社會網(wǎng)絡(luò)分析視角下可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)特征及演化研究
——基于中美專利數(shù)據(jù)

李梓涵昕，羅 萍

（1.南昌大學中國中部經(jīng)濟社會發(fā)展研究中心；2.南昌大學經(jīng)濟管理學院，江西南昌 330031）

隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的發(fā)展，可穿戴設(shè)備作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)品成為創(chuàng)新的亮點。可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中最具活力與發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)之一，對國家經(jīng)濟發(fā)展具有重要的推動作用。該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到國家的高度關(guān)注，并將其作為供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的重要產(chǎn)業(yè)。可穿戴設(shè)備是一種能夠穿戴在用戶身體上或者整合到衣物配件上的具有數(shù)據(jù)采集和信息交互等功能的便捷式電子設(shè)備［1］，它的思想雛形發(fā)端于20 世紀50 年代。我國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)起步較晚。2013 年，百度推出了國內(nèi)第一款可穿戴設(shè)備——咕咚手環(huán)。2015 年5 月，中國版工業(yè)4.0《中國制造2025》提出信息化與工業(yè)化需要深度融合發(fā)展的觀點，同時統(tǒng)籌布局和推動可穿戴產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過近年來的發(fā)展，我國可穿戴設(shè)備的應(yīng)用已涉及健身與健康、醫(yī)療與保健、信息與娛樂及工業(yè)與軍事等領(lǐng)域［2］。作為智能終端的一環(huán)，可穿戴行業(yè)的發(fā)展得到了廣泛的關(guān)注和長足的進步。我國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)從無到有、迅猛發(fā)展，但與美國等西方國家仍然存在較大的差異，面臨產(chǎn)品核心技術(shù)自給率低的困境，究其原因在于產(chǎn)業(yè)整體自主創(chuàng)新能力偏弱。因此，對于可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

合作創(chuàng)新是不同主體之間跨組織、跨界面、跨時間、和跨空間的知識創(chuàng)新行為［3］。創(chuàng)新行為的說法最早出現(xiàn)于1917 年，英國技術(shù)聯(lián)合體“Research Association”的學者將此時的合作創(chuàng)新視為一種聯(lián)合創(chuàng)新行為［4］。隨后，F(xiàn)reeman［5］提出了創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的概念，他將網(wǎng)絡(luò)定義為以組織和市場相互滲透形式連接的企業(yè)間的創(chuàng)新合作關(guān)系。當前，學術(shù)界的合作創(chuàng)新研究主要從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和演化特征兩方面展開。Gang 等［6］基于復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論對產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的演化過程進行了仿真。高霞等［7］區(qū)分了ICT產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學研合作模式，進而探究產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性和演化路徑并分析產(chǎn)學研合作的深度、廣度及效率。Savin 等［8］發(fā)現(xiàn)小世界特性對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)知識體系的變化具有很強的魯棒性。Chuluun 等［9］利用連鎖董事會構(gòu)建合作網(wǎng)絡(luò)，探討了不同維度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對參與者創(chuàng)新的影響。袁劍鋒等［10］基于權(quán)重結(jié)構(gòu)視角刻畫了我國產(chǎn)學研合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系及結(jié)構(gòu)演化。楊仲基等［11］研究了中國石墨烯產(chǎn)業(yè)的合作網(wǎng)絡(luò)特征，并對該產(chǎn)業(yè)的新態(tài)勢做了初步判斷。李培哲等［12］以專利數(shù)據(jù)研究戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中的衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，揭示了我國產(chǎn)學研創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的演化規(guī)律。合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究成果為企業(yè)的合作關(guān)系提供了范式，對創(chuàng)新具有一定的促進作用。

