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    市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程特點(diǎn)及其對我國科技成果轉(zhuǎn)化的啟示
    ——對水下捕撈機(jī)器人創(chuàng)新過程的扎根研究

    2021-11-13 05:02:52王永杰劉海波張亞峰
    科技管理研究 2021年19期
    關(guān)鍵詞:市場導(dǎo)向科研人員科技成果

    王永杰,劉海波,張亞峰

    (1.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院,北京 100190;2.中國科學(xué)院大學(xué)公共政策與管理學(xué)院,北京 100049)

    科技成果轉(zhuǎn)化是一個(gè)世界性的難題,科技和經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題始終困擾著我國科技成果產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。為了大力推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化,我國于2015修訂了《中華人民共和國促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化法》,隨后制定了一系列的相關(guān)政策和法律。隨著這些法律和政策的頒布實(shí)施,我國科技成果轉(zhuǎn)化的政策和法律環(huán)境大大優(yōu)化。在這種情況下,政策和法律方面的因素已經(jīng)不是阻礙我國科技成果轉(zhuǎn)化的主要因素。在政策環(huán)境不斷優(yōu)化、法律制度大力改革的情況下,如何進(jìn)一步破解我國的科技成果轉(zhuǎn)化難題呢?本文認(rèn)為,對科技成果轉(zhuǎn)化微觀過程的研究,尤其是對大學(xué)和科研院所中科研人員創(chuàng)新過程的研究,將會(huì)有助于深入研究和分析我國科技成果轉(zhuǎn)化難題的深層次原因。

    以市場為導(dǎo)向、鼓勵(lì)和引導(dǎo)科研人員“把論文寫在祖國大地上”是我國科技政策改革的重要方向。同時(shí),滿足市場的需求,是對科技成果的必然要求,也是以市場為導(dǎo)向的具體含義。但是,以市場為導(dǎo)向的技術(shù)開發(fā)和科研導(dǎo)向的科研活動(dòng)這兩者之間在追求目標(biāo)、價(jià)值取向等方面均存在著巨大的差異[1]。在這兩種矛盾價(jià)值取向中,科研人員的研究與開發(fā)過程具體是怎樣的,有著怎樣的特點(diǎn),將會(huì)是研究和解決大學(xué)和科研院所科技成果轉(zhuǎn)化難題的一個(gè)重要、獨(dú)特的角度。

    為了研究和分析我國市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程,本研究在回顧相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,針對“水下捕撈機(jī)器人”這一市場需求,以國內(nèi)五所高校和科研院所的科研人員從事捕撈海參的水下捕撈機(jī)器人的研究過程為研究對象,通過扎根研究,從中發(fā)掘我國高校、科研院所科研人員以市場為導(dǎo)向的研發(fā)特點(diǎn)和機(jī)制,為我國科技成果轉(zhuǎn)化的政策研究和實(shí)踐提供可資借鑒的研究成果。

    1 文獻(xiàn)回顧

    本文的研究對象是國家設(shè)立的高校、科研院所中的科研人員,研究內(nèi)容主要是科研人員市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新過程及其特點(diǎn)。因此,本研究主要和技術(shù)路線、創(chuàng)新過程、路徑依賴方面的研究密切相關(guān)。

    1.1 技術(shù)路線

    技術(shù)路線,又稱技術(shù)路線圖(Technology Roadmap)。技術(shù)路線一般分為兩種:第一種是公司、項(xiàng)目層次的技術(shù)路線,主要體現(xiàn)出產(chǎn)品、技術(shù)研發(fā)中的技術(shù)組合,反映公司、項(xiàng)目將會(huì)如何響應(yīng)市場需求、技術(shù)趨勢,是一種來源于企業(yè)實(shí)踐的技術(shù)管理和規(guī)劃方法[2];第二種是行業(yè)層次的技術(shù)路線,反映行業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的需求和長期趨勢[3]。

    對于公司、項(xiàng)目層次的技術(shù)路線研究,近年來的研究集中于技術(shù)路線的制定方法、工具、應(yīng)用,涌現(xiàn)了非常豐富的研究成果。對于產(chǎn)業(yè)層次的技術(shù)路線,近年來,國內(nèi)外的研究主要集中某些產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線制定方面,主要集中于如何制定出更好更合理的技術(shù)路線,或者運(yùn)用技術(shù)路線圖來促進(jìn)某些產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展等。例如,Phaal 等[4]提出的技術(shù)路線圖的構(gòu)建方法,以訪談、德爾菲法為基礎(chǔ),結(jié)合定量的方法,制定出技術(shù)路線。

    在市場導(dǎo)向下的研發(fā)中,技術(shù)路線一方面反映了科研人員對市場需求的解析,一方面指明了科研人員后續(xù)的研發(fā)方向,在整個(gè)研發(fā)過程中起著重要作用。在水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線的具體內(nèi)容方面,本研究通過文獻(xiàn)檢索、網(wǎng)絡(luò)檢索、參加專業(yè)展會(huì)、咨詢專業(yè)人士等途徑了解國內(nèi)外水下捕撈機(jī)器人方面的研究。國外方面,雖有西方發(fā)達(dá)國家水下機(jī)器人技術(shù)先進(jìn),擁有多種多樣的水下機(jī)器人,但是因?yàn)轱嬍澄幕确矫娴牟町?,這些國家并無食用海參的飲食文化,因此沒有研發(fā)捕撈海參水下機(jī)器人的需求。國內(nèi)方面,市場上曾經(jīng)有若干公司、個(gè)人設(shè)計(jì)制作水下捕撈機(jī)器人,但因存在效率低、安全性低等問題,目前均已停止生產(chǎn)銷售,未能大規(guī)模替代人工從事海鮮捕撈。在缺少成熟產(chǎn)品的情況下,科研人員缺少可以參考的成熟設(shè)計(jì),需要自行探索適用于我國海域海鮮捕撈的水下機(jī)器人。因此,水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線的制定和研發(fā),是一個(gè)從零到一的研發(fā)過程。這對我國科研人員提出了較高的要求,非常能夠反映出我國科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中的一些問題。

