政院為擴大物聯網的應用及加速相關產業的發展，已基於「前瞻基礎建設-數位建設」計畫建置民生公共物聯網。目前民生公共物聯網主要針對「空氣品質」、「地震」、「水資源」、「防救災」等四大領域提供大數據資料以及相關服務[4]。
在感知層上，應因民生公共物聯網的「空氣品質」領域需求，台灣政府與產業界合作研發 PM2.5感測元件以及空品感測器，以強化台灣自有技術能量，並在全台廣布空氣品質感測器，以健全臺灣空氣感測網完整性，提升空氣品質預報精準度，加強空氣污染的成因分析。
在應用層上，民生公共物聯網亦建立空氣品質監測視覺化平台，並開放數據加值應用。此外，為鼓勵物聯網之應用層上各項技術的發展，台灣行政院亦舉辦民生公共物聯網的資料應用競賽。例如在2020年資料應用競賽中，有一名叫「漪七」的團隊整合了空氣品質、氣象、地下水位等多元資料，建立一套文蛤異常產量預警與行情分析系統，並獲得了首獎[5]。此套文蛤異常產量預警與行情分析系統即為物聯網在農業上應用的一個例子。
鑑於2021年4月2日的太魯閣號因撞擊工程車而出軌的事故，台灣亦紛紛開始討論藉由物聯網加強鐵道安全等相關議題，而台灣交通部鐵道局亦曾針對此議題有所討論[6]。因為鐵道運輸所涉幅員遼闊，藉由物聯網加強鐵道安全、增加載運量或減低營運成本早已是各國鐵道運輸的發展重點。在法國，巴黎線的列車車廂上有加裝感測器，將資料上傳至IBM IoT平台，進行鐵道、車門、空調等遠端監測，以提升列車安全。在日本，Hitachi與JR集團合作建置新幹線運營管理系統，進行人流分析以及調度管理，以期進一步減低營運成本。在中國，華為與中國國家鐵路集團合作建置智慧鐵道管理平台，進行越線偵測以及人臉黑名單等安全監管[7]。台灣環境多山且多雨，造成鐵道旁邊坡滑動或落石狀況較多，或可藉由針對重點場域建置監控系統，輔以機器學習的影像辨識降低誤警，以達提升鐵道安全之效。
車聯網方面，藉由V2V通訊，可讓車輛之間能即時互傳訊息，了解彼此動態以避免碰撞發生。車輛間可以直接通訊。藉由V2I通訊，可使車輛及路側裝置（RSU，Roadside Unit）作為點對點網路中之通訊節點，互相傳遞有用訊息，例如彎道速限、坡度、交通壅塞及危險事故等訊息，大幅提升了行車安全與效能。V2N通訊可將車輛相關資料傳輸至核心網路之後台應用伺服器進行資料儲存、使用與交換，例如可以遠距診斷車況並提供及時維修通知。藉由V2P通訊，行人可以接收附近的車輛資訊，車輛也可以接收行人的資訊，使行人及車輛都可以採取預防措施而避免碰撞[8]。
縱使汽車的車載作業系統可以藉由5G接收及傳送龐大的資料，但汽車的車載作業系統是否可以提供足以處理如此龐大資料的運算能力？答案是否定的。那如果透過雲端運算呢？雲端主機雖然有強大的運算能力，但是雲端主機是位於骨幹網路後端，延遲時間難以掌握。
因此，目前的車聯網的相關廠商也開始布局邊緣運算（Edge Computing）技術。邊緣運算主機可以安裝在路側裝置（例如路燈等）。邊緣運算主機的運算能力也許沒有雲端主機強大，但卻可以更接近汽車，滿足車聯網的低延遲需求。在雲端主機被微軟或亞馬遜等國外資訊大廠掌握的現今，邊緣運算或許是兩岸資訊廠商可以盡力布局的一塊領域。
四、專利-市場玩家的競合
在感知層上，以空氣品質感測器為例，相關專利的申請人包含Bosch、3M及Xtralis等知名微機電大廠，亦包含如研能科技股份有限公司之台灣申請人。這些申請人大多是具有硬體研發以及製造能量的廠商，且感測器的商業模式多以成品或模組半成品出售。因此，感測器的相關專利中也多是以裝置項保護其商品不被仿製或侵害。此外，若以影像辨識技術為例，相關專利的申請人可能包含軟體公司、感光元件製造商或監視解決方案的供應商。此類影像辨識技術的商業模式較多元，可能包含出售軟體、出售感光元件、提供監視解決方案或是專利授權。在影像辨識技術的相關專利中也大多是基於方法項來保護其技術。