可穿戴設(shè)備的相關(guān)研究多聚集在應(yīng)用領(lǐng)域、組成材料、具體產(chǎn)品、競爭態(tài)勢或現(xiàn)狀分析等方面。例如，Gao 等［13］建立了一個集成的接受模型，探討了影響消費者在醫(yī)療保健中使用可穿戴技術(shù)意愿的因素。Patel 等［14］研究了一種用于帕金森病(PD)患者的家庭監(jiān)測的無線可穿戴傳感器系統(tǒng)。Zeng 等［15］從材料、制造技術(shù)、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及基于纖維的可穿戴電子產(chǎn)品的應(yīng)用等方面進行評述，并闡述了可穿戴電子產(chǎn)品的性能需求。Tom 等［16］分析了游客對可穿戴智能眼鏡增強現(xiàn)實在博物館和美術(shù)館應(yīng)用開發(fā)的需求。宋揚等［17］從可穿戴領(lǐng)域重點上市公司的專利信息著手，挖掘了提升企業(yè)技術(shù)競爭力的專利要素。Ingrid Rügge 等［18］認為合適的可穿戴計算系統(tǒng)必須滿足不同的系統(tǒng)要求，涉及到移動工作流程和用戶的身體狀況。高蕾等［19］從多個維度統(tǒng)計分析了中國可穿戴技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。以往學者在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和可穿戴設(shè)備方面開展了一系列研究，在理論和實踐上均取得了卓越的成果，但是還沒有學者將整個可穿戴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來進行全面的、系統(tǒng)的論述。已有研究對可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特征和發(fā)展規(guī)律關(guān)注較少，對提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展的解釋力度有限。因此，本文旨在突破這一研究局限，以社會網(wǎng)絡(luò)的視角挖掘可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的專利數(shù)據(jù)，通過對比分析我國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的合作網(wǎng)絡(luò)特征和演化規(guī)律，為相關(guān)企業(yè)的發(fā)展和政策的制定提供一定借鑒。

1 研究設(shè)計

1.1 數(shù)據(jù)來源與處理

專利是發(fā)明人對一項科學技術(shù)在一定時期內(nèi)享有獨占的權(quán)利。據(jù)了解，專利信息包含了全球90%以上的R&D 產(chǎn)出［20］。本文基于德溫特創(chuàng)新索引（Derwent Innovations Index，簡稱DII）的專利數(shù)據(jù)探索可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。德溫特專利數(shù)據(jù)庫收錄了全球40 多個專利機構(gòu)的1 000 多萬個基本發(fā)明和2 000 萬項專利，該數(shù)據(jù)庫是國際上專利信息收入最全面的數(shù)據(jù)庫之一［21］。考慮到專利需要一定的審查期，因此設(shè)置檢索的時間跨度為1998—2017 年，檢索時間為2019 年2 月23 日。為收集有關(guān)可穿戴設(shè)備的專利，本文以 “TS=wearable device OR TS=wearable set OR TS=wearable computer”為主題字段進行檢索，共得到15 817 條相關(guān)專利。經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗，除去專利權(quán)人、專利申請人等信息缺失的部分專利，最終得到13 387 條有效專利。全球共有25 個國家申請了與可穿戴設(shè)備相關(guān)的專利，美國和中國分別以7 194 項和3 571 項列居前2 位，兩國年專利量如圖1 所示。本文依據(jù)現(xiàn)有研究提出的方法，以美國和中國為典型國家，對比分析兩國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)特征及演化路徑，為我國的技術(shù)創(chuàng)新及相關(guān)企業(yè)的研發(fā)模式和發(fā)展路徑提供參考。

圖1 1998—2017 年中美可穿戴設(shè)備專利量

1.2 方法及指標選取

社會網(wǎng)絡(luò)是由行動者以及行動者關(guān)系之間組合而成。可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)作為一種多主體的交互網(wǎng)絡(luò)，可以運用社會網(wǎng)絡(luò)分析領(lǐng)域的指標來描述網(wǎng)絡(luò)特征。通過對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行精準測度和科學計量，反映出網(wǎng)絡(luò)的整體性和節(jié)點的獨特性。

網(wǎng)絡(luò)的整體性是指網(wǎng)絡(luò)中所有行動者集合反映出來的特性，常用于分析的指標有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)密度、平均度、中心勢、網(wǎng)絡(luò)直徑、平均路徑長度和聚類系數(shù)等。網(wǎng)絡(luò)個體屬性指標是從微觀角度選取的能夠反映單個節(jié)點重要性的指標，本文采用中心性測度合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中單個重要節(jié)點的特性。

