科技創(chuàng)新視域下的乒乓球?qū)＠邪l(fā)耦合關(guān)系特征與作用機制研究 ①

司嫣然， 劉海榮， 王駿， 張元梁

1.上海外國語大學 體育教學部， 上海 200083； 2.上海師范大學 體育學院， 上海 200234

乒乓球作為我國優(yōu)勢運動項目， 在世界乒乓球運動發(fā)展中， 其運動技術(shù)水平與運動成績不斷創(chuàng)新高， 優(yōu)異成績的取得與體育科技人員不懈努力研發(fā)出的一大批與各類乒乓球器材裝備相關(guān)的發(fā)明專利、 實用新型專利、 外觀設(shè)計專利密不可分． 這種項目特色與科學技術(shù)之間相互影響、 彼此促進的特點， 推動著乒乓球運動產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展．

1 專利文獻綜述

查閱文獻發(fā)現(xiàn)， 國外與體育產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專利技術(shù)研究文獻非常少， 而國內(nèi)相關(guān)文獻研究內(nèi)容主要集中在以下兩個方面：

一是關(guān)于體育用品業(yè)企業(yè)競爭力的研究， 該類研究主要偏向于理論評述的定性分析， 而理論與定量數(shù)據(jù)相結(jié)合的研究較少． 例如有學者[1-3]利用問卷調(diào)查、 文獻資料等方法對體育用品業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、 核心競爭力的重要性， 提高競爭力的途徑以及影響行業(yè)發(fā)展的瓶頸進行了客觀的評述， 并對相關(guān)體育用品專利進行了科學計量研究．

二是學者明宇等[4-6]采用計量學方法對我國體育器械、 運動專項鞋等發(fā)明專利做了相應(yīng)研究， 認為進一步提高我國體育器械技術(shù)創(chuàng)新能力的有效途徑之一就是加大對體育器械科研人才培養(yǎng)力度， 通過構(gòu)建研發(fā)團隊， 加強企業(yè)與大學之間的集群研究； 另有學者分別對運動鞋、 網(wǎng)球、 高爾夫、 足球的專利技術(shù)進行了相應(yīng)的計量研究， 其中王磊等人[7-8]以專利技術(shù)分類作為研究對象， 分析了體育用品的共性技術(shù)及其發(fā)展變化趨勢， 提出需進一步改進與完善我國技術(shù)進步相關(guān)法律法規(guī)和條例， 這樣才有利于提升與保護專利先行的知識產(chǎn)權(quán)意識； 張元梁等人[9-10]在其網(wǎng)球?qū)＠芯恳晃闹姓J為， 網(wǎng)球發(fā)明專利成果增量是與國際網(wǎng)球運動發(fā)展趨勢相伴共生的， 雖然網(wǎng)球的發(fā)明專利成果積累頗豐， 但是主要分布在計算機軟件編程與應(yīng)用、 符合人體運動與專項特點的運動服裝設(shè)計、 網(wǎng)球比賽場地設(shè)備以及運動技術(shù)裝備和器材等方面； 司嫣然等[11]、 王駿[12]分別對高爾夫、 足球2個運動項目專利技術(shù)的形成時間、 特征以及相關(guān)技術(shù)的最新可視化圖譜動態(tài)信息展開了多角度探索與分析， 形成了有一定新意的學術(shù)觀點．

在現(xiàn)有的相關(guān)文獻中尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于影響我國乒乓球發(fā)明專利研發(fā)相關(guān)因素的研究， 這從客觀上為我們深入研究提供了較大空間， 因此本研究從體育科技創(chuàng)新視角出發(fā)， 對影響我國乒乓球發(fā)明專利研發(fā)的相關(guān)因素及其可能存在的耦合關(guān)系與表現(xiàn)特征進行了研究．

2 研究方法

本研究相關(guān)數(shù)據(jù)來源于我國知識產(chǎn)權(quán)局數(shù)據(jù)庫， 該數(shù)據(jù)庫可以檢索到我國發(fā)明專利、 實用新型專利、 外觀設(shè)計專利， 該數(shù)據(jù)庫不僅支持邏輯組配， 而且部分專利還可以進行了人工索引， 如機構(gòu)屬性的標引． 為此我們選擇中國專利收費數(shù)據(jù)庫作為構(gòu)建乒乓球?qū)＠夹g(shù)數(shù)據(jù)源， 為后續(xù)處理數(shù)據(jù)與分析奠定基礎(chǔ)．

