3D打印、机器人、纳米技术，这些曾经有点“高冷”的技术名词已经越来越“平易近人”，并成为我们生活的一部分。由世界知识产权组织近期发布的《2015年世界知识产权报告》（以下简称《报告》）指出，继飞机、抗生素和半导体等技术之后，这些技术将有潜力实现突破，成为未来世界经济发展的新引擎。透过这些技术在世界范围内的专利申请情况，我们或许可以管中窥豹。

    机器人技术：日本同族专利居世界首位

    人类为何对机器人如此痴迷？“从根本上而言，机器人学是关于人本身的。这是一项模仿我们的生命，探究我们自己是如何运转的学科。”《报告》中引用的美国机器人技术专家罗德·克鲁普恩的话也许是正解。

    从1995年的7万台到2014年的2.3亿台，全世界范围内的机器人销量正在不断增加，而且预计在未来几年实现高速增长。目前，亚洲的机器人销售份额排在第一位，欧洲和北美紧跟其后，南美和非洲只占很小一部分。《报告》特别指出，在亚洲范围内，中国从1995年的一台机器人都没有到现在超越日本成为亚洲最大的机器人市场。

    与此同时，全球范围内的机器人技术专利版图也悄然发生了变化。从所拥有的机器人技术专利数量来看，欧洲、美国和日本是最早的领跑者，新世纪初韩国所占份额逐渐扩大，近些年中国成为后起之秀。2000年，中国在机器人领域的技术专利只占全球的1%，2011年这一比例已达到25%。日本所占比例从2000年的56%下降到2011年的21%。

    机器人技术专利在地域上依然十分集中。以同族专利为例，《报告》显示目前日本拥有的机器人技术同族专利位居世界首位，39%的同族专利都能在这里找到。美国和中国拥有的同族专利约为37%，德国29%。其后是其他欧洲国家和韩国。除中国以外的中等和低等收入水平的国家拥有的同族专利只占1.4%。

    从行业的角度来看，汽车和电子公司申请的机器人技术专利最多，不过来自不同领域的新角色也在陆续登场，例如医学领域。值得一提的是，高校和专业科研机构所拥有的机器人技术专利越来越多，而且这些专利大部分被中国的高校所占据。

    3D打印：两大开发商占据专利申请“榜首”

    美国康奈尔大学创意机器实验室主任胡迪·利普森认为，下一代的3D打印技术将打印出全新的东西：“最终我们将直接打印出完整的物体——电路、汽车还有电池，到那个时候，一切预言都将被推翻。”这个美好前景无法不让创新者前赴后继。

    上世纪80年代早期，日本人在3D打印方面的专利申请遥遥领先，2000年左右他们被美国人超越。2010年中国人在这项技术上申请的专利数量位居榜首——几乎相当于日本人和美国人在这项技术上申请的专利数量的总和。

    《报告》显示，大多数3D打印技术专利的申请者是公司，1995年以来获得的3D打印技术专利占世界前几位的公司主要位于美国、日本和德国。在工业化3D打印领域，除了几个大角色以外，大部分公司都是中小企业，不过有两个大的系统开发商主宰了这个行业：美国的Stratasys和3D Systems，它们属于该领域的先行者，目前在这个行业的专利申请数量上仍数一数二。此外，高校正越来越多地参与到3D打印领域中。

    方兴未艾的个人3D打印市场与工业化3D打印市场不同，它将发明和设计向所有用户开放，用户可以利用开源性3D打印机探索新的应用，而他们的探索很可能带来硬件和软件技术的更新换代。例如由英国巴斯大学等机构设计研发的开源性3D打印机依赖25个核心用户和无数普通用户来实现技术更新。虽然个人用户申请的3D打印技术专利与企业和研究机构相比微不足道，但他们已成为不可小觑的力量。

    据估计3D打印技术在2025年前每年将会带来2300到5500亿美元的商业利益，不过这项技术依然面临很多挑战。

    一方面， 3D打印机的成本依然很高，有的工业3D打印机的软件系统花费超过100万美元。面向个人消费者的3D打印机的成本几年来从3万美元下降到了1000美元，但是对很多人来说依然是个昂贵的机器。另一方面，适于3D打印的材料要比传统制造程序中使用的材料昂贵很多。此外，3D打印的时间成本也很高，通常需要数小时或数日才能完成一件物体的打印。

