基于專利地圖的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展態(tài)勢研究

諶　凱，林志堅，應(yīng)向偉，仇秋飛，吳巧玲，趙云飛，吳葉青

(浙江省科技信息研究院，杭州　310006)

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基于專利地圖的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展態(tài)勢研究

諶凱，林志堅，應(yīng)向偉，仇秋飛，吳巧玲，趙云飛，吳葉青

(浙江省科技信息研究院，杭州310006)

摘要：農(nóng)業(yè)機器人是農(nóng)機產(chǎn)業(yè)的重要潛在發(fā)展方向，可提升農(nóng)機企業(yè)核心競爭力、驅(qū)動科技創(chuàng)新及促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升。為此，針對農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)繪制專利地圖，從發(fā)展趨勢、重點技術(shù)領(lǐng)域、地域分布、競爭機構(gòu)及高引專利等方面開展態(tài)勢研究，以為相關(guān)政府部門、企業(yè)和高校院所進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)和技術(shù)提供情報支撐。研究結(jié)果表明：農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)真正的發(fā)展階段出現(xiàn)在1993年以后，總體呈現(xiàn)出快速增長，而且這一趨勢延續(xù)至今。機械手的末端執(zhí)行器、自動導(dǎo)航及目標(biāo)探測與定位是該領(lǐng)域的重點研發(fā)技術(shù)，而收獲機器人、田間作業(yè)機器人、植保機器人是該領(lǐng)域的重點研發(fā)種類。我國近年來對于農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的研發(fā)熱情高漲，申請有大量相關(guān)專利，但專利質(zhì)量相對美國和日本較低，核心專利缺失，技術(shù)水平還有待進一步提高。此外，還從政府、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)3個層面提出了我國進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的對策建議。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機器人；專利地圖；競爭情報

0引言

農(nóng)業(yè)機器人以完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)為目的，隸屬于特種機器人范疇，是一種兼有四肢行動、信息感知能力及可重復(fù)編程功能的柔性自動化或半自動化智能化農(nóng)業(yè)裝備，集傳感技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、通訊技術(shù)及精密機械技術(shù)等多種前沿科學(xué)技術(shù)于一身。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的日趨工業(yè)化、規(guī)?；途珳?zhǔn)化，農(nóng)業(yè)機器人已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的科研重點之一，其在育苗、移苗、嫁接和農(nóng)產(chǎn)品收獲等方面均得到了初步應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機器人在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、解決勞動力不足，以及實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的規(guī)?；⒍鄻踊途珳?zhǔn)化等方面顯示出了極大的優(yōu)越性[1-10]。隨著研究的深入和市場需求的不斷增加，農(nóng)業(yè)機器人及農(nóng)業(yè)智能裝備將成為提升相關(guān)企業(yè)核心競爭力、驅(qū)動科技創(chuàng)新和促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升的重要發(fā)展方向。

為此，本文基于專利地圖，開展農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展態(tài)勢研究，得出發(fā)展趨勢、重點技術(shù)領(lǐng)域、地域分布、競爭機構(gòu)及高引專利等方面的競爭情報，為相關(guān)政府部門、企業(yè)和高校院所進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)和技術(shù)提供情報支撐。

本研究使用了德溫特專利和國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利數(shù)據(jù)庫，結(jié)合關(guān)鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進行專利檢索和數(shù)據(jù)采集，共得到與農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)的德溫特專利1 779項專利族，3 777件專利；中國專利715件，其中中國申請人申請的中國專利為656件(檢索時間范圍為1962年至2015年5月)。專利分析工具上，綜合應(yīng)用了Thomson公司的TDA、Thomson Innovation以及國家知識產(chǎn)權(quán)局出版社專利分析軟件等工具。對農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)模、發(fā)展趨勢、技術(shù)領(lǐng)域、地域分布和競爭機構(gòu)等方面繪制了專利地圖。