2 合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)特征

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲特征

中美兩國的可穿戴設(shè)備專利數(shù)量逐年增加，并呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。根據(jù)歷年專利發(fā)表量，結(jié)合可穿戴領(lǐng)域發(fā)生的重要事件，本文將兩國可穿戴設(shè)備專利的研究年份劃分為3 個連續(xù)時間段，即1998—2013 年，2014—2015 年 和2016—2017 年，對應(yīng)生命周期中的萌芽期、探索期和發(fā)展期。依據(jù)各個窗口期的合作情況，分別作兩國可穿戴領(lǐng)域的合作網(wǎng)絡(luò)拓撲圖形，如圖2 所示。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點代表專利權(quán)人，節(jié)點間的連線表示兩個節(jié)點之間存在專利合作的行為。節(jié)點越大，表示與該點合作的其他點的個數(shù)越多；連線越粗，則表示線段兩端的點間合作次數(shù)越多。在圖中含有大量節(jié)點的情況下，顯示全部的標簽名稱不利于清晰地可視化，因此本文將隱藏部分節(jié)點的名稱，僅留下連接次數(shù)較多的節(jié)點。從圖中可以看出，中美兩國在可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有相近的發(fā)展趨勢，但專利合作程度存在明顯的差別。美國的可穿戴產(chǎn)業(yè)起步早，在第一階段已有較高的的合作程度。而中國在該領(lǐng)域起步晚，在第一階段僅有少數(shù)專利權(quán)人，后兩個階段的合作程度也遠不如美國。

圖2 中美可穿戴合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

2.2 整體結(jié)構(gòu)測度

本文將用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、邊數(shù)、網(wǎng)絡(luò)密度、中心勢、平均度、網(wǎng)絡(luò)直徑、平均路徑長度和聚類系數(shù)對中美兩國可穿戴設(shè)備專利網(wǎng)絡(luò)進行測度，表1 反映了各項指標的數(shù)值。

表1 整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模主要指節(jié)點的數(shù)量，反映了網(wǎng)絡(luò)資源的豐富程度。在萌芽期，中國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作網(wǎng)絡(luò)中有67 個專利權(quán)人，專利權(quán)人間只產(chǎn)生了10次合作。此時，美國的合作網(wǎng)絡(luò)中有830 個專利權(quán)人，合作達2 251 次。美國是最早在可穿戴領(lǐng)域申請專利的國家。初期專利數(shù)量較少，但持續(xù)增長的態(tài)勢為美國的可穿戴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展孕育了良好的基礎(chǔ)。后兩個階段，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展，兩國的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模均以倍速增長。

網(wǎng)絡(luò)密度通常指網(wǎng)絡(luò)主體之間實際關(guān)系數(shù)量占最大可能關(guān)系數(shù)量的比例0,常被用來衡量成員之間聯(lián)系的緊密程度。中美兩國的可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)的密度在萌芽期均為0.004 5，但在探索期和發(fā)展期卻呈現(xiàn)減小的趨勢。兩國的可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)合作網(wǎng)絡(luò)的合作速度低于規(guī)模增長的速度，網(wǎng)絡(luò)主體之間聯(lián)系松散。

中心勢表現(xiàn)為其他點向某一點集中的趨勢，刻畫了網(wǎng)絡(luò)圖譜的整體中心性。萌芽期，中國的網(wǎng)絡(luò)中心性為4.22%，與該時期的拓撲圖中僅有10 個網(wǎng)絡(luò)主體間存在著合作關(guān)系的現(xiàn)象相符合。隨著網(wǎng)絡(luò)主體的增加，核心節(jié)點的優(yōu)勢被削弱，中心勢下降到0.77%和0.18%。網(wǎng)絡(luò)中心勢的變化反映了國內(nèi)該領(lǐng)域逐步進入正常發(fā)展狀態(tài)，核心節(jié)點對整體網(wǎng)絡(luò)的控制度減小。美國在3 個時期內(nèi)的中心勢較為穩(wěn)定，保持在1%以下的水平，網(wǎng)絡(luò)中處于中心位置的節(jié)點較少。

平均度則反映了網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的平均連接情況。萌芽期，中國可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)的平均度為0.299，美國的平均度為6.134，兩國存在較大差距，且這種差距在后兩個時期仍然存在。美國的網(wǎng)絡(luò)主體之間的合作情況良好，平均每個網(wǎng)絡(luò)主體與其他主體之間會產(chǎn)生6 次合作，而中國的網(wǎng)絡(luò)主體之間僅有1 次合作。