物聯網中網路層的技術大多是關於如何傳送資料、如何接收資料、如何解碼、如何編碼之類的標準通訊協定，以讓各家廠商得以在相同標準通訊協定上作業。以5G（New Radio）標準為例，其標準必要專利（Standard Essential Patent，SEP）的申請人大多為高通、內數位專利控股（InterDigital）、韓國的電子通信研究院（ETRI）、Apple、Nokia、三星電子、LG電子、OPPO；台灣申請人則有華碩電腦、宏達電子、宏達國際電子(HTC)、寰發科技(聯發科經營專利授權業務的子公司)以及工業技術研究院。除了內數位專利控股為NPE（Non-Practicing Entity，非實施實體），以及電子通信研究院與工業技術研究院為政府資助的科技研究機構外，其他皆為資通訊領域的大廠。
鑑於網路層中相關通訊標準的制定流程，除非是在資通訊領域佔有一席之地的大廠，否則難以爭取將其專利技術納入標準中。網路層上之相關標準必要專利之權利範圍多是基於方法項。此外，這些標準必要專利的商業模式多是以收取相關產品之權利金為主，因此只需要求其權利範圍可以對應標準，並不需要追求權利範圍的最大化。
在應用層上，端視應用於不同領域而可能發展出完全迥異的成果或系統。例如「空氣品質預警系統」、「文蛤異常產量預警系統」以及「鐵道異物預警系統」等應用可能大相逕庭。因此，在應用層上相關專利的申請人並沒有特定趨勢。然而，溯其根源，應用層上的系統大多是整理歸納自感知層收集的資訊，產生相關指示，再透過網路層傳送至物聯網上的其他裝置。
在某些情況中，應用層上的系統亦可能涉及人工智慧或大數據等領域。因此，在應用層上的專利大多可能以電腦軟體的形式揭露，並以方法項保護其技術。
目前在車聯網領域中的主要專利申請者[9]，在北美市場，以福特全球技術公司、Toyota汽車、以及LG電子排名領先。在中國市場方面，則以福特全球技術公司、華為技術有限公司、以及豐田自動車株式會社領跑群雄。
在申請物聯網及車聯網之相關發明專利時，應注意發明是否符合發明之定義。以「鐵道異物預警系統」為例，如果發明中包含「根據某種性質之影像特徵而明顯提升異物辨識之真陽率(true positive rate)」、「根據某種影像最佳化方法而明顯減少異物辨識之假陽率(false positive rate)」或「根據異物辨識之某一結果而控制鐵道號誌」等技術特徵，應可被判定為「符合發明定義」。再者，亦需注意發明是否因為某些技術特徵而相較於先前技術具有「改善（improvement）」，若有，則建議將相應技術特徵及其改善敘明於說明書中，以強化該發明之適格性。
[2] 5G 賦予汽車感知能力，開啟車聯網商業模式新局 https://digi.ey.gov.tw/Page/1538F8CF7474AB4E/7608f42d-6207-4aa4-a778-e450a784a6cd
[4] 民生公共物聯網 https://ci.taiwan.gov.tw/about
[5] 漪七 — 粉蟯漁民曆-文蛤異常產量預警與行情分析系統 https://ci.taiwan.gov.tw/creativity/#nomination
[7] 從電信及ICT產業看鐵道智慧化 https://www.rb.gov.tw/public/upimgs/E03/1927_PPT-1-1cht.pdf