1發(fā)展趨勢

從農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)年度專利走勢來看(見圖1)，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展大致可分為3個階段：第1階段為技術(shù)孕育階段(1975-1992年)。最早的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)專利申請出現(xiàn)在1975年，一直到1992年，每年專利申請量都不足20項，說明農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)處于孕育階段。第2階段為起步發(fā)展階段(1993-2002年)。在20年的時間里，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)每年的專利申請量保持在10~55項左右。第3階段為高速發(fā)展階段(2003年至今)。2003年開始，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)每年的專利申請量出現(xiàn)高速增長，從2003年的38項增長到2012年的220項。

由于專利申請中存在的18個月公開期，使得大量專利還處于未公開狀態(tài)，因此2013年和2014年的數(shù)據(jù)在這里不做分析。

縱觀農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)專利申請數(shù)量，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)真正的發(fā)展階段出現(xiàn)在1993年以后，總體呈現(xiàn)出快速增長，而且這一趨勢延續(xù)至今，說明國際上技術(shù)研發(fā)熱情很高，短期發(fā)展前景毋庸置疑。

圖1　年度專利走勢圖

2重點技術(shù)領(lǐng)域

2.1　重點研發(fā)技術(shù)

DII手工代碼和國際專利分類號(IPC)包含了專利的技術(shù)信息，通過對農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)專利進行基于DII手工代碼和IPC的統(tǒng)計分析，可以了解農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的研發(fā)重點。

表1和表2分別列出了農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的TOP20的手工代碼和IPC代碼，從中均可看出機械手(包括機械手的末端執(zhí)行器)及其控制、自動導(dǎo)航及目標(biāo)探測與定位是該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)重點，同時也是關(guān)鍵技術(shù)。

表1　農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)專利申請的TOP 20手工代碼

續(xù)表1

表2　農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)專利申請的TOP 20 IPC代碼

對主要技術(shù)領(lǐng)域進行年度走勢分析，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域各項關(guān)鍵技術(shù)的年度發(fā)展情況。如圖2所示，農(nóng)業(yè)機器人的自動導(dǎo)航技術(shù)于1981年開始有第1份相關(guān)申請(由加拿大DIFFRACTO公司申請)，而專利申請量從1998年開始快速增長，并于2010年達到小高峰。而農(nóng)業(yè)機器人的末端執(zhí)行器技術(shù)于1982年開始有第1份相關(guān)申請(由匈牙利MEZOGAZDASAGI ELELM公司申請，關(guān)于水果采摘機器人的末端執(zhí)行器)，申請量于1994年達到一個小高峰，達到17項(其中10項由日本久保田申請，5項由日本洋馬申請);隨后專利量出現(xiàn)起伏，于2011年開始再次快速增長，2012年申請量達27項，2013年申請量(不完全數(shù)據(jù))達37項，在2011年絕大多數(shù)相關(guān)專利由中國高校申請。農(nóng)業(yè)機器人的目標(biāo)探測與定位技術(shù)于1980年開始有第1份相關(guān)申請(由法國ENSERB ECOLE NAT公司申請)，而直到2002年，每年的專利申請量不足10項;從2003年開始，專利申請量出現(xiàn)快速增長，從2003年的13項增長到2012年的53項。

圖2　關(guān)鍵技術(shù)專利族年度分布

2.2　重點研發(fā)種類

如表3所示：農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)專利申請中，最熱門的依次為收獲機器人(包括收獲、采摘和割草)、田間作業(yè)機器人、植保機器人、分級分選機器人和噴灌機器人，所占比例分別為40.7%、27.0%、12.1%、4.6%和3.5%。

表3　各類農(nóng)業(yè)機器人專利族分布

圖3展示了各類農(nóng)業(yè)機器人上各種關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)情況。從圖3中可以看出：目標(biāo)探測與定位、末端執(zhí)行器和自動導(dǎo)航這3種關(guān)鍵技術(shù)在收獲機器人上的研發(fā)最為熱門，其次是田間作業(yè)機器人；而對于植保機器人，3種關(guān)鍵技術(shù)中，目標(biāo)探測與定位技術(shù)的研發(fā)最為熱門，對于分級分選機器人，則是末端執(zhí)行器的研發(fā)最為熱門。

