張楊勛
(廣東技術(shù)師范大學(xué) 廣東廣州 510665)
智慧農(nóng)業(yè)是指利用先進(jìn)的科技和信息技術(shù)來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式,主要通過(guò)應(yīng)用傳感器、無(wú)人機(jī)、人工智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田環(huán)境、作物生長(zhǎng)情況、病蟲害狀況等進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和管理,從而優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。智慧農(nóng)業(yè)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景主要涵蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)電子商務(wù)、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等內(nèi)容,是云計(jì)算、傳感網(wǎng)、3S 等多種信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中綜合、全面的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程信息化,提高農(nóng)民的勞動(dòng)效率與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化程度,對(duì)于推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
當(dāng)前,已有相關(guān)文獻(xiàn)根據(jù)所屬學(xué)科的不同可以分為理工科和文科兩個(gè)類別。其中,理工科文獻(xiàn)主要從生物大數(shù)據(jù)(高通量表型分析)、新一代信息技術(shù)(AI 技術(shù)、3S 技術(shù)和IoT 技術(shù))和智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備(農(nóng)業(yè)機(jī)器人和無(wú)人機(jī))等三個(gè)方面開展研究(鄭倩等,2023);而文科文獻(xiàn)則主要從智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式探究(劉長(zhǎng)全,2023;游青山,2023)、應(yīng)用場(chǎng)景探索(李偉嘉和蘇昕,2023)、存在問題與對(duì)策分析(李建軍和白鵬飛,2023)等幾個(gè)方面開展研究。
本文以國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《數(shù)字經(jīng)濟(jì)及其核心產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)分類(2021)》和國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《國(guó)際專利分類與國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類參照關(guān)系表(2018)》為基礎(chǔ),識(shí)別了智慧農(nóng)業(yè)下屬專利大組,并結(jié)合專利數(shù)據(jù)庫(kù),從專利的維度檢索篩選并對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行加工解讀,對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的總體發(fā)展趨勢(shì)、國(guó)家/地區(qū)分布、主要專利權(quán)人、熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域等進(jìn)行分析,以期為企業(yè)和相關(guān)政府部門在智慧農(nóng)業(yè)的專利技術(shù)布局和研究提供專利情報(bào),為推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
本文主要基于incoPat 專利數(shù)據(jù)庫(kù)(www.incopat.com)所提供的全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)據(jù),利用專利可視化分析方法開展數(shù)據(jù)分析。首先,利用國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《數(shù)字經(jīng)濟(jì)及其核心產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)分類(2021)》文件,識(shí)別出屬于“智慧農(nóng)業(yè)”的國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類,具體包括:01*農(nóng)業(yè);02* 林業(yè);03* 畜牧業(yè);04* 漁業(yè);0211* 林木育種;0212* 林木育苗;0511* 種子種苗培育活動(dòng);0531* 畜牧良種繁殖活動(dòng);0541* 魚苗及魚種場(chǎng)活動(dòng);05* 農(nóng)、林、牧、漁專業(yè)及輔助性活動(dòng)。其次,利用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《國(guó)際專利分類與國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類參照關(guān)系表(2018)》文件,識(shí)別出上述國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類所對(duì)應(yīng)的專利大組(IPC Maingroup),共計(jì)57 個(gè)。進(jìn)而,結(jié)合《數(shù)字經(jīng)濟(jì)及其核心產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)分類(2021)》文件中對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)特征的描述,對(duì)專利申請(qǐng)的主技術(shù)分類屬于前述57 個(gè)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)專利大組,且題目、摘要或關(guān)鍵詞中包含了“數(shù)字”“遙感”“地理信息系統(tǒng)”“全球定位系統(tǒng)”“物聯(lián)網(wǎng)”“人工智能”“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”“無(wú)人機(jī)”的發(fā)明專利數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢索。最后,從專利申請(qǐng)趨勢(shì)、專利區(qū)域分布特征、專利技術(shù)特征、申請(qǐng)主體類型等多個(gè)維度對(duì)檢索得到的共計(jì)867581 條發(fā)明專利申請(qǐng)記錄進(jìn)行整理與分析,轉(zhuǎn)化為兼具可視化和專利情報(bào)價(jià)值的數(shù)據(jù)圖表。統(tǒng)計(jì)時(shí)間截止到2023 年9 月。
