基于專利分析的智慧農業技術發展研究

盧 瑾

（陜西地建土地勘測規劃設計院有限責任公司，陜西西安 710075）

隨著物聯網、大數據、云計算、區塊鏈及人工智能等新一代信息技術的興起，作為基礎產業的農業也開始探索與現代信息技術的融合，農業產業數字化、智能化、集約化的變革趨勢在逐步形成。隨著現代信息技術與農業的深度融合發展，通過物聯網、大數據、人工智能及空間信息等技術實現農業生產的在線監測、精準作業、數字化管理的智慧農業被認為是有望掀起新一輪農業革命的新興技術，農業的第三次革命—“農業數字革命”正在到來。專注于農村人工智能場景開發應用的研究人員李開復認為，農業生產中的大量重復性勞動，如播種、施肥和撒農藥都是可以被人工智能（AI）所取代。農村將是人工智能和機器人應用落地的最好場景［1］。劉璐認為，智慧農業的重要手段是現代信息技術，通過運用先進的物聯網、大數據及人工智能等技術對農業的生產經營進行智能化管理，從而實現農業生產的精準化、可視化及決策智能化［2］。付余仁認為，現階段已經具備較好的智能化管理基礎，而這也是智慧農業得以推廣的必要條件［3］。

2020 年，是總結十三五、開啟十四五的關鍵之年。農業農村部、中央網信辦聯合印發《數字農業農村發展規劃（2019—2025）》，具有深遠意義［4］。農業科技發展是智慧農業建設的重要組成部分，未來將依靠科學技術實現對農業產品質量和生產過程的無人化管理［5］。

1 數據來源與研究方法

利用專利檢索軟件，篩選關鍵詞，圍繞智慧農業展開，采用近義詞進行嘗試檢索，確定檢索式為“農業現代化 OR 智慧農業 OR 農業物聯網 OR 農業信息化 OR 農業智能”，在116 個國家/地區中，搜索出11 086 條專利，檢索時間為2020 年3 月31 日，將檢索時間范圍調整為2001—2020 年，檢索出專利數據為10 856 件。根據檢索數據，展開具體討論。

2 智慧農業技術發展概況

2.1 專利申請趨勢

申請趨勢可以從宏觀角度反映該技術領域在各時期的專利申請熱度變化。根據圖1 可以清晰看到，該領域專利申請數量逐年遞增。2017年的專利數量達到2 037個，2018、2019 年因數據不完備，不做完整趨勢分析。

2.2 專利授權趨勢

分析整個技術的授權趨勢，有助于了解該技術領域的授權情況。研究表明，專利授權呈現逐年遞增趨勢，從2001 年的17 件到2018 年976 件，其趨勢與專利申請趨勢基本保持一致，如圖2所示。

2.3 專利法律狀態

專利的法律狀態包括有效、失效、審中及未確認4 種。通常情況下，審中狀態表明新申請專利較多，該占比反映該領域近期創新活力，未確認狀態包含PCT 申請和無數據的情況。數據顯示，在智慧農業技術領域，如表1所示，失效專利3 602 件，占比32.49%；有效專利4 325件，占比39.01%；審中專利3 076 件，占比27.75%；其他專利83 件，占比0.75%。有效專利及審中專利占比超過66%，可見該領域技術發展有較強的創新活力。

2.4 專利類型

專利類型的分布反映該技術領域的申請人專注于保護創新的功能還是外觀。通常情況下，發明專利相對于實用新型的占比，更能反映該領域的創新程度。在智慧農業技術專利數據中，發明專利占比62.23%，實用新型專利占比36.49%，外觀設計專利占比1.28%，由此可見，該領域專利技術創新性較強。

3 重點專利分析

3.1 被引用最多的專利

已被廣泛應用且有很多人借鑒的專利更具影響力并代表著該技術領域的核心創新技術。按每件申請顯示一個公開文本的去重規則進行統計，引用排名前5 的專利分別是CN102165880A（被引用量81）、CN201898701U（被引用量61）、CN102445933A（被引用量58）、CN202886979U（被引用量57）及CN203241793U（被引用量56）。被引用量排名前十的專利具體信息如表1 所示：

3.2 市場價值最高的專利

根據國際專利分類（IPC）標準，可將專利價值分為10 種，見表2。

表2 專利價值行業基準對比

通過專利價值評估，找出該技術領域內最有價值的專利，幫助了解哪些專利發明具有較高的市場價值和利潤潛力。最有價值的專利是指該技術領域內具有最高專利價值的簡單同族。

3.3 核心技術分析

根據核心技術，可顯示該技術領域內主要公司的專利關鍵詞，有助于了解該技術領域內主要公司相關的技術概念，借此區分不同公司的技術焦點。關鍵詞使用最新的5 000 條專利計算得出。數據顯示，核心專利集中關鍵詞為“數據采集”“固定連接”“種基于”“方法及裝置”“物聯網”及“制備方法”。

通過核心概念分析可以了解該技術領域內最熱門的技術主題詞，了解該技術領域最新重點研發的主題。本文提取了該技術領域中最近5 000 條專利中最常見的關鍵詞，具體內容見表3。

表3 專利核心詞匯

4 結語

通過對專利技術發展情況進行分析，智慧農業領域專利數量及類型表現活躍，該領域有較好的發展勢頭，受到高校、企業的高度重視。通過對重點專利的討論，高被引專利來自南京農業大學的采摘機器人，具有較大的應用價值。根據專利價值梳理出專利價值行業基準，專 業 分 類 涉 及G05B19、A01G9、H04L29、A01G25、G06Q50、G01D21、G05D27、G08C17、C05G3 和A01C23。結合核心技術關鍵詞分析，智慧農業技術關鍵詞包括種基于、固定連接、物聯網、數據采集及方法及裝置等，這些方向也是該領域發展值得關注的方向。隨著我國鄉村振興持續發展，智慧農業將扮演重要角色，其中信息控制平臺建設、具體場景傳感器設備研發、物聯網需求將持續增大。