    目前已經(jīng)檢索到一定量的水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線。在我國知網(wǎng),檢索篇名中含有“捕撈”“機(jī)器人”兩個(gè)關(guān)鍵詞的專業(yè)文獻(xiàn),能夠檢索到叢明等人[5]的研究;檢索名稱中含有“捕撈”“機(jī)器人”的專利,檢索時(shí)間為2019 年12 月18 日,能夠檢索到40 余項(xiàng)專利。這些文獻(xiàn)和專利包含水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線。技術(shù)路線的主要內(nèi)容涉及到水下機(jī)器人的移動(dòng)方式、抓取方式、控制方式等方面。這說明我國科研人員已經(jīng)對水下捕撈機(jī)器人進(jìn)行了一定的研究。綜合專利和文獻(xiàn)的文本內(nèi)容,以及國內(nèi)2017—2019 年的“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”中的參賽機(jī)器人,可以總結(jié)出目前我國水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線有以下幾個(gè)重要部分:

    ⑴在水下機(jī)器人整機(jī)設(shè)計(jì)的角度看,有纜遙控機(jī)器人(Remote Operated Vehicle,ROV)是主流設(shè)計(jì)。ROV 具有經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境適應(yīng)性好、靈活性高、作業(yè)效率高、續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[6],目前已經(jīng)成為水下捕撈機(jī)器人領(lǐng)域的主流設(shè)計(jì)。雖然有張五一設(shè)計(jì)的載人潛水器(Human Operated Vehicle,HOV)用于捕撈,但存在體積大、重量大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的問題[7-8],不是水下捕撈機(jī)器人的主流設(shè)計(jì)。沒有查詢到采用自治水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)設(shè)計(jì)的水下捕撈機(jī)器人。

    ⑵在水下機(jī)器人移動(dòng)方式的角度看,螺旋槳推進(jìn)是主流的移動(dòng)方式,同時(shí)也存在仿生魚推進(jìn)、履帶式移動(dòng)方式、螺旋槳與仿生鰭肢混合推進(jìn)移動(dòng)方式。從實(shí)際應(yīng)用的角度來看,螺旋槳雖然有著噪音較大、推進(jìn)效率比仿生魚低等不足[5],但技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)相對簡單、容易控制、運(yùn)動(dòng)范圍廣,目前能夠滿足水下捕撈機(jī)器人的應(yīng)用需要。相比之下,履帶式機(jī)器人難以適應(yīng)海底淤泥多的作業(yè)環(huán)境,同時(shí)難以適應(yīng)礁石多的海洋牧場作業(yè)環(huán)境,而仿生魚推進(jìn)的方式,目前能夠?qū)崿F(xiàn)的推進(jìn)功率較小,難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,且設(shè)計(jì)和控制較為復(fù)雜。預(yù)計(jì)在未來,螺旋槳推進(jìn)將成為水下捕撈機(jī)器人的主流移動(dòng)方式。

    ⑶從機(jī)器人是否攜帶有海鮮存放裝置的角度看,現(xiàn)有的機(jī)器人可以分為分體式設(shè)計(jì)、一體式設(shè)計(jì)。分體式設(shè)計(jì)的水下捕撈機(jī)器人不帶有海鮮存放裝置,每次捕撈到海鮮后,都需要返回到固定的地點(diǎn)存放海鮮。一體式設(shè)計(jì)的水下機(jī)器人可以在捕撈后將海參暫時(shí)存放在自身的存放裝置(一般為筐或者網(wǎng)兜),工作效率較高,未來有望成為該領(lǐng)域的主流設(shè)計(jì)。

    ⑷從機(jī)器人體型和重量的角度看,現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以分為大型水下機(jī)器人和小型水下機(jī)器人。大型水下機(jī)器人(重量在20kg 以上,一些重量達(dá)到140kg)能夠搭載較多的作業(yè)裝置,抗風(fēng)浪能力強(qiáng)。小型機(jī)器人(重量在20kg 以內(nèi))具有制作成本低、運(yùn)輸和布放方便的優(yōu)點(diǎn),但因體積較小,一般都是分體式的設(shè)計(jì)。而且,小型水下機(jī)器人因?yàn)樽陨淼捏w積重量較小,難以使用大功率的螺旋槳推進(jìn)器,因此抗海流的能力較弱,作業(yè)效率普遍較低。

    ⑸從機(jī)器人供電方式的角度看,現(xiàn)有捕撈機(jī)器人的供電方式可以分為電池供電、岸電供電。電池供電的機(jī)器人缺點(diǎn)是續(xù)航時(shí)間較短,優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)難度較小,成本低。岸電供電的水下機(jī)器人可以直接使用船上的發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電,續(xù)航時(shí)間長,且不必像電池供電機(jī)器人樣對電池進(jìn)行長時(shí)間充電,缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)難度較大,成本高。

