中國智能垃圾分類技術(shù)專利申請(qǐng)現(xiàn)狀

2019年6月住建部等部委發(fā)布了《關(guān)于在全國地級(jí)及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》，要求北京、天津等46個(gè)重點(diǎn)城市到2020年底基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)。2019年7月1日起，《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》正式實(shí)施，上海率先強(qiáng)制實(shí)行垃圾分類。隨后，新修訂的《北京市生活垃圾管理?xiàng)l例》于2020年5月1日起實(shí)施。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，垃圾的總量不斷增加。當(dāng)前，我國垃圾普遍具有成分復(fù)雜、分類成本高等特點(diǎn)，居民、政府、企業(yè)三個(gè)垃圾分類的主體之間存在著垃圾分類權(quán)責(zé)模糊、主體意識(shí)淡薄、參與度不高等問題。近兩年垃圾分類和回收領(lǐng)域活力十足，2018年上半年有77個(gè)垃圾分類項(xiàng)目放出，累積中標(biāo)金額5億元。垃圾分類逐漸成為人們關(guān)注的熱門話題，垃圾分類技術(shù)也成為了研究熱點(diǎn)。我國在垃圾分類技術(shù)方面的研究市場需求較大，仍存在著很大的研究空間。

由于傳統(tǒng)的垃圾處理方法存在不同程度的不足，隨著人們對(duì)垃圾處理效果與效率的不斷追求，智能垃圾分類技術(shù)已經(jīng)成為垃圾處理領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究發(fā)展方向。智能垃圾分類技術(shù)融合了大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等多種創(chuàng)新技術(shù)。智能垃圾分類技術(shù)具有智能化、操作簡單、便于數(shù)據(jù)分析及實(shí)時(shí)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，受到了極大關(guān)注。針對(duì)智能垃圾分類技術(shù)在我國的專利申請(qǐng)進(jìn)行檢索，由檢索結(jié)果分析該領(lǐng)域在我國專利申請(qǐng)狀況、技術(shù)現(xiàn)狀以及研究趨勢，從而為該領(lǐng)域科研人員的研究方向和專利布局提供參考信息。

專利申請(qǐng)狀況

專利申請(qǐng)的總體情況分析

智能垃圾分類技術(shù)在我國專利申請(qǐng)總量呈逐年上升趨勢，如圖1所示。1992年至2000年處于技術(shù)起步階段，該領(lǐng)域的年申請(qǐng)量均在10件以下。2001年至2018年專利申請(qǐng)量開始迅速上升，總體趨勢呈逐漸增加的態(tài)勢，這主要是由于國內(nèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用的關(guān)注以及人們環(huán)保意識(shí)的提升，對(duì)智能垃圾分類技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)。2019年后，由于專利從申請(qǐng)到公開或公告需要一定的審查周期，許多專利還尚未公布，所以并不能代表該段時(shí)間專利申請(qǐng)的實(shí)際數(shù)量。從總體趨勢上可以預(yù)見，智能垃圾分類技術(shù)在我國專利申請(qǐng)量中一定的時(shí)間段內(nèi)，仍然會(huì)維持在一個(gè)較高的水平，申請(qǐng)人對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)熱情和投入力度比較高。

圖1 專利申請(qǐng)量年度分布

主要專利申請(qǐng)人排名情況

為了了解申請(qǐng)人的主體以及專利申請(qǐng)的集中程度，對(duì)該領(lǐng)域我國專利申請(qǐng)量前10位的申請(qǐng)人做了分析后，不難看出該領(lǐng)域在我國專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人均為企業(yè)，如表1所示（見下頁）。這說明國內(nèi)的企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到智能垃圾分類技術(shù)的重要性，同時(shí)重視該技術(shù)的研發(fā)和市場投入，在傳統(tǒng)垃圾分類技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷探索新的智能垃圾分類技術(shù)，同時(shí)嘗試對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)行專利布局。而從另一方面來看，雖然國內(nèi)企業(yè)在總體申請(qǐng)量上占據(jù)了一定的優(yōu)勢，但前10位申請(qǐng)人均沒有與其他企業(yè)或高校院所進(jìn)行聯(lián)合申請(qǐng)，每個(gè)企業(yè)的申請(qǐng)量并不高，技術(shù)分散在不同的企業(yè)中，體系性不高，難以將企業(yè)在專利技術(shù)上的申請(qǐng)量優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的市場占有份額。