圖3　各類農(nóng)業(yè)機器人中關(guān)鍵技術(shù)的專利族分布

3專利區(qū)域分布

依據(jù)農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)1 779項德溫特專利族分布來看，全球農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)專利主要來源國為中國、日本、美國、韓國和德國等。本節(jié)主要從全球?qū)＠植?、主要國家專利申請量年度分布、主要國家關(guān)鍵技術(shù)布局、主要國家全球?qū)＠季值冉嵌葘θ蜣r(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的區(qū)域競爭格局進行分析和研究。

3.1　國際技術(shù)研發(fā)格局

所謂專利優(yōu)先權(quán)是指申請人在一個國家第1次提出申請后，可以在專利法規(guī)定的期限內(nèi)就同一主題向其他國家申請保護，這一申請在某些方面被視為是在第1次申請的申請日提出的。通常而言，發(fā)明人會在本國就其發(fā)明創(chuàng)造第1次提出專利申請，所以優(yōu)先權(quán)專利申請的地域分布可以反映國家的技術(shù)實力。

如圖4所示，從農(nóng)業(yè)機器人1 779項優(yōu)先權(quán)專利的區(qū)域分布看，中國的專利申請量為656項，處于絕對的領(lǐng)先地位，占據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)所有優(yōu)先權(quán)專利的37%；日本排名第2，占據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)所有優(yōu)先權(quán)專利的18%，排名3~5位的分別是美國、韓國和德國；排名前5位的國家占了所有優(yōu)先權(quán)專利的76%。

圖5是TOP5優(yōu)先權(quán)國的專利申請隨年代的分布圖。從圖5中可以看出：日本起步相對較晚，直到1982年才出現(xiàn)第1份相關(guān)專利申請；但是，在該領(lǐng)域發(fā)展較快，申請量在1994 -1996年達到一個小高峰，專利申請量分別為39、45和29項。1996年后，雖然專利申請量出現(xiàn)回落，但是每年也保持5~20項的專利申請。美國在該領(lǐng)域則是起步最早，于1975年出現(xiàn)第1份專利申請，相關(guān)專利申請量從1999年開始出現(xiàn)快速增長，每年保持10~25項的專利申請。我國起步較晚，直到1990年才有第1份相關(guān)專利申請；但從2005年開始，在該領(lǐng)域的專利申請量開始出現(xiàn)高速增長，從2005年的8項猛增至2012年的151項和2013年的151項(2013年的數(shù)據(jù)由于專利公開時間的原因還不是完全數(shù)據(jù))，遠遠超出同時期其他國家關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人的專利申請，預(yù)計短期內(nèi)還會繼續(xù)增長，這說明我國近年來對于農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的研發(fā)熱情高漲，正在積極進行技術(shù)研發(fā)和儲備，為產(chǎn)業(yè)化作準(zhǔn)備。

圖4　優(yōu)先權(quán)專利國際區(qū)域分布

圖5　TOP 5優(yōu)先權(quán)國專利族年度分布

由圖6 TOP5優(yōu)先權(quán)國技術(shù)領(lǐng)域布局圖看，中國在農(nóng)業(yè)機器人的目標(biāo)探測與定位和末端執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量處于絕對的領(lǐng)先地位；日本緊隨其后，在末端執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域具有較多專利申請；美國雖然專利申請量不多，但是在農(nóng)業(yè)機器人的自動導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢。

圖6　TOP5優(yōu)先權(quán)國技術(shù)領(lǐng)域布局圖

如圖7所示：TOP5優(yōu)先權(quán)國對不同農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)投入也略有不同。中國、美國、韓國和德國均最為關(guān)注收獲機器人，其次為田間作業(yè)機器人、植保機器人等；日本則是最為關(guān)注田間作業(yè)機器人，其次是收獲機器人、植保機器人等。