(圖1)和(圖2)分別顯示了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量在全球范圍和我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)(圖1)可知,全球范圍內(nèi)的發(fā)明專利申請(qǐng)量在2000-2007 年間保持平穩(wěn)態(tài)勢(shì),自2008 年開始出現(xiàn)快速上升趨勢(shì),至2018 年達(dá)到最高值5.79 萬(wàn)件。相比之下,我國(guó)的發(fā)明專利申請(qǐng)量在2008 年以前的增長(zhǎng)速率較低,我國(guó)當(dāng)時(shí)尚處于大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化建設(shè)的歷史時(shí)期,因此智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)研究仍處于萌芽階段;2009-2017 年間是我國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量快速增長(zhǎng)的時(shí)期,智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量受到全國(guó)實(shí)施戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)規(guī)劃和發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策的影響與刺激,出現(xiàn)快速上升的趨勢(shì),至2017 年達(dá)到3.92萬(wàn)件。總體來(lái)看,我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)明專利申請(qǐng)量與全球申請(qǐng)量相比,在發(fā)展趨勢(shì)上存在一定的滯后,這也是由我國(guó)國(guó)情所決定的。
圖1:全球智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)趨勢(shì)
圖2:中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)趨勢(shì)
受到AI 技術(shù)、3S 技術(shù)和IoT 技術(shù)等數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng),近10 年來(lái)全球智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)與發(fā)明專利申請(qǐng)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。結(jié)合(圖1)和(圖2)中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)在全球智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)浪潮中后來(lái)居上,從2000 年的發(fā)明專利申請(qǐng)全球占比5.74%,到2011年占比超過(guò)30%,至2021 年占比已經(jīng)達(dá)到57.87%。在此過(guò)程中,我國(guó)關(guān)于農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)工作的提早規(guī)劃與布局起到了關(guān)鍵作用。我國(guó)最早于1999 年3 月由科學(xué)技術(shù)部發(fā)布了《關(guān)于農(nóng)業(yè)信息化科技工作的若干意見》和《國(guó)家863計(jì)劃智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用示范工程實(shí)施辦法》兩份文件,提出要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā),并重點(diǎn)關(guān)注包括農(nóng)業(yè)信息采集、集成和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)技術(shù),研究遙感遙測(cè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)智能化決策系統(tǒng)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等,這標(biāo)志著我國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)工作的開端。農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)也被列入1999 年國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南中。此后,從1999 至2023 年,每年中央有關(guān)部門的政策文件中,均有關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化的表述與具體規(guī)劃。
從專利申請(qǐng)的全球區(qū)域分布來(lái)看,排名前5 的專利申請(qǐng)人國(guó)家/地區(qū)依次為中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)和韓國(guó),可見智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展水平較高的發(fā)展中國(guó)家。截至2023 年9 月,我國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)量累計(jì)達(dá)到330014 件,是第二名日本的2.8 倍,是第三名美國(guó)的4.3 倍,這顯示當(dāng)前我國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)維度在全球已經(jīng)處于領(lǐng)先地位,也顯示了我國(guó)的企業(yè)與科研院所在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)投入與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)在近10 年間得到了較大提升。