2.1 檢索方式

首先根據(jù)乒乓球運動項目以及所涉及的運動鞋、 電子設(shè)備、 場地器材、 服飾鞋帽、 運動器材等定義， 確定檢索思路、 策略和關(guān)鍵詞， 然后確定研究范圍的時間跨度為2001-2019年， 共計19年． 由于獲得發(fā)明專利授權(quán)是專利質(zhì)量的重要體現(xiàn)， 因此檢索出的相應(yīng)的發(fā)明授權(quán)專利、 實用新型專利數(shù)據(jù)為集合數(shù)據(jù)范圍．

2.2 數(shù)據(jù)處理

科學研究中， 人們往往根據(jù)研究任務(wù)的需要有針對性地對若干隨機變量之間存在的關(guān)系和所反映的數(shù)據(jù)特征， 運用統(tǒng)計學的多變量數(shù)據(jù)處理方法展開分析， 期望從眾多變量中， 選擇出對因變量有統(tǒng)計意義的自變量， 而這就需要對自變量進行篩選． 每引進一個新的變量時， 就需要重新對新的方程中的全部自變量做顯著性檢驗， 剔除變量的顯著性水準為0.10， 如p≥0.10， 則該變量被剔除出方程， 剔除變量的顯著性水準必須大于選入量的顯著性水準[13-15]． 這樣反復多次運算， 最終得到既無顯著變量從回歸方程中剔除， 又無顯著變量引入回歸方程為止的理想結(jié)果．

3 結(jié)果與分析

3.1 乒乓球發(fā)明專利技術(shù)成果與影響研發(fā)因素的多元線性回歸統(tǒng)計模型及其關(guān)系

表1和表2均顯示了本研究所獲得的多元線性回歸模型的具體檢驗結(jié)果， 其中調(diào)整R2為0.972， 統(tǒng)計量F值為209.372， 相應(yīng)的顯著性概率p=0.000<0.001． 說明該方程得到的回歸整體效果明顯， 回歸模型有效．

表1 多元線性回歸模型檢驗

表2 方差分析表

表3為多元線性回歸模型中各回歸系數(shù)的檢驗結(jié)果． 自變量“發(fā)明申請”“發(fā)明人次”“國際分類”“被引頻次”的系數(shù)檢驗p均為0.000， 均小于0.001， 說明這4個自變量與因變量“乒乓球?qū)＠跈?quán)”之間存在顯著線性相關(guān)關(guān)系， 且回歸系數(shù)分別為0.240，0.606，0.650，0.216； 而反映乒乓球?qū)＠跈?quán)的自變量“同比系數(shù)”“環(huán)比系數(shù)”“跟蹤系數(shù)”的系數(shù)檢驗p分別等于0.964，0.272，0.975， 均大于0.10， 由于這3個自變量與因變量“專利授權(quán)”的線性相關(guān)關(guān)系不顯著而被剔除． 由此最終得到本研究的逐步回歸統(tǒng)計模型， 其因變量“專利授權(quán)”與自變量“發(fā)明申請”“發(fā)明人次”“國際分類”“被引頻次”之間的函數(shù)關(guān)系為：

Y=-54.65+0.422X1+1.02X2+4.737X3+18.842X4

該統(tǒng)計模型中， 每個回歸系數(shù)都通過了顯著性檢驗， 且回歸方程中的標準化偏回歸系數(shù)順序也顯示對因變量“專利授權(quán)”影響最大的變量順序是“國際分類”， 其次為“發(fā)明人次”， 影響第三位的是“發(fā)明申請”， 影響相對較小的則是“被引頻次”． 據(jù)此可以認為在2001年至2019年的19年間， 我國體育科技人員研發(fā)成功的乒乓球?qū)＠麛?shù)量增長與乒乓球發(fā)明專利國際分類數(shù)量分布緊密相連． 因為專利國際分類數(shù)量直接反映專利成果研發(fā)的廣度、 深度以及技術(shù)成果之間相互滲透的融合度， 該因素的背后不僅預(yù)示著專利成果數(shù)量的增加， 而且表明其成果內(nèi)在技術(shù)含量與質(zhì)量不斷得到進一步提升； 同時， 每一項乒乓球?qū)＠晒男纬膳c發(fā)明人次、 申請數(shù)量以及專利研發(fā)成果被他人借鑒引用等影響因素也存在緊密聯(lián)系， 這不僅對微觀層面科技研發(fā)人員從事科技創(chuàng)新具有積極的啟示作用， 而且從科技管理的宏觀層面看， 應(yīng)該進一步遵循與把握科技管理的客觀規(guī)律， 遵循科技創(chuàng)新工作的特征， 建立良好的體育科技研發(fā)運行機制， 注重引導體育產(chǎn)業(yè)科技人員不斷取得體育專利最新成果．