    ⑹從機(jī)器人抓取工具的角度看,現(xiàn)有水下捕撈機(jī)器人的抓取工具可以分為單功能機(jī)械爪、兩功能機(jī)械爪、多自由度機(jī)械爪、吸取式、柔性機(jī)械臂,各有優(yōu)缺點(diǎn)。水下機(jī)器人的技術(shù)路線還包括通訊、軟件算法等部分。局限于本文的篇幅和研究目標(biāo),不再一一闡述。

    1.2 創(chuàng)新過程

    目前,對于科研人員在市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新過程,這方面的研究很少。原因在于:一是國內(nèi)長期存在的科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題,高校和科研院所的科研和創(chuàng)新活動(dòng)中缺少以市場為導(dǎo)向的傳統(tǒng);二是這方面的研究資料難以收集,同時(shí)涉及到復(fù)雜的技術(shù)知識(shí),甚至某些技項(xiàng)目的核心技術(shù),非常難以獲取,因此難以開展研究。與這一研究主題相近的是創(chuàng)新過程的研究。

    隨著對創(chuàng)新研究的不斷深入,創(chuàng)新過程的概念和內(nèi)涵不斷在發(fā)展、變化。早期對創(chuàng)新過程的研究主要集中于某項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)生、發(fā)展過程。而后隨著對創(chuàng)新研究的深入,創(chuàng)新過程的研究深入到企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)層面[9-10]。目前對創(chuàng)新過程尚無統(tǒng)一的定義,但基本上可以定義為:創(chuàng)新過程包含對新的或改進(jìn)的產(chǎn)品、工藝或服務(wù)機(jī)會(huì)的探索和利用;這種探索和利用要么建立在技術(shù)實(shí)踐進(jìn)步的基礎(chǔ)上,要么建立在市場需求變化的基礎(chǔ)上,要么是兩者的結(jié)合。因此,創(chuàng)新本質(zhì)上是一個(gè)匹配的過程[11]。

    關(guān)于創(chuàng)新過程的研究非常豐富。學(xué)者們從不同的角度,運(yùn)用不同的方法對創(chuàng)新過程進(jìn)行了研究。例如,Rothwell[12]對創(chuàng)新過程的研究進(jìn)行了系統(tǒng)歸納,將20 世紀(jì)50 年代以來的創(chuàng)新過程模型總結(jié)為具有代表性的五代創(chuàng)新模型,分別是:⑴第一代技術(shù)推動(dòng)型模型;⑵第二代線性的市場拉動(dòng)創(chuàng)新過程;⑶第三代技術(shù)與市場的耦合互動(dòng)創(chuàng)新過程模型;⑷第四代集成(并行)模型;⑸第五代系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡(luò)化模型。這些創(chuàng)新過程模型越來越傾向于描述企業(yè)等大型組織和機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新過程。余傳鵬[9]等人基于社會(huì)心理學(xué)的理性行為理論,借鑒兩棲模型,構(gòu)建一個(gè)整合模型,通過問卷調(diào)查,分析技術(shù)接受模型的兩個(gè)維度——感知有用性和感知易用性——對中小企業(yè)管理創(chuàng)新的影響。

    高校和科研院所科研人員在市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新,可以視為是一個(gè)更大的研究范疇——學(xué)者創(chuàng)業(yè)的一部分。目前,對于學(xué)者創(chuàng)業(yè)的研究處于剛起步的階段,研究成果主要集中在學(xué)術(shù)組織、學(xué)者、環(huán)境3個(gè)方面。而且,當(dāng)前關(guān)于學(xué)者創(chuàng)業(yè)的研究,在實(shí)證方面還缺乏一個(gè)比較綜合的模型以及數(shù)據(jù)資料,國內(nèi)學(xué)術(shù)研究的相關(guān)主題和研究程度還比較有限[13]。具體到過程方面,目前有少量關(guān)于學(xué)術(shù)創(chuàng)業(yè)過程方面的研究,例如段琪等人[14]基于扎根理論的高校學(xué)術(shù)創(chuàng)業(yè)過程研究。但是這些研究未能深入到科研人員創(chuàng)新過程中技術(shù)路線的決策過程,未能從更加微觀的層次反映科研人員創(chuàng)新過程的特點(diǎn)。不僅如此,研究案例選用的是已經(jīng)創(chuàng)業(yè)成功的案例,存在“幸存者偏差”的問題。

    1.3 路徑依賴

    Denzau 等[15]第一個(gè)提出制度的“路徑依賴”理論。該理論被用以解釋某些國家、地區(qū)發(fā)展的“路徑依賴”現(xiàn)象,闡釋了制度經(jīng)濟(jì)的演進(jìn)規(guī)律。David[16]將路徑依賴?yán)碚搼?yīng)用于技術(shù)創(chuàng)新研究,認(rèn)為在技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展過程中,首先得到推廣應(yīng)用的某種技術(shù)會(huì)獲得良好的先發(fā)優(yōu)勢,同時(shí)提高了轉(zhuǎn)換為另外一種技術(shù)的成本,從而形成對首先應(yīng)用技術(shù)的路徑依賴。目前,路徑依賴?yán)碚摫粡V泛地運(yùn)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)研究領(lǐng)域[17],從相對宏觀的層次擴(kuò)展到了消費(fèi)者、企業(yè)等相對微觀的層次,并用來闡釋產(chǎn)業(yè)發(fā)展、區(qū)域發(fā)展等經(jīng)濟(jì)問題和現(xiàn)象[18-20]。

