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专利引用耦合聚类的纳米领域新兴技术识别研究

作者:体育教育
出处:www.lunrr.com
时间:2019-11-09

引言

新兴技术是具有强劲的发展趋势和更大的商业潜力的新兴技术,可能对未来的行业经济或产业结构产生重大影响;它们既可以是以前从未见过的技术,也可以是经过一段平淡的时期之后,现有技术最近在原始研究的基础上掀起了技术热潮。它与尖端技术有很多相似之处(高科技领域的前瞻性,开拓性和探索性技术,这是未来高科技升级和新兴产业发展的重要基础)。但是,与两者相比,新兴技术的不确定性显然更高。尽管它具有巨大的潜在商业价值,但它仅仅是潜在的生产力。仍然很难确定它将来是否会成功。尖端技术也是“新技术”,但其市场潜力对所有人来说都是显而易见的,并且得到了一致认可。因此,在某种程度上,新兴技术是尖端技术的前身,而尖端技术是新兴技术的发展。因此,对新兴技术的识别变得更加重要,不仅要及时跟踪技术的发展,而且要尽早抓住未来的发展机会和可能的趋势,这对于中国的未来发展至关重要。一个国家或地区。从本质上讲,新兴技术的识别过程实际上是对技术的未来发展潜力进行评估和预测的过程,因此应受技术预测的研究范围的约束。

纳米技术是21世纪社会和经济发展的重要“引擎”。近年来,它已成为许多国家优先支持和发展的战略领域。经过不懈的努力,中国已经发展成为一个在国际舞台上占有一席之地的纳米大国,在一些基础科学研究领域居世界领先地位。然而,作为典型的跨科学技术领域,纳米技术的发展不仅基于物理和化学的前沿,而且还涉及电子信息,生物制药,新材料和精密制造等高科技领域。新兴技术正在涌现。因此,巩固和增强中国在纳米领域的战略地位,抢占未来纳米技术的制高点,及时准确地识别其新兴技术,加快相关战略的部署将成为必然的选择。

1篇文献综述

许多学者选择使用专利文献来探索有关新兴技术的信息,因为专利可以同时反映技术价值和市场价值。一方面,专利可以反映技术的新颖性,是技术研发的最重要输出。它们一直被视为最有效的技术信息载体。另一方面,专利可以证明技术的经济价值和商业潜力,并且是新兴技术进入市场并在商业上可行的重要指标。此外,与其他信息资源相比,专利文献具有内容新颖,体系相似,格式规范和分类科学的特点。因此,从全面的角度来看,使用专利文件来识别新兴技术是可行的,并且可以更好地把握新兴技术的关键特征。

当前,有两个主要的研究框架用于使用专利文件识别新兴技术。首先是基于所有技术主题都是已知的事实,即已知技术中的技术是否是新兴技术。例如,Bengisu M通过比较各种已知技术领域中随着时间推移的专利趋势,以快速发展的状态提取了新兴技术。 T. S. Cho和H. Y. Shih通过IPC分类系统和专利引用网络成功地确定了台湾128种现有技术中具有重大发展潜力的新兴技术。王鹏在将Derwent手册代码归类为技术领域的基础上,建立了以社交网络为中心,Citespace的爆发指数为基础的战略性新兴技术的识别模型,并成功地应用了该模型。中国的风能产业。尽管这种研究既简单又高效,但它更多地是对新兴技术的判别分析,而不是真正意义上的新兴技术识别研究。

第二个框架基于次技术主题,直接从目标技术领域中的专利文献开始,基于文本挖掘方法,基于专利文件之间的自然联系(例如合作伙伴)揭示了专利室。词关系和共引关系。通过距离,聚类分析等方法描述专利的内部结构以及每个结构部分的重要特征,从而全面,及时地确定目标领域的新兴技术。例如,Péter,M。Kinga和S.Zoltán等。根据目标领域其他领域的专利对原始专利集合进行聚类,并提取目标领域的子技术集。随着这些子技术集时间维度的变化以及新的子技术集的出现,新兴技术的诞生和发展可以被捕捉到。 B. Anthony和T. Patrick,基于“热门专利”及其共同引用的关系,“热门专利”及其“下一代专利”(指导性的“热点专利”)通过公共部门比例,科学指标,原创性指标和参考指标对“新一代专利”进行了评估,并提取了新兴技术收藏。国内学者王灵岩,方伟和季培培建立了专利文献使用的初步框架。通过共词聚类,共词网络分析和专利分析来识别新兴技术,并在工业生物技术领域进行了实证研究,确定主题H是本领域的新兴技术主题。