表3 多元線性回歸模型的系數(shù)檢驗

雖然本研究從統(tǒng)計學層面建立了多元回歸方程， 并對乒乓球?qū)＠邪l(fā)成果與影響因素之間的關(guān)系做了技術(shù)層面的論述， 但為了進一步探索與揭示統(tǒng)計學因素后面可能存在的較為深刻的來自社會若干方面的影響因素， 本研究對乒乓球發(fā)明專利量與國際分類號數(shù)量、 發(fā)明申請量、 發(fā)明人次、 被引頻次之間的耦合關(guān)系展開了分析．

3.2 乒乓球發(fā)明專利量與發(fā)明申請量、 發(fā)明人次、 被引頻次之間的耦合關(guān)系

由耦合概念內(nèi)涵可知， 乒乓球發(fā)明專利量與發(fā)明申請量、 發(fā)明人次、 被引頻次之間既緊密相關(guān)同時又相互作用， 諸多因素相輔相成， 形成了乒乓球?qū)＠邪l(fā)過程中科技共同體， 這其中既有科技人員對乒乓球?qū)＠邪l(fā)前所進行的專利文獻檢索， 同時也有有意識、 有目的展開乒乓球?qū)＠邪l(fā)的引證與被引頻次分析， 而專利文獻被引頻次是發(fā)明專利成果評價中最具代表性的科學計量指標． 新一輪乒乓球?qū)＠邪l(fā)過程中， 實際參與人員的構(gòu)思與設(shè)計、 后續(xù)專利申請直至獲批授權(quán)， 使研發(fā)隊伍不斷壯大， 促進了發(fā)明人次、 發(fā)明申請人次的提升以及發(fā)明成果的不斷涌現(xiàn)．

這種耦合關(guān)系主要涵蓋兩個方面： 一方面體現(xiàn)我國乒乓球?qū)＠邪l(fā)的基本特征， 即乒乓球?qū)＠邪l(fā)的內(nèi)在需求和體育產(chǎn)業(yè)、 運動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的外在需求是科技人員選擇研發(fā)項目的雙重依據(jù)和深層次驅(qū)動要素； 另一方面科技人員作為研發(fā)主體選擇乒乓球運動項目展現(xiàn)專利研發(fā)的內(nèi)在必然性， 體現(xiàn)了專利研發(fā)過程所具有的內(nèi)生特性． 這種專利研發(fā)的內(nèi)在動力源， 主要來自我國作為乒乓球強國的高水平競技運動水平， 以及我國乒乓球運動與國際乒乓球運動發(fā)展相匹配的需求． 這種基本特征與內(nèi)在動力， 有利于不斷促進與提升乒乓球?qū)＠邪l(fā)的可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展， 豐富與完善我國體育科技自主創(chuàng)新研發(fā)體系．

3.3 乒乓球發(fā)明專利量與國際分類號數(shù)量的耦合關(guān)系

我國乒乓球運動與體育科技創(chuàng)新技術(shù)成果緊密結(jié)合， 使乒乓球運動水平長期處于優(yōu)勢狀態(tài)， 帶動了全民健身， 有力推動了乒乓球運動產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展， 同時也增加了體育科技創(chuàng)新與乒乓球?qū)＠邪l(fā)難度， 這預(yù)示著乒乓球發(fā)明成果與相關(guān)技術(shù)研發(fā)的相互依賴愈加緊密．