圖7　TOP5優(yōu)先權(quán)國農(nóng)業(yè)機器人的布局圖

3.2　主要專利國家全球?qū)＠季?/h2>

日本和美國作為農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)的強國，對世界市場的爭奪也非常激烈，因此除了對本國進行專利保護外，為了在國外生產(chǎn)、銷售農(nóng)業(yè)機器人，必須在國外地區(qū)申請相關(guān)專利以求獲得知識產(chǎn)權(quán)保護，同時該國同族專利的申請也可以反映出其市場戰(zhàn)略。

由圖8中可以了解到，日本除在本國申請外，同時重點在美國、歐洲、德國和中國等國家和地區(qū)進行布局，表明日本更為重視這些國家和地區(qū)的市場；美國雖然專利申請量少于日本，但是在本國外的布局力度強于日本，美國在歐洲、澳大利亞、德國、中國和日本部署有大量專利，這也說明美國雖然相關(guān)專利申請量不大，但是在農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域具有很強的技術(shù)實力。

圖8　主要專利國家全球?qū)＠季?/p>

我國作為農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域?qū)＠暾埩颗琶谝坏拇髧?，主要針對本國市場，只在國外零星地申請了幾件專利，如在美國申請?件專利，在歐洲申請了2件專利，在德國申請了1件專利，另外申請了7項PCT專利。這說明國內(nèi)創(chuàng)新主體的專利保護意識還不夠強，而且值得向國外申請專利的真正有價值的技術(shù)少之又少，側(cè)面印證了我國在農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域核心技術(shù)的缺失。

3.3　主要國家專利質(zhì)量分析

表4綜合反映了TOP5優(yōu)先權(quán)國家的專利質(zhì)量。中國雖然優(yōu)先權(quán)專利數(shù)量遠多于日本和美國，但無論是總被引次數(shù)、平均被引次數(shù)、專利被引率還是PCT專利數(shù)量及美國專利數(shù)量等，都遠低于美國。這說明我國雖然相關(guān)專利數(shù)量多，但是專利質(zhì)量較低，研發(fā)水平還有待進一步提高。相比之下，美國則是專利質(zhì)量最高的國家。

表4　主要國家專利指標(biāo)

3.4　國內(nèi)技術(shù)分布格局

如圖9所示：中國專利申請的國外申請人主要來自美國、WO、日本、歐洲等， 這與這些國家和地區(qū)的農(nóng)

業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)能力相吻合?？梢?，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)傳統(tǒng)強國在搶占中國這一新興市場時，均非常重視借助專利布局提高競爭力，實現(xiàn)市場和技術(shù)的雙重壟斷。

圖9　中國專利中國外申請人的主要來源國

如圖10所示：在國內(nèi)，農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)方面，江蘇、浙江、山東、北京和陜西等排在前列。江蘇研發(fā)主力是江蘇大學(xué)和江南大學(xué)等；浙江研發(fā)主力是浙江理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)和浙江大學(xué)等。

圖10　中國專利中國內(nèi)申請人的地域分布

如圖11所示：江蘇在目標(biāo)探測與定位技術(shù)領(lǐng)域和末端執(zhí)行器存在較大優(yōu)勢，浙江則是在自動導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。

如圖12所示：國內(nèi)農(nóng)業(yè)機器人種類方面，江蘇比較關(guān)注收獲機器人和分級分選機器人的研發(fā)；浙江更為關(guān)注田間作業(yè)機器人的研發(fā)；山東則更為關(guān)注植保機器人的研發(fā)。

圖11　主要省市技術(shù)領(lǐng)域布局圖

圖12　主要省市農(nóng)業(yè)機器人種類布局圖

4專利競爭機構(gòu)

本節(jié)主要從國際和國內(nèi)角度研究農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域的競爭機構(gòu)，包括國內(nèi)外競爭機構(gòu)排名、機構(gòu)活躍度、創(chuàng)新能力研究、主要競爭機構(gòu)技術(shù)特長，以及主要機構(gòu)的合作情況等。

