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基于表示学习的专利科学关联度分析

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孙晓玲陈娜

摘要：创新驱动发展战略下，科学知识与技术创新间关系愈发的多层面化和高复杂化。从引用科学知识的专利入手，利用表示学习从语义层面上分析专利科学关联关系，特别是高价值专利引用何种特征的科学知识，并比较中美两国专利科学引文主题的异同，从中美两国产学研合作网络中关键创新主体的演化情况来探索引发该现象的原因。以人工智能领域为例，研究表明，高价值专利的科学关联度更高，生物医学领域对高价值专利的支撑作用更为明显；中国在高价值专利数量上处于劣势，且在智能医学领域及基础硬件的技术创新能力较弱，但近年来在电力领域的优势越来越明显，这离不开国家电网在产学研合作网络的核心位置。此外，值得关注的是未来人工智能在地震监测等新兴领域的应用。

关键词：专利科学关联度；科学知识；表示学习；专利价值

：G350：ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2021.03.002

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0引言

在知识经济时代下，全球创新知识基因加速流动，也促进着科学知识和技术知识之间相互影响、相互作用，越来越多的企业重视和依赖科学创新，科学知识对技术知识的遗传产生了一定的促进作用[1]、科学与技术网络间存在着相互影响关系[2]。因此，强大的基础科学研究是建设世界科技强国的基石，世界主要发达国家普遍强化基础研究战略部署，全球科技竞争不断向基础研究前移。经过多年的发展，我国基础科学研究取得长足进步，整体水平显著提高，支撑技术成果产出的作用不断增强，基础研究与技术创新之间的关系更加紧密，但与建设知识产权强国要求相比，我国基础科学研究短板依然突出，基础研究投入不足、结构不合理、重大原始创新成果缺乏。基于此环境背景下，探究科学与技术间的关联关系尤为必要，尤其是掌握基础科学研究对技术创新价值的影响规律，增强支撑引领创新驱动发展的源头供给能力，以此加快建设科技强国的步伐。

具備哪些特征的科学知识与技术创新联系更为紧密？何种领域、何种学科的科学知识更能产生高价值专利？已有研究没有涉及。而我国专利数量已领先美国，成为全球专利布局最多的国家[3]。要清醒认识到专利数量的快速增长与经济产业转型、从要素驱动向创新驱动转变的国情和各类激励政策有着紧密的联系[4]。我国大量专利申请集中在技术应用方面，缺少重大原创成果，一些关键技术与美国等发达国家仍存在差距[5]，因此，探究中美两国不同等级价值专利在引用科学知识的差别及产生这种差别核心创新主体的演变情况具有重要意义。

基于上述问题，本文从引用科学知识的专利入手，基于文本内容表示学习方法研究促进技术知识流动的科学知识特征，并揭示高价值专利引用科学知识的特征，比较中美两国各等级专利科学引文主题内容的异同以及关键创新主体演化情况对专利科学引文主题内容不同的影响。

1相关研究

科学与技术间的关系犹如一对舞者交相呼应，两者呈现交叉融合的趋势[6]。目前科学与技术间关系的研究已成为科学计量学、情报学等领域的热点研究领域，对于科学与技术关系研究方法呈现百家争鸣的情景，主要有科学技术哲学法[7]、模型研究法[8]、基于论文和专利分析的文献计量法[9-15]等。

文献计量方法成为研究科学与技术关系的热点方法，而基于专利的论文引文分析法作为文献计量学研究科学与技术关系常用方法，主要目的是揭示基础研究对技术创新的推动作用。专利引用的论文作为非专利引文（Non-PatentReferences，NPR）的一种类型[9]，不仅包含申请人引用的科学论文，还包括审查员审查过程中加入的科学文献，分析专利引用的论文常用来比较不同国家科学与技术间关系的异同，识别与科学知识关系较强的技术领域等[10]，如有学者将论文和专利分别视作科学研究成果和技术创新成果的表现形式，采用基于论文和专利分析的文献计量方法研究科学与技术间的数量特征[11]和主题内容特征[12]。此外，通过对专利引用的科学文献进行深入研究，可发现科学与技术的关联关系呈现出学科导向性，生物技术、制药和有机化学等技术领域与科学知识的关联度更高[13]，殷媛媛[14]研究了立体显示领域的专利引用论文时滞、科学关联度、专利引用论文国家、专利引用论文种类等。还有学者从纳米领域专利科学引文内容角度研究科学与技术主题关联度[15]，但是，少有学者研究高价值专利科学引文与非高价值专利科学引文的主题内容及新颖性结构有何异同，是否也具备着学科导向性？

何为高价值专利？Innography专利数据库结合多种评价指标建立数学模型评估专利价值，并依次将专利划分为核心专利、重要专利和一般专利，国内外大多数学者认为核心专利即为高价值专利[16]。因此，本文依据大多数专利数据库对专利等级的划分，并结合知识表示学习中的Doc2vec模型将各等