關(guān)于我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)中的申請(qǐng)人類型分布,本文基于incoPat 專利數(shù)據(jù)庫(kù)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)發(fā)明專利申請(qǐng)人中的主體為企業(yè),占比為44.25%。其次是高校和科研單位,占比總計(jì)29.78%。從企業(yè)申請(qǐng)人的占比可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化程度仍然有待進(jìn)一步提升,這可能是由于市場(chǎng)規(guī)模本身所決定的。我國(guó)地域廣闊,不同地區(qū)之間的農(nóng)業(yè)機(jī)械化與信息化水平相差較大,包括智能農(nóng)機(jī)設(shè)備在內(nèi)的智慧農(nóng)業(yè)終端在操作人員素質(zhì)要求和初期投入成本等方面存在一定的門檻,在我國(guó)的大部分地區(qū)仍未得到大規(guī)模推廣,因此會(huì)出現(xiàn)企業(yè)申請(qǐng)人占比有待進(jìn)一步提升的現(xiàn)狀。
(圖3)是我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)累計(jì)數(shù)量排名情況。根據(jù)(圖3)可知,我國(guó)排名前10 的發(fā)明專利申請(qǐng)人均為高校和科研院所。這一數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了本文此前的分析,即由于智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大、相關(guān)技術(shù)與設(shè)備普及度不高,導(dǎo)致企業(yè)申請(qǐng)人的動(dòng)力不足。由于高校和科研院所的研發(fā)行為主要受到政策和相關(guān)部門研發(fā)經(jīng)費(fèi)分配指引的影響,因此可能與市場(chǎng)的實(shí)際需求存在一定程度的脫節(jié)現(xiàn)象,因此智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)工作主要由高校和科研院所主導(dǎo),可能并不利于相關(guān)技術(shù)的推廣與落地。另外,我國(guó)當(dāng)前整體的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)水平和市場(chǎng)化水平仍有待進(jìn)一步優(yōu)化提升,對(duì)于專利侵權(quán)行為的執(zhí)法力度不足,也使得企業(yè)申請(qǐng)人的研發(fā)與專利申請(qǐng)動(dòng)機(jī)受到影響。此外,根據(jù)incoPat 專利數(shù)據(jù)庫(kù)利用專利技術(shù)水平、法律狀態(tài)、市場(chǎng)價(jià)值等多維度參數(shù)計(jì)算得出的技術(shù)功效價(jià)值度指標(biāo)對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)的專利價(jià)值進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),排名前10 的發(fā)明專利申請(qǐng)人中,高價(jià)值專利(評(píng)分為10 分)占比較低,均在2%以下,這顯示我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的先進(jìn)性與原創(chuàng)度有待進(jìn)一步提升。
圖3:中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)人申請(qǐng)量排名
專利的權(quán)利要求數(shù)量指一項(xiàng)專利申請(qǐng)所聲明要求保護(hù)其專利權(quán)利的項(xiàng)目個(gè)數(shù),代表著專利文件的保護(hù)范圍。專利權(quán)利要求是專利申請(qǐng)中最為核心的部分之一,其數(shù)量通常與專利申請(qǐng)的技術(shù)創(chuàng)新性和復(fù)雜性成正比。一個(gè)具有多個(gè)權(quán)利要求的專利申請(qǐng)通常涵蓋了更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域和更深入的技術(shù)細(xì)節(jié),因此,可以視為專利申請(qǐng)的技術(shù)創(chuàng)新性和復(fù)雜性較高的體現(xiàn)。權(quán)利要求數(shù)量越多,所涉及的技術(shù)保護(hù)范圍越多,專利申請(qǐng)的潛在質(zhì)量更高。圖4 是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)權(quán)利要求數(shù)量分布情況的中美對(duì)比。2017 年,我國(guó)與美國(guó)的專利平均權(quán)利要求數(shù)分別為13.1 和16.3,結(jié)合(圖4)的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利主要集中分布在3 ~5 和6 ~10 項(xiàng)權(quán)利要求的區(qū)間,而美國(guó)專利則主要集中分布在16 ~20和21 ~30 的區(qū)間。這種差異可能源于兩國(guó)的數(shù)字技術(shù)發(fā)展情況。我國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展相對(duì)較晚,但進(jìn)展迅速。雖然在一些高端技術(shù)領(lǐng)域與美國(guó)存在差距,但在智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用方面,如無(wú)人機(jī)、智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等,中國(guó)已經(jīng)取得了重要進(jìn)展。因此,中國(guó)的專利申請(qǐng)更注重實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化,更關(guān)注如何快速將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,提高農(nóng)業(yè)效率。而美國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟,農(nóng)業(yè)科技研發(fā)歷史悠久,且得到了政府的大力支持。美國(guó)的農(nóng)業(yè)科技研究不僅注重技術(shù)創(chuàng)新,而且注重研發(fā)具有前瞻性的技術(shù),為未來(lái)的農(nóng)業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備。此外,美國(guó)的專利申請(qǐng)還注重跨學(xué)科研究,將生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科的前沿技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域??偟膩?lái)說(shuō),中美兩國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)的權(quán)利要求數(shù)量上的差異,主要反映了兩個(gè)國(guó)家在農(nóng)業(yè)科技研發(fā)的側(cè)重點(diǎn)和整體技術(shù)發(fā)展水平上的不同。