    和路徑依賴?yán)碚撽P(guān)系密切是“技術(shù)范式”“技術(shù)軌道”這兩個(gè)概念。1977 年,Nelson 等[21]研究提出產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的某些特征,提出產(chǎn)業(yè)技術(shù)必然朝著某條軌道發(fā)展,即“自然軌道”。受Kuhn 在其經(jīng)典著作《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》(The Structure of Scientific Revolutions)所提出的“科學(xué)范式”的啟迪,1982 年,Dosi[22]首先提出了“技術(shù)范式”的概念,用以闡述技術(shù)發(fā)展變革中的發(fā)展方向和主要?jiǎng)恿?,并隨后發(fā)展成為“技術(shù)軌道”的概念?!凹夹g(shù)軌道”這一概念在產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革、市場發(fā)展這些領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。而對于科研人員創(chuàng)新這一微觀層次中是否存在路徑依賴,目前的研究還很缺乏。

    1.4 文獻(xiàn)述評

    總的來看,在技術(shù)路線的研究方面,對于如何制定更好的技術(shù)路線這方面的研究不斷涌現(xiàn),已經(jīng)非常豐富。在水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線方面,雖然有了一定的研究,但是目前尚無成熟的產(chǎn)品出現(xiàn),因此現(xiàn)有技術(shù)路線的有效性有待實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證。

    在創(chuàng)新過程方面,現(xiàn)有的研究多集中在產(chǎn)品、技術(shù)、行業(yè)和公司的層面,尚未深入到科研人員的個(gè)體層次。尤其是,企業(yè)和高校、科研院所的體制機(jī)制存在很大不同,高校、科研院所的科研人員的創(chuàng)新過程方面必然和企業(yè)有著很大的不同。另外,對于科研人員創(chuàng)新過程中是否會(huì)出現(xiàn)路徑依賴等問題,目前還猶如“黑洞”一樣未知,有待深入研究。

    因此,本文通過研究水下捕撈機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)案例,總結(jié)、分析市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程,以及所存在的需求與技術(shù)解析、路徑依賴等問題,為我國科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化提供可資借鑒的研究。

    2 研究設(shè)計(jì)

    2.1 研究方法

    本文采用扎根理論的研究方法。這主要是出于以下幾個(gè)方面的考慮:⑴市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程屬于新的研究問題,而扎根理論在新的研究問題方面比較適用;⑵市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,而扎根理論對動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的捕捉和分析能夠?yàn)楸狙芯刻峁┲笇?dǎo)[14]。借助扎根理論在理論建構(gòu)方面的優(yōu)勢,本文構(gòu)建一個(gè)科研人員以市場為制定技術(shù)路線的理論框架。

    2.2 案例選擇

    按照上述遴選原則,本文選擇從事水下捕撈機(jī)器人研發(fā)的5 所高校和科研院所的科研人員/團(tuán)隊(duì)作為研究對象。這是因?yàn)椋孩沤?jīng)過調(diào)研,本文發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)外均無成熟的水下捕撈機(jī)器人。雖然國內(nèi)有一些海參捕撈機(jī)器人的論文、專利,曾經(jīng)有極少量的產(chǎn)品銷售,但因效率低、售價(jià)高,不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,因此未能大規(guī)模推廣應(yīng)用;⑵基金委資助了3 個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目,用于研發(fā)水下捕撈機(jī)器人,并主導(dǎo)了“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”。這為研究提供了很好的研究資料。2015 年,為了滿足近海、淺海水下底播散養(yǎng)生物(海參、鮑魚、扇貝、海膽)機(jī)器捕撈的需求,基金委圍繞著機(jī)器人捕撈方向,將“水下移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知與目標(biāo)抓取”列入基金委信息科學(xué)部2016 年優(yōu)先資助重點(diǎn)領(lǐng)域。2017 至2019 年,基金委聯(lián)合大連理工大學(xué)等單位,在遼寧省大連市舉辦了3 屆“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”(以下簡稱大賽),吸引了國內(nèi)眾多高校和科研院所參加比賽[23-24]。3 個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目和連續(xù)3 年的比賽為本文的研究提供了豐富的研究資料。

    本文選取了其中的5支參賽隊(duì)伍作為研究對象。這5 支隊(duì)伍分屬5 所不同的高校、科研院所,且至少參加過兩屆比賽,具有較長的時(shí)間跨度,資料較為豐富。具體情況見表1。

    表1 案例基本情況

    2.3 資料收集

    本文收集的研究資料分為一手?jǐn)?shù)據(jù)和二手?jǐn)?shù)據(jù),以一手資料為主、二手資料為輔。其中一手資料主要是來自:⑴訪談,主要包括與部分參賽隊(duì)伍隊(duì)員的訪談,訪談后整理訪談資料,得到了約2 萬字的文字記錄;⑵2017—2019 年3 年比賽的大賽主辦方基金委、承辦單位大連理工大學(xué)所提供的比賽視頻和照片、獲獎(jiǎng)隊(duì)伍的比賽成績等資料,其中包括時(shí)長約77 小時(shí)的視頻、22 張照片;⑶向基金委申請公開的3 個(gè)重點(diǎn)課題的相關(guān)資料;⑷參加水下機(jī)器人專業(yè)展會(huì)、會(huì)議所獲取的文字和圖片資料,以及對參展、參會(huì)人員的訪談,進(jìn)行整理后,得到約1萬字的文字記錄。二手資料主要是從科研人員所在單位官網(wǎng)的介紹、科研人員在我國知網(wǎng)發(fā)表的主要文獻(xiàn)約269 篇,以及科研人員的演講、訪談等資料,整理成文字后,得到了約1.8 萬字的文字記錄。