國際專利分類號( International Patent Classification， IPC)是國際通用的專利文獻分類和檢索工具， 它包含了諸多專利信息記錄， 每條記錄對應(yīng)一定的技術(shù)主題， 蘊含著專利權(quán)人特定的設(shè)計信息[16]． 本研究通過IPC分類表檢索與編排乒乓球發(fā)明專利文獻， 可以方便快捷地從中獲得發(fā)明專利技術(shù)和法律上的信息， 有助于進一步了解與把握涉及乒乓球發(fā)明專利技術(shù)的動態(tài)發(fā)展狀況， 并在此基礎(chǔ)上， 對各領(lǐng)域技術(shù)水平研發(fā)廣度與深度做出相應(yīng)評價．

國際專利分類號IPC采用部、 大類、 小類、 大組、 小組的層次編碼體系與方法[17]， 本研究把涉及乒乓球發(fā)明專利的整個技術(shù)領(lǐng)域的知識按等級結(jié)構(gòu)， 由大到小以遞降的次序排列， 分8個部(A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H)即8個分冊， 按照不同類型的技術(shù)主題、 構(gòu)成形式分為部(1個英文字母)、 大類(2個數(shù)字)、 小類(1個字母——除A，Z，I，0，U，X外)、 大組(1-3個數(shù)字)/小組( 除“00”外2～4個數(shù)字)， 符合每一項乒乓球發(fā)明專利規(guī)范的發(fā)明都有自己的IPC分類號．

由表4可知， “人類生活必需”-A部屬下的各分類、 組的發(fā)明專利號， 在8個不同技術(shù)主題領(lǐng)域中的數(shù)量最多， 獨占鰲頭； D部屬下的發(fā)明專利數(shù)量最少， 僅為個別成果．

表4 我國乒乓球發(fā)明專利的IPC主分類統(tǒng)計(2001-2019年)

從表5可以清晰看到， 不同專利的功能豐富度可以用該項專利的IPC號數(shù)量來描述． 如發(fā)明專利授權(quán)的主分類號為B25J11/00， 通過APP客戶端可以設(shè)置需要訓練的方式配合運動員的乒乓球訓練， 同時可以記錄運動員的訓練過程， 成本低廉； 還可以通過乒乓球發(fā)射器(A63B69/40)、 乒乓球訓練用乒乓球自動回收裝置(A63B67/04)等輔助設(shè)施來達到提高運動員訓練效率的目的．

表5 乒乓球發(fā)明授權(quán)專利IPC主分類號及分類號特征

綜上所述， 體育科技人員在乒乓球?qū)＠夹g(shù)研發(fā)中， 往往需要根據(jù)運動產(chǎn)業(yè)不同的發(fā)展需求和不同應(yīng)用學科與專業(yè)技術(shù)要求， 通過多方協(xié)作攻關(guān)， 才逐步形成專利成果． 從本質(zhì)上看， 每一項專利技術(shù)成果都是多學科、 多專業(yè)技術(shù)的緊密融合， 反映不同技術(shù)的多樣性和新穎性， 最終形成功能各異的體育專利成果．

乒乓球運動領(lǐng)域從事專利研發(fā)的專利權(quán)人在申請主分類號的同時， 還可以吸收、 采納其他不同技術(shù)領(lǐng)域的相應(yīng)技術(shù)， 通過申請獲得不同小類、 大組、 小組的細分領(lǐng)域?qū)＠枺?形成該項乒乓球發(fā)明專利的族群技術(shù)， 拓寬該技術(shù)研發(fā)的廣度， 擴大對技術(shù)深度的探索與應(yīng)用， 提升該專利自身技術(shù)的競爭優(yōu)勢， 增加乒乓球?qū)＠跈?quán)數(shù)量． 由此可見， 我國2001-2019年期間的乒乓球發(fā)明專利量與國際分類號數(shù)量之間存在耦合關(guān)系的4個基本特征為：

①圍繞我國乒乓球運動項目所展開的發(fā)明技術(shù)創(chuàng)新步伐的加快、 各項技術(shù)之間存在的關(guān)聯(lián)耦合關(guān)系對技術(shù)擴散、 應(yīng)用， 以及不同學科專業(yè)技術(shù)間的融合和相互作用產(chǎn)生了積極的影響．