可以看出,这种研究更加自由和全面,是深入研究专利信息和及时捕捉新兴技术的重要途径。关键点之一是如何在目标区域中有效地对专利文件进行分类。目前,专利聚类的方法主要包括以下:共词聚类,共引聚类和引文耦合聚类。在当前的相关研究中,常用词聚类和引用的聚类方法更多,参考耦合聚类并不普遍。然而,一些学者指出,参考耦合聚类具有较强的时效性,可操作性,完整性和稳定性,应被视为比引用的聚类更有效地揭示专利之间相似性的重要方法。大量的实证研究也表明,与共引聚类相比,引cluster耦合聚类在探索研究前沿方面更为出色,其研究前沿领域更早,更准确。因此,专利的参考耦合聚类分析可以作为识别新兴技术的重要方法。

另外,在中国,很少有直接基于专利文献对纳米领域新兴技术进行识别的研究,而更多的研究是基于纳米领域的科学文献,并追踪纳米技术的研究热点或前沿。例如,郭全振,陆建国,乔方圆,杨梦萌,王学峰都通过跟踪相关论文的词频变化趋势或关键词网络状态,发现了纳米相关领域的研究热点和未来发展趋势。但是总的来说,这些研究更多地是追踪纳米科学研究的结果,并且在识别纳米新兴技术之间存在重大差异。

因此,本文决定尝试建立一种基于专利引用耦合聚类和相关指标体系的新兴技术识别模型,并以美国专利授权数据库为数据源(一方面,获得专利申请的完整引用信息)。另一方面,美国已获授权的专利处于世界领先地位,科学技术创新的能力和高度开放性可以作为全球技术创新的典型代表,它探索和识别纳米技术领域的新兴技术,并提供有关中国纳米技术未来发展的相关参考。

2新兴技术识别模型的设计

1963年,美国麻省理工学院教授M. M. Kessler在对《物理评论》期刊的引用分析中发现,具有相似主题和专业内容的论文越多,参考文献中的文献就越多。他引用了两篇(或更多篇)论文,它们同时引用了论文作为耦合论文,并将它们之间的这种关系称为文档耦合。同样,专利之间也存在耦合现象。当诸如A,B,C等的多个专利同时将专利R称为现有技术时,诸如A,B,C等的多个专利具有参考耦合关系。根据相似性定理,可以将专利之间的耦合强度作为专利之间相似性的判断指标,为专利聚类提供客观依据。

在此基础上,本文结合新兴技术和专利文献的核心特征,构建了基于专利引证耦合聚类的新兴技术识别模型,如图1所示。具体包括收集样本专利,计算专利之间的耦合强度,聚类分析,建立新兴的技术识别指标体系,判断指标体系中每个子技术领域的综合性能以及自然语言处理步骤以实现直接目标技术。该领域的专利文献确定了新兴技术的目标及其技术主题。

其中,新兴的技术鉴定指标体系主要包括授权时间,专利数量增长率和索偿数量,其计算方法和评价的技术特征。

授权时间反映了新技术。某个技术领域中的授权时间越晚,子技术领域就越“新”。专利的年增长率描述了一项技术的活动,如果某个技术领域中的一项专利的话,专利数量的年增长率近年来是正的,并且呈逐年增长的趋势,或者呈逐年增加的趋势。目标技术领域的专利。这表明子技术领域充满生机;这是专利质量和技术的未来发展潜力。在某些技术领域中,权利要求的数量越高,专利质量就越高,未来的发展潜力就越大。结果,可以对每个子技术领域的技术特征进行综合判断,从而确定具有巨大发展潜力的新兴技术。

3实证研究

3. 1纳米样品专利的收集基于美国专利局的专利授权数据库,并且被归类为美国专利分类977(2005年,美国董事会引入了纳米技术专利专有分类977,并增加了以前的专利)。在1976年至2013年之间收集了条件,总共9,510项纳米发明专利以及相关信息,例如专利号,标题,摘要,授权日期,技术分类号(IPC),权利要求和参考文献(仅供参考)文学)等等。经过初步的数据整理和筛选,删除了289条没有参考文献的专利,并使用SQL作为本文的初始样本集,基于剩余的9 221条专利信息建立了一个小型的纳米专利数据库。

每年可以看到纳米发明专利的数量。在过去的40年中,纳米技术经历了从无到有的快速发展。 1978年,第一个纳米许可专利出现了,但是在接下来的10年中,纳米专利的数量一直很少,年度授权量保持在10件以内。自1989年以来,尽管在2000年和2004年,纳米专利许可的数量迅速增加。-2006年出现了短期下降,但总体上保持了明显的增长趋势。特别是近年来,纳米专利许可的数量一直在增加,充分证明了其良好势头的迅速发展。另外,从纳米发明专利的年度累计数量来看,纳米技术总体上仍处于成长阶段,未来发展前景广阔,潜力巨大。