    3 資料分析

    在收集資料的基礎(chǔ)上,借鑒多案例的研究思路,本研究首先選擇了案例追蹤時(shí)間最長、數(shù)據(jù)豐富、特點(diǎn)鮮明、業(yè)內(nèi)知名度較高的BJ 大學(xué)的X 教授團(tuán)隊(duì)案例進(jìn)行詳盡的分析,然后對其他個(gè)案開展有針對性的分析研究,從而建立并不斷完善理論模型,達(dá)到理論飽和。

    3.1 BJ 大學(xué)X 教授團(tuán)隊(duì)的案例分析

    3.1.1 開放性編碼

    本研究將BJ 大學(xué)X 教授團(tuán)隊(duì)的資料進(jìn)行深度分解和歸納。通過初步歸納、整理、命名,共得到了23 條標(biāo)簽、20 條概念、10 個(gè)范疇。表格2 中為節(jié)選的部分編碼。

    表2 BJ 大學(xué)X 教授案例的開放性編碼示例(部分)

    3.1.2 主軸編碼

    在開放性編碼過程后,需要借助主軸編碼探索不同范疇之間的潛在邏輯關(guān)系。本研究運(yùn)用“因果條件——現(xiàn)象——脈絡(luò)——中介條件——行動(dòng)/互動(dòng)策略——結(jié)果”這一典型范疇,將10 個(gè)范疇進(jìn)行歸類、邏輯連接,然后得到一條證據(jù)鏈。結(jié)果如下圖1 所示。

    圖1 以市場為導(dǎo)向的BJ 大學(xué)X 教授創(chuàng)新過程典型模型

    3.1.3 選擇性編碼

    上述開放性編碼和主軸編碼展現(xiàn)了市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程典型模型。在上述基本框架下,還需要通過選擇性編碼,進(jìn)一步了解整個(gè)過程的內(nèi)在機(jī)理。

    通過選擇性編碼,本文得到一個(gè)比較完整的故事線:國家自然科學(xué)基金委員會(huì)原領(lǐng)導(dǎo)G 院士了解到我國底播散養(yǎng)的海參目前嚴(yán)重依賴潛水員人工捕撈,存在著風(fēng)險(xiǎn)大、效率低、潛水員勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。G 院士發(fā)現(xiàn)機(jī)器捕撈海參這一市場需求。針對這一需求,G 院士結(jié)合自己的研究領(lǐng)域,同時(shí)結(jié)合其他專家的建議,對這一市場需求及其所需要的技術(shù)進(jìn)行解析,制定水下捕撈機(jī)器人相關(guān)的研究內(nèi)容(尚未形成完整的技術(shù)路線)。BJ 大學(xué)X 教授在基金委項(xiàng)目指導(dǎo)的引導(dǎo)下,申請項(xiàng)目,并制定了技術(shù)路線。X 教授的技術(shù)路線內(nèi)容可以分為若干子內(nèi)容,其中包含X 教授的研究內(nèi)容仿生魚。經(jīng)過一段時(shí)間的研發(fā),X 教授的研發(fā)成果在比賽中得到完整的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后,X 教授改變了技術(shù)路線的子內(nèi)容(如抓取方式),同時(shí)也研究其他領(lǐng)域(如水下機(jī)器人群體智能),或者是整合其他技術(shù)(如水下機(jī)械臂)。在水下捕撈機(jī)器人的研發(fā)中,X 教授堅(jiān)持采用螺旋槳和仿生魚鰭混合驅(qū)動(dòng)的方式,對這一技術(shù)路線子內(nèi)容產(chǎn)生了路徑依賴,在2017—2018年的研發(fā)中沒有改變這一技術(shù)路線子內(nèi)容。

    圖2 BJ 大學(xué)X 教授以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型

    3.2 多案例比較分析

    在得到以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型的基礎(chǔ)上,繼續(xù)對其他案例進(jìn)行比較分析,從而達(dá)到理論飽和。在本文的研究中,案例分析進(jìn)行到第3 個(gè)案例時(shí),沒有再出現(xiàn)新的維度,已經(jīng)達(dá)到理論飽和。對最后兩個(gè)案例進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)本研究得到的范疇編碼以及理論模型具有較好的理論飽和度。修正后的范疇及概念“標(biāo)簽”如表3 所示。

    表3 范疇修正和整合結(jié)果

    為了檢驗(yàn)?zāi)P偷睦碚擄柡投?,本研究對參加比賽的其他兩個(gè)水下捕撈機(jī)器人案例進(jìn)行了編碼分析。在完成開放性編碼時(shí),本文建立的模型中的范疇類別發(fā)展得較為豐富,未產(chǎn)生新的重要范疇。因此,本研究認(rèn)為圖3 所示的模型通過了飽和度檢驗(yàn)。