圖4:中美智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)權(quán)利要求數(shù)量對(duì)比
隨著農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的持續(xù)推進(jìn),我國(guó)農(nóng)業(yè)逐步由機(jī)械化向智慧化轉(zhuǎn)型,智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前正處于快速發(fā)展階段。本文基于我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和專利數(shù)據(jù)分析,提出以下建議:
盡管我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量已經(jīng)位居全球首位,但從專利有效性的角度來(lái)看,截至2023 年9 月,我國(guó)總計(jì)330014 件智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利中,失效專利占比達(dá)60.17%,有效專利占比為21%,在審中的專利占比為18.83%。根據(jù)此數(shù)據(jù)來(lái)看,當(dāng)前我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利的申請(qǐng)質(zhì)量有待進(jìn)一步提升。
對(duì)此,應(yīng)當(dāng)重視專利申請(qǐng)本身的質(zhì)量。鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展探索性的深入研發(fā)活動(dòng),提升專利申請(qǐng)的原創(chuàng)性和創(chuàng)新性。同時(shí),在專利申請(qǐng)實(shí)質(zhì)審查和政策性補(bǔ)助審查等方面,提升相關(guān)的審查標(biāo)準(zhǔn),避免誘發(fā)企業(yè)的策略性與投機(jī)性專利申請(qǐng)行為。其三,圍繞智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)培育專業(yè)的專利代理人和律師團(tuán)隊(duì)與公司,提升專利申請(qǐng)材料的撰寫質(zhì)量,提升專利申請(qǐng)的有效性與質(zhì)量。
根據(jù)對(duì)發(fā)明專利申請(qǐng)人的特征分析發(fā)現(xiàn),盡管從總體來(lái)看,企業(yè)在當(dāng)前我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)活動(dòng)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)中占主體地位;但從個(gè)體來(lái)看,高校和科研院所是我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新活動(dòng)的主導(dǎo)群體。這一現(xiàn)狀并不利于我國(guó)推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研發(fā)活動(dòng)的市場(chǎng)化推廣,因此,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)多主體跨學(xué)科的研究和合作,降低企業(yè)研發(fā)難度,提升企業(yè)研發(fā)動(dòng)力。
首先,應(yīng)鼓勵(lì)不同領(lǐng)域的企業(yè)、高校與科研機(jī)構(gòu)之間就智慧農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域開展“校-企”合作。通過(guò)共同研發(fā)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)需求與科研的融合,推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。其次,針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的專利申請(qǐng)活動(dòng),建立跨學(xué)科的專利評(píng)審和保護(hù)機(jī)制,確保相關(guān)專利申請(qǐng)的權(quán)利要求具備合適的技術(shù)覆蓋范圍。其三,鼓勵(lì)企業(yè)通過(guò)參與國(guó)際合作項(xiàng)目或加入相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)化組織,了解和學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)的智慧農(nóng)業(yè)技術(shù),推動(dòng)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。
當(dāng)前,中美貿(mào)易摩擦所導(dǎo)致的技術(shù)封鎖,不利于我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)國(guó)際化發(fā)展。通過(guò)中美智慧農(nóng)業(yè)發(fā)明專利質(zhì)量對(duì)比發(fā)現(xiàn),美國(guó)在高質(zhì)量、高原創(chuàng)性專利上處于優(yōu)勢(shì)地位。對(duì)此,為提升我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新質(zhì)量,本文提出當(dāng)前各研發(fā)主體應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化專利布局。
首先,相關(guān)企業(yè)應(yīng)利用專利數(shù)據(jù)分析手段,加強(qiáng)對(duì)全球智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的跟蹤和分析,制定合理的專利布局策略,并在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行深入研發(fā)和專利布局,以形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其次,對(duì)于可能對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)造成沖擊的專利申請(qǐng),應(yīng)建立預(yù)警機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取應(yīng)對(duì)措施,降低其對(duì)于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的影響。