網(wǎng)絡(luò)直徑表示為網(wǎng)絡(luò)中任意兩點間的最大距離0，反映了合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的連通性。中國在萌芽期的網(wǎng)絡(luò)直徑為1，表明除去孤立節(jié)點后，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點與其他節(jié)點建立合作關(guān)系最多需要1 步。該時期網(wǎng)絡(luò)節(jié)點少，技術(shù)創(chuàng)新知識傳輸效率高。這一時期，美國的網(wǎng)絡(luò)直徑為20，較大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和較多的合作次數(shù)未給信息傳輸效率帶來充分提升，網(wǎng)絡(luò)中存在一定的無序現(xiàn)象。探索期和發(fā)展期，中國的網(wǎng)絡(luò)直徑小于美國，這是中國的可穿戴合作網(wǎng)絡(luò)具有的優(yōu)勢。

平均路徑長度是指網(wǎng)絡(luò)中任意兩個節(jié)點到達彼此所有要經(jīng)過的路徑長度之和的平均數(shù)值，聚類系數(shù)則是各個節(jié)點密度系數(shù)之和的均值，兩者可以用來刻畫網(wǎng)絡(luò)中的“小世界效應(yīng)”。3 個時期內(nèi)，中美兩國的可穿戴合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的平均路徑長度小于10，聚類系數(shù)大于0.1 時，可以認為整體網(wǎng)絡(luò)都存在“小世界效應(yīng)”，具備提高交流效率和質(zhì)量的條件。

通過對中美兩國的可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)中的整體指標比較分析，可以發(fā)現(xiàn)中美在該領(lǐng)域的發(fā)展水平有較大的差距。美國的起步較早，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)主體之間的合作情況均有著較好的發(fā)展。中國在這一產(chǎn)業(yè)起步晚，網(wǎng)絡(luò)主體之間的合作程度有待提高。兩國作為可穿戴設(shè)備專利擁有量較多的國家，合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)逐步形成并不斷完善。

3 合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點分析

3.1 資源結(jié)構(gòu)特征

中心度可以反映可穿戴設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)主體所擁有的權(quán)利和所處的結(jié)構(gòu)位置。核心專利權(quán)人對整個網(wǎng)絡(luò)具有重要的影響，挖掘網(wǎng)絡(luò)的核心專利權(quán)人有利于更好地對網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供對策。中心度可分為點度中心度、中介中心度和接近中心度三類，表2 和表3 分別顯示了兩國在3 個時期內(nèi)專利合作網(wǎng)絡(luò)中排名前5 位的主要專利權(quán)人。

表2 中國各時間段主要專利權(quán)人

表2 顯示，中國可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)的專利權(quán)人在三個時期擁有不同的性質(zhì)。萌芽時期，點度中心度排名前5 的專利權(quán)人中，“LUNA M”和“FULLAMS”均為外國人，“ILIVER INC”和“ALIPHCOM”均為外國公司，僅有第5名為中國企業(yè)，這表明中國該時期的合作更多地由國外專利權(quán)人主導(dǎo)。接近中心度較高的專利權(quán)人中有4 家是中國企業(yè)，其中包括一位中國臺灣個人。結(jié)果顯示這一時期內(nèi)國外企業(yè)和研發(fā)個人在網(wǎng)絡(luò)中占有重要位置，中國可穿戴設(shè)備專利研發(fā)能力弱，缺少合作的機會。但是國內(nèi)企業(yè)具有本土化的優(yōu)勢，它們在網(wǎng)絡(luò)不容易被國外專利權(quán)人控制。

在探索時期，中心度前5 的專利權(quán)人均為中國企業(yè)，并且這些企業(yè)大多數(shù)存在集團關(guān)系或母子公司關(guān)系。這反映了國內(nèi)可穿戴設(shè)備企業(yè)開始重視合作的現(xiàn)象，它們在網(wǎng)絡(luò)中的交流合作相對頻繁，控制著網(wǎng)絡(luò)的大部分資源。這一時期的合作關(guān)系更多地建立在總公司與子公司的紐帶關(guān)系上，由此促進創(chuàng)新成果產(chǎn)出。

在發(fā)展時期，國內(nèi)可穿戴行業(yè)已有數(shù)十年的發(fā)展，在前兩個時期已經(jīng)從事相關(guān)研究的企業(yè)也獲得了一定成果。此時，中心度排名靠前的專利權(quán)人大多數(shù)是可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的新進入者。就新進入企業(yè)而言，與先進入企業(yè)合作是極其有效的創(chuàng)新方式。“STATE GRID CORP CHINA”作為一家大型具有豐富資源和技術(shù)的國有企業(yè)，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了重要的影響。可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)中主體多樣化的特征表明中國該領(lǐng)域呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。