    圖3 以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型

    根據(jù)對5 個(gè)案例的分析研究,結(jié)合創(chuàng)新過程理論,市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程模型可以描述為:⑴在了解到市場需求后,由于技術(shù)研發(fā)的復(fù)雜性,科研人員需要結(jié)合自己的研究領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù),對市場需求進(jìn)行解析,進(jìn)而制定技術(shù)路線,并將自身的研究領(lǐng)域融入到技術(shù)路線中;⑵技術(shù)路線的內(nèi)容可以分為若干子內(nèi)容;⑶經(jīng)過研究與開發(fā),科研人員可能改變技術(shù)路線子內(nèi)容(即部分改變技術(shù)路線)或者不改變,其中不改變的一個(gè)主要原因可能是科研人員對自己所研究的內(nèi)容產(chǎn)生了路徑依賴。如果改變,則需要科研人員進(jìn)行技術(shù)整合,將其他領(lǐng)域的技術(shù)整合到技術(shù)路線當(dāng)中。

    4 模型闡釋和創(chuàng)新過程特點(diǎn)分析

    4.1 市場需求

    在本研究的模型中,市場需求是科研人員創(chuàng)新過程的起點(diǎn)。滿足市場需求不僅是市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新活動(dòng)的最終目的,同時(shí)也是檢驗(yàn)科研人員創(chuàng)新過程和結(jié)果的最終標(biāo)準(zhǔn)。

    在本文的研究中,本文發(fā)現(xiàn)市場需求并不能自主地形成研發(fā)的技術(shù)路線。以本文研究的水下捕撈機(jī)器人研發(fā)為例,水下捕撈機(jī)器人主要的用戶為以獐子島集團(tuán)股份有限公司為代表的海參養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶。這些養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)為海鮮產(chǎn)品養(yǎng)殖、加工、銷售領(lǐng)域。而水下捕撈機(jī)器人,作為一種特殊用途的作業(yè)級(jí)水下機(jī)器人,其研發(fā)涉及機(jī)械設(shè)計(jì)和加工、電機(jī)控制、圖像識(shí)別、自動(dòng)化控制、動(dòng)密封和靜密封等多種技術(shù)于一體[5]。研發(fā)水下機(jī)器人所需要的知識(shí),與水下機(jī)器人的用戶——海鮮養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶的主營業(yè)務(wù)存在著巨大的差異。這種巨大的差異,意味著海鮮養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶難以自行研發(fā)水下捕撈機(jī)器人,需要尋找高校、科研院所進(jìn)行研發(fā),同時(shí)也意味著用戶很難主導(dǎo)高校和科研院所的科研人員研發(fā)過程和創(chuàng)新過程。如果從最后的研發(fā)結(jié)果對研發(fā)結(jié)果進(jìn)行判斷,則面臨著成本高、周期長的問題。正如本文研究的案例,在真實(shí)海域的比賽中檢驗(yàn)水下機(jī)器人的捕撈能力,本文所研究的幾個(gè)水下機(jī)器人均未達(dá)到令人滿意的捕撈效率,意味著前期的很多研發(fā)成本均成為沉沒成本,難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

    4.2 科研人員研究領(lǐng)域

    科研人員研究領(lǐng)域是指科研人員主要研究的學(xué)術(shù)和技術(shù)領(lǐng)域,具體體現(xiàn)在科研人員科研活動(dòng)的成果,如論文、專利、專著、樣機(jī)等。

    在本文的研究中發(fā)現(xiàn),科研人員在技術(shù)路線的制定和機(jī)器人的研發(fā)過程中,均傾向于采用其研究領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。這是因?yàn)榭蒲腥藛T研究領(lǐng)域是科研人員能力的證明,是獲取縱向項(xiàng)目的重要條件,同時(shí)也是科研人員最容易實(shí)施的技術(shù)方案。但在某些情況下,科研人員堅(jiān)持采用其研究領(lǐng)域的技術(shù),可能對項(xiàng)目的研發(fā)產(chǎn)生消極的影響,使項(xiàng)目難以達(dá)到實(shí)用的水平。例如,在本文研究的案例中,BH 高校W 教授的研究領(lǐng)域主要為仿生機(jī)器人、軟體機(jī)器人,其水下捕撈機(jī)器人采用軟體機(jī)械臂進(jìn)行捕撈。在2017 年的比賽中,軟體機(jī)械臂已經(jīng)暴露出抓取速度慢、活動(dòng)范圍小、充氣管線多、抓取能力弱等多方面的問題,抓取效率遠(yuǎn)不及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械爪。但在后續(xù)的兩年比賽中,W 教授依然采用軟體機(jī)械臂作為作業(yè)機(jī)械臂。

    堅(jiān)持采用軟體機(jī)械臂對該領(lǐng)域的研發(fā)產(chǎn)生了一定的消極影響。第一年的比賽已經(jīng)充分體現(xiàn)出抓取裝置的重要性。在水下機(jī)器人其他技術(shù)較為成熟的情況下,實(shí)現(xiàn)水下捕撈海鮮的主要難點(diǎn)在于合適的抓取工具,并用高效的控制方法對其進(jìn)行控制。在隨后兩年的比賽中,多個(gè)隊(duì)伍采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械臂這一方案,并取得了很好的成績。2017 年、2018 年的比賽中,除了因破壞海底環(huán)境被禁止采用的吸取式,抓取數(shù)量最多的水下機(jī)器人均采用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪作為抓取工具。一方面,軟體機(jī)械臂在比賽中表現(xiàn)不佳;另一方面,電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪在比賽中證明了其實(shí)用價(jià)值。但是W 教授堅(jiān)持采用軟體機(jī)械臂的方案,不在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪方面進(jìn)行研發(fā),未能推動(dòng)此領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用,表現(xiàn)出對其研究的軟體機(jī)械臂技術(shù)的依賴。