4.1　國際申請人排名

如圖13所示：在全球?qū)＠暾埮琶?0位的申請人中，日本企業(yè)占了5席，分別是日本井關(guān)農(nóng)機、久保田、洋馬、三菱和生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究推進機構(gòu)；其他國家的企業(yè)有美國的迪爾和凱斯紐荷蘭、瑞典的胡斯華納、德國的博世及以色列的F ROBOTICS。各企業(yè)申請量的排名在一定程度上反映了企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，但是也和企業(yè)專利布局和重視程度等因素密切相關(guān)。

如圖14所示：選取農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)相關(guān)專利數(shù)量排名前5位的日本井關(guān)農(nóng)機、中國江蘇大學(xué)、瑞典胡斯華納、日本久保田和美國迪爾分析其技術(shù)特長。結(jié)果顯示：日本久保田在末端執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域具有優(yōu)勢；日本井關(guān)農(nóng)機在目標(biāo)探測與定位技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢；瑞典胡斯華納和美國迪爾則是在自動導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。

圖13　主要專利申請人國際排名

圖14　全球重點企業(yè)技術(shù)特長

如圖15所示：在農(nóng)業(yè)機器人種類方面，瑞典胡斯華納在收獲機器人方面占據(jù)優(yōu)勢，該公司側(cè)重研發(fā)收獲機器人中的割草機器人；日本井關(guān)農(nóng)機在田間作業(yè)機器人方面占據(jù)較大優(yōu)勢；日本久保田在分級分選機器人方面占據(jù)一定優(yōu)勢；美國迪爾則是在噴灌機器人方面占據(jù)優(yōu)勢。

在全球?qū)＠暾埮琶?0位的申請人中，我國申請人最多，占據(jù)了10席，按申請量多少排序分別為江蘇大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、江南大學(xué)、浙江理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心。這說明我國在農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域具備一定的研究實力。但同時我們也能發(fā)現(xiàn)，在這些申請人中，沒有中國企業(yè)的身影，說明在農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域我國仍然處于技術(shù)研發(fā)和積累階段，是國內(nèi)申請人目前研究的熱點所在，技術(shù)水平還有待突破，未來存在很大的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間。國內(nèi)企業(yè)可以積極尋求與高等院校的技術(shù)合作，依托后者的研發(fā)實力加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程。

圖15　全球重點企業(yè)農(nóng)業(yè)機器人種類布局

4.2　國內(nèi)申請人排名

如圖16所示：在所有715件中國專利中，中國申請人申請的專利是656件，占比91.7%，國外申請人申請的專利是59件，占比8.3%。在中國專利申請排名前20位的申請人中，國外申請人有瑞典胡斯華納公司(第10位)、德國博世公司(第12位)和美國迪爾公司(第20位)，說明這3家公司更為重視中國的市場，需要在中國生產(chǎn)或銷售相關(guān)產(chǎn)品時對相關(guān)技術(shù)予以保護。除這3家公司外，其余17家均為國內(nèi)申請人。在這17家國內(nèi)申請人中，企業(yè)只有重慶友武科技有限公司，該公司申請的專利主題有采摘機械臂、采摘夾持器、采摘機器人底盤和采摘機器人視覺處理系統(tǒng)等，可以看出研發(fā)重點為收獲機器人中的采摘機器人，其余16家均為高校院所。

對TOP5的國內(nèi)申請人進行技術(shù)布局分析，如圖17所示。由此可以發(fā)現(xiàn)：江南大學(xué)在末端執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢，主要研發(fā)分級分選機器人的末端執(zhí)行器；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和西北農(nóng)林科技大學(xué)則是在目標(biāo)探測與定位和自動導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢。