表1

專利技術(shù)領(lǐng)域分布

為了找出智能垃圾分類技術(shù)中較活躍的專利技術(shù)領(lǐng)域，分析了相關(guān)專利主要涉及的IPC（國際專利分類法）分類大組，取前10個(gè)IPC大組分類號(hào)進(jìn)行排序，通過對(duì)IPC大組分類號(hào)的分析，以及主要IPC大組技術(shù)領(lǐng)域，如表2所示，進(jìn)行分析可以了解該領(lǐng)域的技術(shù)構(gòu)成。

表2

在智能垃圾分類技術(shù)的專利申請(qǐng)中，如圖2所示（見下頁），屬于B65F1的專利申請(qǐng)量明顯多于其他分類下的申請(qǐng)量，占總體比例的43.27%。其次是B09B3、B09B5，分別占總體比例的16.99%和12.18%。可見，智能垃圾分類技術(shù)的熱點(diǎn)專利技術(shù)領(lǐng)域主要包括垃圾貯器、固體廢物的破壞或?qū)⒐腆w廢物轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏没驘o害的東西、固體廢物的處理等方面。

圖2 專利技術(shù)領(lǐng)域IPC分類

技術(shù)現(xiàn)狀

智能垃圾分類技術(shù)的研究整體呈增長趨勢，這說明智能垃圾分類技術(shù)早已受到關(guān)注，隨著技術(shù)手段、方法及理念的更新，對(duì)該領(lǐng)域的探究熱度不斷上升。研究人員主要從四個(gè)方面對(duì)智能垃圾分類技術(shù)進(jìn)行了研究與探索：第一，對(duì)分類識(shí)別的研究，例如公開號(hào)為CN109264259A的中國專利公開了智能廢棄物分類收集垃圾桶的智能廢棄物分類收集方法，其中自動(dòng)識(shí)別分類的方法為基于霍爾傳感器原理的接近開關(guān)探測金屬；利用敲擊被測物發(fā)聲，使用特定裝置采集處理聲音信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域與頻域分析，區(qū)分玻璃、塑料和其他類；第二，對(duì)云技術(shù)的研究，例如公開號(hào)為CN109969639A的中國專利公開了通過設(shè)置云端服務(wù)器，與云端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊連接的智能垃圾分類回收終端、用戶終端、大數(shù)據(jù)顯示終端、運(yùn)營終端，通過云端服務(wù)器將所有終端設(shè)備連成空間網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；第三，對(duì)語音識(shí)別的研究，例如公開號(hào)為CN110282286A的中國專利公開了語音識(shí)別模塊識(shí)別語音采集模塊采集的垃圾種類的名稱，云端服務(wù)器根據(jù)垃圾種類的名稱輸出控制指令到垃圾桶控制器以控制對(duì)應(yīng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置打開桶蓋；第四，對(duì)太陽能供電的研究，例如公開號(hào)為CN106429101A的中國專利公開了太陽能電池板及設(shè)于控制箱內(nèi)的蓄電池，該太陽能電池板與蓄電池連接，蓄電池為自動(dòng)分類的生活垃圾收集裝置進(jìn)行供電。

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的日益重視，對(duì)垃圾分類技術(shù)的研究也快速升溫。通過對(duì)智能垃圾分類技術(shù)在我國專利的統(tǒng)計(jì)與分析，針對(duì)該領(lǐng)域目前的狀況，提出幾點(diǎn)建議：

從專利申請(qǐng)量年度分布數(shù)據(jù)來看，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)總量在近幾年呈現(xiàn)逐年上升趨勢，同時(shí)具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ粐鴥?nèi)相關(guān)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，及時(shí)進(jìn)行專利布局。從專利申請(qǐng)人排名來看，國內(nèi)申請(qǐng)人主要集中在企業(yè)，但企業(yè)還未形成技術(shù)壟斷，高校院所申請(qǐng)量相對(duì)較少；由于高校院所的理論基礎(chǔ)好，企業(yè)的需求貼近實(shí)際生產(chǎn)需要，因此建議企業(yè)和高校院所加強(qiáng)合作，優(yōu)勢互補(bǔ)，以解決科研與生產(chǎn)脫節(jié)的問題，及時(shí)把科研成果投入生產(chǎn)。從專利技術(shù)領(lǐng)域分布來看，目前國內(nèi)申請(qǐng)人的申請(qǐng)熱點(diǎn)主要集中在以結(jié)構(gòu)為特征的垃圾貯器（B65F1），申請(qǐng)人對(duì)垃圾分類容器設(shè)計(jì)的關(guān)注程度較高；國內(nèi)研究人員應(yīng)重視開發(fā)多角度的研究方向，加快我國智能垃圾分類技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際化進(jìn)程。