表3 美國各時間段主要專利權(quán)人

表3 列出了美國各時期的主要專利權(quán)人，美國的可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主體與中國有很大差別。在萌芽時期，度數(shù)中心度和接近排名前5 的專利權(quán)人均為個人。通常由多個發(fā)明人參與某一項專利研究，這些發(fā)明人也充當了專利權(quán)人的角色。“DAVIS B L”是中間中心度排名最高的個人，擁有幾項包含基礎(chǔ)性的技術(shù)專利使他獲得了控制優(yōu)勢。“XYBERNAUT CORP”“MICROSOFT CORP” 和“GOOGLE INC”是中間中心度排名靠前的企業(yè)，自身強大的影響力和豐富的資源有助于提升它們在合作網(wǎng)絡(luò)中的地位。在這一時期內(nèi)，個人在美國可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮了重要的作用，發(fā)明人憑借多人參與合作的專利積極與他人聯(lián)系，在網(wǎng)絡(luò)中控制著大部分資源。

在探索時期，中間中心度排名前5 的專利權(quán)人中出現(xiàn)了幾家大型企業(yè)，這些企業(yè)參與可穿戴設(shè)備專利的研發(fā)，在專利網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主動權(quán)。為了獲得更大的國際競爭態(tài)勢，跨國申請專利的現(xiàn)象逐漸增多。不少國外專利權(quán)人在美申請專利，改變了美國原有的主要專利權(quán)人格局。

在發(fā)展期內(nèi)，美國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中重要專利權(quán)人以企業(yè)為主。度數(shù)中心度和中間中心度排名靠前的專利權(quán)人中均有4 家高新技術(shù)企業(yè)，它們積極地與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點進行合作，促進網(wǎng)絡(luò)資源的流動。個人在合作網(wǎng)絡(luò)中的中心度仍然保持較高值，但美國本土企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的作用不容小覷。

中美兩國的可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)中的資源結(jié)構(gòu)具有顯著差別。萌芽時期，國外專利權(quán)人在中國申請專利，帶動了可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此時，合作網(wǎng)絡(luò)中的資源由少數(shù)的企業(yè)和國外個人掌握。美國的個體研究者在專利網(wǎng)絡(luò)中控制著大部分的資源，較少企業(yè)擁有相關(guān)專利。在探索時期，中國的企業(yè)通過總公司和子公司或子公司和子公司合作參與專利研發(fā)，成為網(wǎng)絡(luò)中的重要專利權(quán)人。企業(yè)之間的合作對象較為固定，可穿戴設(shè)備專利資源被少數(shù)幾個有一定特殊關(guān)系的企業(yè)控制。美國的個體研究者仍然控制著網(wǎng)絡(luò)中大部分資源，一些科技公司的網(wǎng)絡(luò)地位凸顯。在發(fā)展時期，中國專利合作網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了更多的企業(yè)，它們通過積極與其他企業(yè)合作增加自身影響力，從而提升了在網(wǎng)絡(luò)中的地位，美國的資源控制情況與中國相類似。3 個時期內(nèi)，兩國的可穿戴設(shè)備專利合作網(wǎng)絡(luò)中的主要資源由少數(shù)專利權(quán)人控制轉(zhuǎn)向多樣化專利權(quán)人控制的局面。

3.2 技術(shù)集群分析

專利文獻中的國際專利分類號（IPC）代表了一項專利包含的技術(shù)領(lǐng)域。通過分析中美兩國在3 個時間段和整個時期內(nèi)可穿戴設(shè)備專利中的IPC，可識別技術(shù)熱點和探究技術(shù)演化規(guī)律。

通過對IPC 進行聚類，作出各時期IPC 網(wǎng)絡(luò)可視化圖譜，如圖3 和圖4 所示。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點代表分類號，節(jié)點間的連線代表兩個分類號共同出現(xiàn)在一篇專利文獻中。節(jié)點越大，表明該IPC 表示的節(jié)點與其他節(jié)點的共現(xiàn)的次數(shù)越多。