圖16　中國專利主要申請人排名

圖17　中國專利主要申請人關(guān)鍵技術(shù)布局

從圖18可以看出：江蘇大學(xué)在收獲機器人的研發(fā)上具有一定優(yōu)勢；浙江理工大學(xué)則是在田間作業(yè)機器人的研發(fā)上具有一定優(yōu)勢；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在植保機器人的研發(fā)上具有一定優(yōu)勢；江南大學(xué)在分級分選機器人的研發(fā)上具有優(yōu)勢。

4.3　機構(gòu)活躍度

在機構(gòu)活躍度分析中，將擁有專利族量20項以上的機構(gòu)定義為大型機構(gòu)，將擁有專利族量6~20項的機構(gòu)定義為中型機構(gòu)，將擁有專利族量為1~5項的企業(yè)定義為小型機構(gòu)。

在圖19中，每塊扇形用不同顏色加以區(qū)分，代表每一類機構(gòu)申請專利族數(shù)量之和。由圖19中可以看出：在國內(nèi)外，大型機構(gòu)專利族總和占到農(nóng)業(yè)機器人專利族總量的19%；中型機構(gòu)專利族總和占到專利族總量的11%；而小型機構(gòu)專利族總量占70%。這表明，該領(lǐng)域的技術(shù)競爭非常激烈，仍處于發(fā)展期，沒有出現(xiàn)技術(shù)壟斷的巨頭公司。

圖18　中國專利主要申請人農(nóng)業(yè)機器人種類布局

圖19　基于機構(gòu)活躍度的專利族數(shù)量分布圖

5技術(shù)引證

通過技術(shù)引證分析，可以發(fā)現(xiàn)專利被其他申請人的引用情況，也可以從中尋求許可機會，追蹤技術(shù)發(fā)展及識別專利權(quán)人的專利保護策略。

從表5可以看出：絕大多數(shù)高引專利還是來自美國企業(yè)，如美國凱斯紐荷蘭、天寶導(dǎo)航、迪爾和Vision Robotics等，日本則有本田公司，說明這些公司的專利有著很強的基礎(chǔ)性，專利受到關(guān)注更多，研究能力很高。

表5　農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域高引專利列表

6結(jié)論

從以上分析結(jié)果可以看出：農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)正處于發(fā)展期，目前國際上技術(shù)研發(fā)熱情很高，短期發(fā)展前景毋庸置疑。機械手的末端執(zhí)行器、自動導(dǎo)航及目標(biāo)探測與定位是該領(lǐng)域的重點研發(fā)技術(shù)，而收獲機器人、田間作業(yè)機器人、植保機器人是該領(lǐng)域的重點研發(fā)種類。該領(lǐng)域絕大多數(shù)高引專利來自美國企業(yè)，如美國凱斯紐荷蘭、天寶導(dǎo)航、迪爾和Vision Robotics等，日本則有本田公司，說明這些公司的專利有著很強的基礎(chǔ)性，專利受到關(guān)注更多，研究能力很高。

我國雖起步較晚，但近年來在該領(lǐng)域的專利申請量出現(xiàn)高速增長，遠遠超出同時期其他國家關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人的專利申請。這說明我國近年來對于農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的研發(fā)熱情高漲，正在積極進行技術(shù)研發(fā)和儲備，為產(chǎn)業(yè)化作準(zhǔn)備。

但是，也應(yīng)該看到，中國雖然該領(lǐng)域優(yōu)先權(quán)專利數(shù)量遠多于日本和美國，但無論是總被引次數(shù)、平均被引次數(shù)、專利被引率還是PCT專利數(shù)量及美國專利數(shù)量等，都遠低于美國，說明我國雖然相關(guān)專利數(shù)量多，但是專利質(zhì)量較低，研發(fā)水平還有待進一步提高。