②乒乓球發(fā)明專利成果與研發(fā)影響因素之間的耦合關(guān)系表明它們之間相互依賴程度較高． 這種不同學科專業(yè)技術(shù)在乒乓球?qū)＠邪l(fā)過程中交互滲透與應(yīng)用， 體現(xiàn)了參與研發(fā)的各方的高度協(xié)同， 而研發(fā)技術(shù)種群之間交流互動越密集， 它們之間的耦合強度就越大．

③大部分乒乓球?qū)＠l(fā)明授權(quán)成果的背后都有國際專利主分類號以及衍生出的各個部、 大類、 小類、 大組、 小組細分技術(shù)的分類號， 形成了強有力的相關(guān)技術(shù)群．

④一項乒乓球?qū)＠牟煌夹g(shù)越多， 技術(shù)功能與價值就越高， 其應(yīng)用范圍與場景更廣， 這也體現(xiàn)了專利技術(shù)成果功能豐富性的特征．

本研究認為乒乓球發(fā)明專利研發(fā)過程中各種影響因素之間存在著耦合關(guān)系， 由此形成互動機制， 其主要通過乒乓球?qū)＠l(fā)明人次、 專利技術(shù)被引頻次、 申請人次、 國際專利分類號對乒乓球發(fā)明專利增量的直接路徑與間接路徑并存實現(xiàn)， 內(nèi)容可概括為以下3點：

第一， 乒乓球?qū)＠l(fā)明人次、 專利技術(shù)被引頻次、 申請人次、 國際專利分類號是乒乓球發(fā)明專利增量(包括專利數(shù)量與質(zhì)量)的內(nèi)外條件和物質(zhì)基礎(chǔ)， 是自變量與因變量關(guān)系中的基礎(chǔ)性地位．

第二， 乒乓球?qū)＠l(fā)明人次、 專利技術(shù)被引頻次、 申請人次、 國際專利分類號及其專利研發(fā)功能性活動， 每一項變化都會影響乒乓球發(fā)明專利的質(zhì)量與數(shù)量， 形成乒乓球發(fā)明專利增量的階段性成果．

第三， 發(fā)明人次、 專利技術(shù)被引頻次、 申請人次、 國際專利分類號通過直接路徑與間接路徑對乒乓球發(fā)明專利增量產(chǎn)生影響． 直接路徑是指乒乓球發(fā)明專利研發(fā)活動的申請人次、 發(fā)明人次的自身變化對乒乓球發(fā)明專利增量產(chǎn)生的直接影響； 間接路徑是指國際專利分類號、 專利技術(shù)被引頻次的變化對乒乓球發(fā)明專利增量產(chǎn)生的某種作用， 間接地影響乒乓球發(fā)明專利的增量變化．

4 結(jié)論

1) 我國乒乓球發(fā)明專利技術(shù)成果研發(fā)數(shù)量與質(zhì)量呈逐年上升趨勢， 且乒乓球?qū)＠晒男纬膳c國際專利分類號、 發(fā)明人次、 申請數(shù)量以及專利研發(fā)成果被他人借鑒引用等影響因素存在重要密切聯(lián)系， 因此在強化體育科技管理過程中， 管理部門應(yīng)進一步遵循與把握體育專利技術(shù)研發(fā)的客觀規(guī)律與耦合關(guān)系的基本特征， 引導體育產(chǎn)業(yè)科技人員不斷取得體育發(fā)明專利最新成果．

2) 乒乓球發(fā)明專利研發(fā)過程中各種影響因素之間存在耦合關(guān)系， 并由此形成相應(yīng)的互動作用機制， 其主要通過乒乓球?qū)＠l(fā)明人次、 專利技術(shù)被引頻次、 申請人次、 國際專利分類號對乒乓球發(fā)明專利增量的直接路徑與間接路徑并存實現(xiàn)， 是乒乓球發(fā)明專利研發(fā)作用機制內(nèi)在邏輯關(guān)系的重要基礎(chǔ)．

3) 體育專利技術(shù)和體育產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合既是推動我國體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢， 也是通過不斷加大研發(fā)體育專利技術(shù)力度， 滿足運動產(chǎn)業(yè)、 全民健身發(fā)展需求的必然選擇． 因此， 提升體育專利技術(shù)研發(fā)路徑與方式應(yīng)該成為我國體育產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展格局下進一步提升體育發(fā)明專利技術(shù)成果數(shù)量與質(zhì)量的必由之路．