圖3 中國各時期及總時期的IPC 聚類圖譜

在萌芽時期，中國的IPC 圖譜中僅有6 個包含少量IPC 的聚類，專利申請主要集中在電數(shù)字數(shù)據(jù)識別和處理，以及信號裝置等基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域。探索時期，可穿戴設(shè)備專利網(wǎng)絡(luò)中IPC 的聚類達到19 個，最大的聚類包含了17 個IPC 節(jié)點。這一時期，我國的可穿戴設(shè)備不僅在基礎(chǔ)電器原件和電路等方面有了進步，也開始涉足醫(yī)學、教育、娛樂領(lǐng)域。

在發(fā)展時期，IPC 聚類達到38 個，最大的聚類有35 個節(jié)點。這一時期原有節(jié)點間的聯(lián)系明顯得到了加強，并涌現(xiàn)了一些新的IPC 分類號。由于可視化的特殊性，一些聯(lián)系較少的節(jié)點沒有顯示出來，涌現(xiàn)的新節(jié)點在這種情況下仍然出現(xiàn)在圖譜中，說明它們代表了競爭力很強的新技術(shù)。可穿戴設(shè)備專利在超微技術(shù)、照明技術(shù)、家居用品乃至養(yǎng)殖業(yè)都有較快的發(fā)展。在總的研究期間內(nèi)，中國可穿戴設(shè)備專利主要圍繞電通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等展開研發(fā)，用于服飾用品和裝飾品的技術(shù)是少數(shù)除基礎(chǔ)領(lǐng)域外發(fā)展較快的領(lǐng)域。

圖4 美國各時期及總時期的IPC 聚類圖譜

在萌芽時期，美國的聚類情況與中國同時期的聚類情況形成鮮明對比。網(wǎng)絡(luò)圖譜中有28 個聚類，最大的聚類包含35 個分類號。IPC 與專利申請量有著重要的關(guān)系，中國此時的可穿戴設(shè)備專利的申請量不多，因而技術(shù)領(lǐng)域也受限。美國在此期間的可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了較好的發(fā)展，專利申請量大，專利技術(shù)覆蓋范圍廣。美國的可穿戴設(shè)備專利的基礎(chǔ)性領(lǐng)域已經(jīng)完備，由此延伸的應(yīng)用領(lǐng)域有醫(yī)學、教育、服裝、航空等。此外，美國的專利技術(shù)在此期間就已經(jīng)向超微技術(shù)方向發(fā)展。

在探索時期，美國可穿戴設(shè)備專利包含了558個IPC 節(jié)點，比上一時期增加了187 個節(jié)點。這些節(jié)點組成了25 個IPC 聚類，最大的聚類存在著45個IPC 節(jié)點。聚類數(shù)量減少和節(jié)點數(shù)量增加反映IPC節(jié)點之間的聯(lián)系更加緊密，技術(shù)領(lǐng)域相互交叉，孕育新技術(shù)。適用于行政管理或是商業(yè)金融等方向的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、語音處理或解碼、家庭用的物品或設(shè)備和手攜物品或旅行品等涉及的專利技術(shù)均在這一時期出現(xiàn)，美國的可穿戴設(shè)備專利的基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域在不斷完善的同時也在朝著生活化方向發(fā)展。

在發(fā)展時期，由966 個節(jié)點組成的33 個聚類構(gòu)成了IPC 網(wǎng)絡(luò)圖譜，最大的聚類包含了85 個節(jié)點。該時期的網(wǎng)絡(luò)圖譜呈發(fā)射狀，中間部分是基礎(chǔ)技術(shù)，邊緣節(jié)點代表的技術(shù)還在探索階段。美國可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)較為完備，該產(chǎn)業(yè)正朝著縱深方向發(fā)展。

中美兩國在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的IPC 聚類反映了技術(shù)發(fā)展路徑及技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域有很大區(qū)別。在萌芽期，美國的基礎(chǔ)技術(shù)就已經(jīng)有了很大發(fā)展，中國處于半起步階段。探索期，美國已經(jīng)成功將可穿戴設(shè)備運用于生活化的裝置中，中國仍在探索性地與醫(yī)學、教育、娛樂等項結(jié)合。在發(fā)展期，美國可穿戴設(shè)備與其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合的現(xiàn)象明顯，中國在加緊開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域的步伐，以期先占據(jù)有利地位。總的來說，美國可穿戴專利技術(shù)的發(fā)展速度較快，中國在該領(lǐng)域的發(fā)展有一定的落后性和局限性。