    4.3 相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)

    相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)是相對于從事某一項(xiàng)目的科研人員而言,是指和項(xiàng)目研發(fā)有關(guān)的技術(shù),但不是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)已掌握的知識(shí)和技術(shù),而是科研人員需要借助的“外腦”和“外力”,即外部技術(shù)支持。這些外部技術(shù)知識(shí)和技術(shù)的獲取,影響著科研人員技術(shù)路線的制定和后續(xù)的研發(fā)。

    為了更好地完成技術(shù)的研發(fā)工作,科研人員不僅需要精通于本專業(yè)的技術(shù),同時(shí)也需要對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有足夠的了解,以便整合相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù),完成研發(fā)的目標(biāo)。相比之下,科研更多需要科研人員專精于某一領(lǐng)域。如果科研人員缺少對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的了解,就不會(huì)采用其他領(lǐng)域的技術(shù)。在某些情況下,這將對研發(fā)產(chǎn)生非常不利的影響,將會(huì)嚴(yán)重阻礙研發(fā)進(jìn)度,或者是增加研發(fā)的成本和時(shí)間。

    4.4 需求與技術(shù)解析

    需求與技術(shù)解析,本研究將其定義為科研人員深入分析、解讀市場需求。在需求與技術(shù)解析的過程中,科研人員需要結(jié)合自身的研究領(lǐng)域、相關(guān)領(lǐng)域技術(shù),反映了科研人員對于需求、技術(shù)這兩方面的理解。該項(xiàng)工作是技術(shù)路線制訂的準(zhǔn)備階段,是一項(xiàng)富有創(chuàng)造性的工作。對于需求的深入調(diào)研和分析,將會(huì)有助于科研人員更好地完成該部分工作。

    4.5 技術(shù)路線及其子內(nèi)容

    在技術(shù)產(chǎn)品日趨復(fù)雜、社會(huì)分工不斷加深的現(xiàn)代,科研人員制定的技術(shù)路線可以分為相對獨(dú)立又協(xié)同作用的若干部分,這些部分被包含在技術(shù)路線之中。本研究將其稱為技術(shù)路線的子內(nèi)容。子內(nèi)容可以直接反映出研發(fā)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域。

    4.6 研發(fā)與試驗(yàn)

    研發(fā),即研究與開發(fā),是指科研人員為了實(shí)現(xiàn)研發(fā)目標(biāo)而進(jìn)行的一系列的研究、試驗(yàn)活動(dòng)。研究,即通過技術(shù)開發(fā)和研究實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的研發(fā)目標(biāo),是科研人員發(fā)揮科研能力的主要過程。試驗(yàn),是指科研人員為了解研發(fā)成果的性能或者結(jié)果而進(jìn)行的試用操作。

    4.7 技術(shù)整合、路徑依賴與技術(shù)路線的改變與否

    在本研究中,因?yàn)? 所大學(xué)和科研院所所研發(fā)的水下捕撈機(jī)器人始終未能達(dá)到足夠高的捕撈效率,因此整個(gè)產(chǎn)品尚未進(jìn)入到后續(xù)的生產(chǎn)、銷售階段。這體現(xiàn)了科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中的“死亡之谷”現(xiàn)象[25-26]。其中一個(gè)重要原因就是:科研人員在技術(shù)路線的決策中存在路徑依賴,即在面向市場需求的技術(shù)研發(fā)中科研人員傾向于將自己研究的領(lǐng)域納入技術(shù)路線制定、研發(fā)與試驗(yàn)中,并堅(jiān)持采用;甚至在試驗(yàn)證明此項(xiàng)技術(shù)未達(dá)到實(shí)用的應(yīng)用水平,或者有更優(yōu)的解決方案的情況下,科研人員依然堅(jiān)持其研究領(lǐng)域的技術(shù)路線。這體現(xiàn)了科研人員對其研究領(lǐng)域的路徑依賴。路徑依賴現(xiàn)象廣泛存在于消費(fèi)者選擇、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)技術(shù)路線發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、城市發(fā)展過程等經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象當(dāng)中[18-20,27-28]。而本文通過研究發(fā)現(xiàn),在科研人員創(chuàng)新過程這一微觀層次中,科研人員存在著路徑依賴這種“有限理性”的行為。

