中國智能垃圾分類技術專利申請現狀

2019年6月住建部等部委發布了《關于在全國地級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個重點城市到2020年底基本建成垃圾分類處理系統。2019年7月1日起，《上海市生活垃圾管理條例》正式實施，上海率先強制實行垃圾分類。隨后，新修訂的《北京市生活垃圾管理條例》于2020年5月1日起實施。隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，垃圾的總量不斷增加。當前，我國垃圾普遍具有成分復雜、分類成本高等特點，居民、政府、企業三個垃圾分類的主體之間存在著垃圾分類權責模糊、主體意識淡薄、參與度不高等問題。近兩年垃圾分類和回收領域活力十足，2018年上半年有77個垃圾分類項目放出，累積中標金額5億元。垃圾分類逐漸成為人們關注的熱門話題，垃圾分類技術也成為了研究熱點。我國在垃圾分類技術方面的研究市場需求較大，仍存在著很大的研究空間。

由于傳統的垃圾處理方法存在不同程度的不足，隨著人們對垃圾處理效果與效率的不斷追求，智能垃圾分類技術已經成為垃圾處理領域的一個重要的研究發展方向。智能垃圾分類技術融合了大數據技術、物聯網技術、互聯網技術、人工智能等多種創新技術。智能垃圾分類技術具有智能化、操作簡單、便于數據分析及實時監控等優點，受到了極大關注。針對智能垃圾分類技術在我國的專利申請進行檢索，由檢索結果分析該領域在我國專利申請狀況、技術現狀以及研究趨勢，從而為該領域科研人員的研究方向和專利布局提供參考信息。

專利申請狀況

專利申請的總體情況分析

智能垃圾分類技術在我國專利申請總量呈逐年上升趨勢，如圖1所示。1992年至2000年處于技術起步階段，該領域的年申請量均在10件以下。2001年至2018年專利申請量開始迅速上升，總體趨勢呈逐漸增加的態勢，這主要是由于國內對環境保護和資源綜合利用的關注以及人們環保意識的提升，對智能垃圾分類技術的研究成為熱點。2019年后，由于專利從申請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間專利申請的實際數量。從總體趨勢上可以預見，智能垃圾分類技術在我國專利申請量中一定的時間段內，仍然會維持在一個較高的水平，申請人對該領域的技術研發熱情和投入力度比較高。

圖1 專利申請量年度分布

主要專利申請人排名情況

為了了解申請人的主體以及專利申請的集中程度，對該領域我國專利申請量前10位的申請人做了分析后，不難看出該領域在我國專利申請的申請人均為企業，如表1所示（見下頁）。這說明國內的企業已經意識到智能垃圾分類技術的重要性，同時重視該技術的研發和市場投入，在傳統垃圾分類技術的基礎上，不斷探索新的智能垃圾分類技術，同時嘗試對該領域的技術進行專利布局。而從另一方面來看，雖然國內企業在總體申請量上占據了一定的優勢，但前10位申請人均沒有與其他企業或高校院所進行聯合申請，每個企業的申請量并不高，技術分散在不同的企業中，體系性不高，難以將企業在專利技術上的申請量優勢轉換為對應的市場占有份額。

表1

專利技術領域分布

為了找出智能垃圾分類技術中較活躍的專利技術領域，分析了相關專利主要涉及的IPC（國際專利分類法）分類大組，取前10個IPC大組分類號進行排序，通過對IPC大組分類號的分析，以及主要IPC大組技術領域，如表2所示，進行分析可以了解該領域的技術構成。

表2

在智能垃圾分類技術的專利申請中，如圖2所示（見下頁），屬于B65F1的專利申請量明顯多于其他分類下的申請量，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，智能垃圾分類技術的熱點專利技術領域主要包括垃圾貯器、固體廢物的破壞或將固體廢物轉變為有用或無害的東西、固體廢物的處理等方面。

圖2 專利技術領域IPC分類

技術現狀

智能垃圾分類技術的研究整體呈增長趨勢，這說明智能垃圾分類技術早已受到關注，隨著技術手段、方法及理念的更新，對該領域的探究熱度不斷上升。研究人員主要從四個方面對智能垃圾分類技術進行了研究與探索：第一，對分類識別的研究，例如公開號為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，其中自動識別分類的方法為基于霍爾傳感器原理的接近開關探測金屬；利用敲擊被測物發聲，使用特定裝置采集處理聲音信號，對信號進行時域與頻域分析，區分玻璃、塑料和其他類；第二，對云技術的研究，例如公開號為CN109969639A的中國專利公開了通過設置云端服務器，與云端服務器網絡通訊連接的智能垃圾分類回收終端、用戶終端、大數據顯示終端、運營終端，通過云端服務器將所有終端設備連成空間網絡，通過網絡通訊進行數據信息交互及數據統計；第三，對語音識別的研究，例如公開號為CN110282286A的中國專利公開了語音識別模塊識別語音采集模塊采集的垃圾種類的名稱，云端服務器根據垃圾種類的名稱輸出控制指令到垃圾桶控制器以控制對應的第一驅動裝置打開桶蓋；第四，對太陽能供電的研究，例如公開號為CN106429101A的中國專利公開了太陽能電池板及設于控制箱內的蓄電池，該太陽能電池板與蓄電池連接，蓄電池為自動分類的生活垃圾收集裝置進行供電。

隨著人們對環境保護問題的日益重視，對垃圾分類技術的研究也快速升溫。通過對智能垃圾分類技術在我國專利的統計與分析，針對該領域目前的狀況，提出幾點建議：

從專利申請量年度分布數據來看，該領域的專利申請總量在近幾年呈現逐年上升趨勢，同時具有很大的發展潛力；國內相關企業應抓住機遇，及時進行專利布局。從專利申請人排名來看，國內申請人主要集中在企業，但企業還未形成技術壟斷，高校院所申請量相對較少；由于高校院所的理論基礎好，企業的需求貼近實際生產需要，因此建議企業和高校院所加強合作，優勢互補，以解決科研與生產脫節的問題，及時把科研成果投入生產。從專利技術領域分布來看，目前國內申請人的申請熱點主要集中在以結構為特征的垃圾貯器（B65F1），申請人對垃圾分類容器設計的關注程度較高；國內研究人員應重視開發多角度的研究方向，加快我國智能垃圾分類技術知識產權的國際化進程。