我國要想進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)，需要從以下3個層次進行推進：

1)政府。大力實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，提高知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造、運用、管理和保護能力，嚴(yán)厲打擊侵權(quán)行為，在社會層面上為農(nóng)業(yè)機器人專利的創(chuàng)造和運用提供有力的環(huán)境和制度保證；完善產(chǎn)學(xué)研合作機制，有效整合企業(yè)與研究機構(gòu)的力量，以市場化和實際運用為導(dǎo)向；引導(dǎo)共性科研平臺對農(nóng)業(yè)機器人的投入，設(shè)立平臺專項運行經(jīng)費，重點加強的末端執(zhí)行器、自動導(dǎo)航及目標(biāo)探測與定位等技術(shù)的研究開發(fā)；可在江蘇、浙江、山東等相關(guān)專利較多的省份，利用當(dāng)?shù)氐目蒲谐晒麅?yōu)勢，構(gòu)建農(nóng)業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，實現(xiàn)資源集約利用，提高整體效益。

2)企業(yè)。對于農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域，重點研發(fā)目標(biāo)探測與定位技術(shù)、末端執(zhí)行器和自動導(dǎo)航技術(shù)，突破路徑規(guī)劃、枝葉遮擋/果實重疊/逆光/擾動等條件下的視覺檢測、夜間圖像降噪、末端執(zhí)行器的通用型等技術(shù)難點；重點關(guān)注日本井關(guān)農(nóng)機、久保田、洋馬、三菱、美國迪爾、凱斯紐荷蘭、瑞典胡斯華納、德國博世、以色列F ROBOTICS等機構(gòu)的相關(guān)專利申請；加強與江蘇大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、江南大學(xué)、浙江理工大學(xué)等高校的產(chǎn)學(xué)研合作；在下一步的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的過程中，可以在國外企業(yè)的重要專利(如表6所列出的高引專利)的基礎(chǔ)上進行研發(fā)。

3)產(chǎn)業(yè)園區(qū)。著重引進旨在研發(fā)農(nóng)業(yè)機器人的企業(yè)，并給予傾斜性稅率補償；著重引進生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機器人配套零部件的企業(yè)；引導(dǎo)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)建立農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)中心。

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Abstract ID:1003-188X(2016)09-0001-EA

Studies on the Development Status of Agricultural Robot Related Technologies Based on Patent Map

Shen Kai, Lin Zhijian, Ying Xiangwei, Qiu Qiufei, Wu Qiaoling, Zhao Yunfei, Wu Yeqing

(Institute of Scientific and Technical Information of Zhejiang Province, Hangzhou 310006, China)

Abstract：Agricultural robot is an important potential development direction for agricultural machinery industry, which can improve the core competitiveness of relevant companies, drive technological innovations and promote the increase of agricultural production efficiency. In this article, based on the patent map of agricultural robot related technologies, the development status is investigated from five aspects, including development trend, key technology fields, regional distribution, rival agencies and highly cited patents, to provide intelligence support for further development of agricultural robot industry and technologies by related government, companies, universities and research institutes. Research results indicate that agricultural robot related technologies began a rapid development around 1995 and up to now. End effector of manipulator, automatic guidance and target detection & location are key technologies of R&D. Harvesting robot, field operation robot and crop protection robot are key species of R&D. China has great R&D enthusiasm towards agricultural robot related technologies in recent years, and has applied a large number of patents. However, compared to USA and Japan, the patent quality of China is a bit lower and China lacks core patents. Thus, the technological level of China in agricultural robot field needs further improvement.Moreover, countermeasures and suggestions are presented for the development of agricultural robot in China from three levels, including government, companies and industrial parks.

Key words：agricultural robot; patent map; competitive intelligence

中圖分類號：S24

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-188X(2016)09-0001-09

作者簡介：諶凱(1984-)，男，武漢人，助理研究員，博士，(E-mail)shenkai@zjinfo.gov.cn。通訊作者：應(yīng)向偉(1961-)，男，浙江永康人，高級記者，(E-mail)yxw@zjinfo.gov.cn。

基金項目：浙江省創(chuàng)新團隊建設(shè)與人才培養(yǎng)項目(2013F20009)

收稿日期：2015-08-26