    《报告》认为，对3D打印技术未来增长的预测能否成真，依然取决于能否通过创新来克服这些挑战。

    纳米技术：更加依赖对商业机密的保护

    1纳米相当于1米的十亿分之一，或者是3到20个原子那么大。纳米粒子并不新鲜，不过在近几十年科学家才得以真正地观察并操控纳米尺度的现象。

    《报告》显示，从1970年到2010年纳米技术领域的专利申请数量增长迅速。1995年以后这一领域的专利申请数量平均每年以11.8%的速度快速增加。纳米电子技术、纳米材料、纳米技术研究工具一直是专利申请活动最为活跃的三个细分领域，并在2004年左右达到顶峰。此后其他细分领域的专利申请活动开始迅速增长。

    从国别的角度看，纳米技术专利申请的地域多样性日益显著。到上世纪90年代末期，美国和日本获得的纳米技术专利最多。之后其他地区的影响力逐渐显现，令人眼熟的新角色再次出现：进入2000年韩国在这一领域的专利申请快速增加，中国紧跟韩国成为后起之秀。

    有趣的是，韩国的创新者申请的纳米技术专利主要集中在纳米材料和纳米电子领域，而中国的创新者所申请的纳米技术专利几乎全部在三个传统的细分领域之外。到2005年左右，美国和日本在纳米技术领域的专利申请活跃度相比其他地区明显下降。

    除了上述地区，几个中等收入水平的国家包括巴西、印度、墨西哥和南非也有一定的专利申请活跃度，只是总数量相对要少得多。

    不过，《报告》特别指出，“如果只看纳米技术专利的申请情况只能得到关于这一领域的不完整而且可能有些片面的信息”。其原因是由于很多纳米技术发明都很难被逆向工程，发明者更倾向于将其保密而不是申请专利。相比其他技术，纳米技术创新尤其依赖对商业机密的保护，因为对很多公司而言商业机密是增加研发投入的一个很重要的策略。

    2000年纳米技术公司Nanogen起诉一位前雇员申请的纳米技术生物芯片泄露了Nanogen公司的商业机密，这一诉讼的和解费用据估计高达1100万美元。“很多重大的商业机密诉讼案件说明对这种形式的知识产权的保护是不可或缺的。”《报告》称。

    ——相关链接——

    三项新技术的专利申请“大户”

    世界前10位拥有最多机器人技术专利的高校或科研机构全部位于亚洲，中国占6个，而且前3名都来自中国。这10所高校或科研机构分别是：上海交通大学、中国科学院、浙江大学、韩国科学技术研究院、韩国电子和电信研究所、清华大学、哈尔滨工程大学、日本国家航空航天实验室、哈尔滨工业大学、韩国科学技术院。

    美国、德国和日本包揽了1995年以来全球前10位拥有最多3D打印技术专利的企业。它们是：美国的3DSystems、Stratasys、通用电气和联合科技公司；德国的西门子、EOS和MTU航空发动机公司；日本的三菱重工、日立和东芝公司。

    1995年以来全球前10位拥有最多3D打印技术专利的高校或科研机构依次是：德国弗劳恩霍夫协会、中国科学院、华中科技大学、美国麻省理工大学、西安交通大学、美国南加利福尼亚大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学、荷兰应用科学研究组织、北京工业大学。

    1970年以来全球前10位拥有最多纳米技术专利的企业或机构依次是：三星、新日铁住金、IBM、东芝、佳能、日立、加利福尼亚大学、索尼、惠普、TDK。

    1970年以来，全球前10位影响力最大的纳米技术研究机构分别是：中国科学院、俄罗斯科学院、法国国家科学研究院、日本东京大学、日本大阪大学、日本东北大学、美国加州大学伯克利分校、西班牙高等科学研究委员会、美国伊利诺伊大学、美国麻省理工大学。