    通過訪談,本文發(fā)現(xiàn)科研人員在研發(fā)過程中存在路徑依賴的主要原因有:⑴當(dāng)科研人員需要改變技術(shù)路線子內(nèi)容時(shí),需要進(jìn)行整合其他技術(shù),難度較大。⑵學(xué)科細(xì)化在某種程度上導(dǎo)致了科研人員對其他相關(guān)領(lǐng)域不熟悉、不了解,因而難以想到整合哪些領(lǐng)域的技術(shù)。⑶某一研究領(lǐng)域是科研人員的主要研究領(lǐng)域。如果更改技術(shù)路線,將會(huì)降低科研人員自身研究技術(shù)的重要性,甚至將其從主要的研究內(nèi)容中移除。這是很多科研人員不希望看到的。⑷科研人員有充足的縱向課題經(jīng)費(fèi)等經(jīng)費(fèi)支持,偏重于基礎(chǔ)研究,對于實(shí)現(xiàn)水下捕撈機(jī)器人的愿望并不迫切。⑸科研人員過高地估計(jì)了某項(xiàng)技術(shù)路線子內(nèi)容的應(yīng)用價(jià)值,過低地估計(jì)了達(dá)到實(shí)用水平的實(shí)現(xiàn)難度。例如高估了水下仿生推進(jìn)在水下捕撈這一應(yīng)用場景中的價(jià)值,以及高估了目標(biāo)識(shí)別在實(shí)際抓取中的實(shí)現(xiàn)難度。從2017—2019 年3 年的比賽情況來看,除了吸取式這種捕撈方式(吸取式對海底環(huán)境破壞大,已經(jīng)在比賽中被禁止采用),在3 年的自主抓取比賽中,只抓到了一個(gè)目標(biāo)海鮮。實(shí)際的情況已經(jīng)充分說明了在當(dāng)前的技術(shù)條件下,實(shí)現(xiàn)自主抓取的難度極大,而且人工操作機(jī)器人抓取海鮮能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。從科技成果轉(zhuǎn)化的角度來看,應(yīng)當(dāng)盡快將人工操作的水下捕撈機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化。但在3 年的比賽中,自主抓取組比賽一直保留,且大賽主辦方增加了該項(xiàng)比賽的獎(jiǎng)金。⑹在比賽中,其他高校、科研院所的水下捕撈機(jī)器人表現(xiàn)并不理想。在此領(lǐng)域的競爭壓力不大。

    5 啟示與建議

    本文選取多個(gè)案例,具備典型性,在一定程度上反映了我國科技成果轉(zhuǎn)化的現(xiàn)狀和問題。因此,研究結(jié)論具有一定普適性,將對完善科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)制提供更多思路和有益啟發(fā)。具體如下:

    第一,我國需要研究和建立市場導(dǎo)向的科技項(xiàng)目管理機(jī)制。首先,市場導(dǎo)向是對科技成果轉(zhuǎn)化的必然要求。一項(xiàng)科技成果被市場所接受,其前提必然是滿足了市場的需求。其次,市場導(dǎo)向并不能自發(fā)地形成研發(fā)的技術(shù)路線,只能為研發(fā)人員提出要解決的問題,不能為科研人員指明研發(fā)的方向。最后,局限于其自身的價(jià)值取向、研究領(lǐng)域等,科研人員并不能總是很好地完成研發(fā)工作,而這嚴(yán)重阻礙了科技成果轉(zhuǎn)化的順利進(jìn)行。針對上述情況,我國需要建立起市場導(dǎo)向的科研項(xiàng)目管理機(jī)制,對于市場導(dǎo)向下的科研項(xiàng)目,采用與科研探索類的項(xiàng)目不同的管理模式。例如,采用項(xiàng)目分階段的管理模式,在項(xiàng)目研發(fā)的中期,采用試驗(yàn)法等方法評估項(xiàng)目技術(shù)路線的合理性;研究技術(shù)的應(yīng)用場景,通過應(yīng)用場景分析,確定在某一應(yīng)用場景中應(yīng)當(dāng)采取的技術(shù)路線,降低研發(fā)的盲目性,提高研發(fā)的效率。

    第二,市場導(dǎo)向型研發(fā)項(xiàng)目應(yīng)以中小企業(yè)為創(chuàng)新主體。通過本文的研究,發(fā)現(xiàn)大學(xué)、科研院所的科研人員并不擅長以市場為導(dǎo)向的科研項(xiàng)目的研發(fā)。這其中深層次的原因,是在于大學(xué)、科研院所的科技體制、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與市場需求有著巨大的差異。針對這種情況,對于市場導(dǎo)向型的研發(fā)項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)以中小企業(yè)為創(chuàng)新主體,一方面中小企業(yè)往往面臨著迫切的生存和發(fā)展的問題,可以充分發(fā)揮中小企業(yè)的積極性,另一方面中小企業(yè)直面市場,降低了科技成果轉(zhuǎn)化的鏈條,有助于提高科技成果轉(zhuǎn)化的效率。

    第三,市場導(dǎo)向型研發(fā)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)引入目標(biāo)用戶評價(jià)機(jī)制。市場導(dǎo)向型的項(xiàng)目,其研發(fā)的最終目的是滿足市場上用戶的需求。項(xiàng)目的成功與否,取決于市場上用戶的接受程度。因此,在項(xiàng)目的立項(xiàng)、評價(jià)、驗(yàn)收階段,應(yīng)當(dāng)積極引入科技成果的目標(biāo)用戶,充分聽取目標(biāo)用戶的意見,避免研發(fā)目標(biāo)和用戶需求的偏離。

    局限于研究條件和數(shù)據(jù),本研究還存在以下不足:一是由于研究的條件所致,所選取的樣本比較少。未來可以對該領(lǐng)域的更多案例進(jìn)行研究分析。二是所選取的案例中,均未實(shí)現(xiàn)水下捕撈機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化,因此對創(chuàng)新過程的研究目前尚未深入到后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化階段。

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