3. 2纳米新兴技术识别基于新兴技术识别指标体系,它可以进一步综合评估各个纳米子技术领域的新颖性,技术活动,专利质量和发展潜力,以识别新兴技术。

纳米技术领域4具有非常明显的新兴技术特征。首先,它的授权时间很晚,是2012年1月,充分体现了该技术的新颖性。其次,从技术活动的角度来看,该子技术领域自诞生以来一直保持着专利的年增长率。不仅在过去三年中超过10%,而且还呈现出同比显着的趋势,并且连续几年高于核心专利的整体年增长率,显示出蓬勃的发展趋势。第三,从专利质量和发展潜力的角度来看,该子技术领域处于每个子技术领域的中上水平,并且未来前景广阔。因此,总体而言,子技术领域4应该是我们正在寻找的纳米领域中新兴的技术。

还讨论了子技术领域3的情况。尽管该技术普遍出现较早,但近年来专利的年增长率并未逐年提高。如果仅考虑2006年之后授予的专利,则该技术自2006年以来进入了新的开发周期。该子技术领域的最新许可时间为2011年8月。在过去的五年中,除2012年外,专利的年增长率都高于且显着高于核心专利的整体年增长率,尤其是在2013年。此外,这项技术的要求数量是每个子技术领域中最高的,这充分证明了该技术的高质量和巨大的未来发展潜力。因此,经过综合考虑,本研究认为子技术领域3也可以被认为是一种纳米新兴技术,应该属于现有技术通过后在原始研究的基础上刚刚开始的技术热潮。是一个平淡的时期,但其发展趋势还不够稳定,需要密切关注。

3.3在确定新兴的纳米技术主题之后,我们需要进一步确认其技术主题。在本文中,我们使用自然语言处理技术来分析子技术领域3和子技术领域4中专利的文本信息,从而提取这两种新兴技术的技术关键词。主要步骤如下:首先,收集纳米新兴技术专利的名称和摘要信息;其次,使用斯坦福对数线性词性标注器标记以上信息;第三,根据技术术语的特点,通过语言过滤器提取专利名称和摘要信息。公式(4)中显示了技术术语的语言过滤器的表达。第四,结合技术术语的频率和技术背景,对新兴技术的主题词进行综合判断。 (调整|名词)+ | ((Adj | Noun)*(Noun Prep)?)(Adj | Noun *)名词(4)处理结果表明,子技术领域4的关键字主要包括:磁存储器(magnetic memory),磁畴壁(magnetic域壁),随机存取存储器(随机存取存储器),磁性隧道结(磁性隧道结)。与存储设备(storage device)等类似,它表明子技术领域4是一种新的磁存储技术。子技术领域3关键字包括:微粒,纳米颗粒,药物输送系统,诊断成像和药剂。可以看出,技术领域主要涉及纳米颗粒在药物输送系统和成像诊断等医学领域的应用。

4结论和建议

参考耦合聚类是揭示专利之间相似性的一种重要方法,它为描述专利文献之间的内部结构提供了一种有效的方法。因此,针对新兴技术和专利文献的核心特征,本文尝试建立基于专利引用耦合聚类的新兴技术识别模型,并将其应用于纳米技术领域,成功地识别出两种纳米新兴技术。其中之一主要与磁存储技术有关,这是一种新兴的新兴技术。另一个涉及纳米颗粒在医学应用中的应用,例如药物输送系统和诊断成像。经过一段简单的时期后,最近在原始研究的基础上开始了技术繁荣。目前,这两种技术正在积极兴起并显示出巨大的发展潜力,这可能是未来纳米领域的重要机遇。因此,有必要密切注意并跟踪它。必要时,我们应积极制定相关的发展战略,进行技术研发和专利布局,力争在未来的技术及相关产业中占有一席之地。

由此可见,本文构建的新兴技术识别模型具有很高的可行性和有效性,但本文仍存在一些不足,包括以下几个方面。首先,本文使用授权专利的专利数据,而不是申请专利。文献资料。考虑到专利从申请到许可的1-3年时间,甚至更长的时间差异,在分析利用专利获取新兴技术方面可能会有些滞后。然而,考虑到获得授权是专利质量的重要体现,而美国专利局专利申请数据库中没有专利参考信息,如何平衡上述问题将是今后研究的一个难题。其次,为了优化聚类结果,本文只对耦合连接数大于或等于10的核心专利进行聚类。然而,在那些被淘汰的专利中,可能会有一些尖端的新兴技术信息。由于新兴技术刚刚萌芽,它们可能与其他现有技术几乎没有联系,而且往往以个人或小团体的形式存在。在未来的分析中,需要对这些剔除的专利进行进一步的分析。

前文:摘自《国防科技大学学报》对学校近22年物质学科发展的分析

下一步:c/c-sic复合材料成型工艺及性能的实验分析

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