3.3 技術(shù)引用情況

專利引用反映了專利權(quán)人之間的知識流動。引用率較高的專利可能擁有基礎(chǔ)性技術(shù)或關(guān)鍵性技術(shù)，可用于二次創(chuàng)新。分析高頻被引專利有助于掌握相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。引用頻次最高的專利和被引次數(shù)排名前34 名的專利均為美國的專利。在前5 百的高頻被引專利中，美國擁有442 項，中國擁有3 項。分析結(jié)果顯示，可穿戴設(shè)備專利中的高頻被引專利大部分屬于美國。美國掌握了可穿戴領(lǐng)域的重要技術(shù)，中國在該領(lǐng)域缺乏核心技術(shù)。

4 結(jié)論與啟示

本文基于德溫特專利索引公開的1998—2017 年中國和美國的可穿戴設(shè)備專利數(shù)據(jù)，構(gòu)建兩國的可穿戴專利合作網(wǎng)絡(luò)，運用社會網(wǎng)絡(luò)方法，揭示了中國和美國在可穿戴領(lǐng)域合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征和演化規(guī)律并在中美兩國之間進行比較。研究結(jié)果表明，中美兩國的發(fā)展趨勢有一定相似性，但在該領(lǐng)域的發(fā)展程度和合作程度存在較大差別。在整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，中國3 個時期的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)都遠低于美國；兩國的網(wǎng)絡(luò)密度偏低，且中心勢逐漸穩(wěn)定在較低水平；美國合作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點平均度和網(wǎng)絡(luò)直徑較中國的大；兩國網(wǎng)絡(luò)中均存在“小世界效應(yīng)”。在個體網(wǎng)絡(luò)特征方面，中美兩國的主要專利權(quán)人構(gòu)成有明顯不同，中國的主要專利權(quán)人為企業(yè)，美國的主要專利權(quán)人為個人和部分高新技術(shù)企業(yè)；美國擁有大量可穿戴核心技術(shù)專利，中國缺乏這一領(lǐng)域的重要技術(shù)；中國可穿戴技術(shù)開發(fā)的步伐落后于美國。總的來說，美國的可穿戴專利產(chǎn)業(yè)發(fā)展完備，專利權(quán)人之間的合作程度相對較高；中國在該領(lǐng)域的起步晚，專利權(quán)人之間的合作意愿不高，制約了整個產(chǎn)業(yè)的合作創(chuàng)新。

基于以上分析結(jié)果，本文為我國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出以下建議。首先，各參與者充分利用已有網(wǎng)絡(luò)資源。我國可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)在逐步進入快速發(fā)展時期，已有網(wǎng)絡(luò)成員積攢了資源，新入主體與原來的專利權(quán)人合作，學習經(jīng)驗和技術(shù)，提高自己在網(wǎng)絡(luò)中的地位。其次，實現(xiàn)差異化發(fā)展戰(zhàn)略。我國與美國的基礎(chǔ)性技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)較為完備，現(xiàn)階段迫切需要開發(fā)新的技術(shù)領(lǐng)域。各參與者專注于特定的技術(shù)領(lǐng)域，有助于將專利技術(shù)做精、做強，從而帶動可穿戴產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。再者，鼓勵多各發(fā)明人參與一項技術(shù)研發(fā)。多人參與研發(fā)可以促進知識的交流和積累，增加攻克復(fù)雜技術(shù)的機會，實現(xiàn)多技術(shù)領(lǐng)域之間的融合交互。最后，政府應(yīng)出臺更多的政策支持可穿戴產(chǎn)業(yè)，為網(wǎng)絡(luò)參與者提供交流合作創(chuàng)新的技術(shù)平臺，從而促進新一代信息技術(shù)的發(fā)展。

本文系統(tǒng)對比了中美兩國可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和演變趨勢，為我國可穿戴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。然而，由于選取的數(shù)據(jù)樣本僅為與可穿戴技術(shù)相關(guān)的專利，不足以全面反映這一產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)出。如何進一步衡量可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的合作創(chuàng)新，明確該產(chǎn)業(yè)的前沿發(fā)展方向，還需要進一步探討。