一文读懂「全世界各国无人机技术领域」的专利布局情况

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来源：IPRdaily中文网（IPRdaily.cn）

作者：Lionel Lavenue    Saba Daneshvar   美国飞翰律师事务所律师

原标题：无人机技术创新

IPRdaily导读：过去二十年中，通讯技术的扩张，再加上电子元器件持续微型化，迎来了如今的“无人机技术黄金时代”。今日的无人机更加现代：不仅形状和尺寸异常丰富，保持浮空的续航时间同样更上一筹。

无人驾驶飞行器（简称UAV，或无人机）是指（1）不搭载操作人员的动力飞行器，（2）利用航空动力为飞行器提供升力，（3）可远程操纵或自主飞行，（4）可搭载致命或非致命性有效载荷。

提起无人机，大多数人对装有摄像机、可随处飞行并拍摄照片的航拍无人机都不陌生。而在早阶段，至少从第一次世界大战以来，配备弹药后的无人机则是做为一种军事武器被应用于战时作战。

过去二十年中，通讯技术的扩张，再加上电子元器件持续微型化，迎来了如今的“无人机技术黄金时代”。今日的无人机更加现代：不仅形状和尺寸异常丰富，保持浮空的续航时间同样更上一筹。

现代无人机的原型可追根溯源到塞尔维亚移民、富有远见的发明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。事实上，第一项已知的现代无人机技术相关美国专利于1898年11月8日颁发给特斯拉。在这项名为“用于控制移动船舶或其他运载工具的方法和装置”（Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vessels or Vehicles）的专利中，特斯拉声称进行了一些全新、有用的改进，能够实现无人载具的自推进和控制，这正是如今无人机的基本原理之一[1]。这项专利包含一艘航海船舶的示意图和图纸，特斯拉此前曾将其设想为遥控无人飞行器的第一个平台，他同时还指出这种船舶可以是船、气球或车厢。然而，尽管特斯拉确定他的发明具有各种科学、工程以及商业用途，但他仍强调“（他的）发明的最大价值将来自于对战争和军备的影响，因为它可以带来无限的破坏性，同时还可以维持国家之间的永久和平。[2]”虽然特斯拉关于无人机技术有朝一日会带来世界和平的观念尚未实现，但他正确认识到了无人机技术在军事应用上的强大价值。

图1：特斯拉专利“用于控制移动船舶或其他运载工具的方法和装置”的原理图

(https://patentimages.storage.googleapis.com/pages/US613809-0.png)

目前，鉴于无人机技术领域在军用和商用方面的发展势头迅猛，无人机市场部门的专利申请量预计将会大增。事实上，德国专利研究公司FIZ Karlsruhe开展的调查准确反映了这一增长态势。该公司发现，在过去五年中，涉及无人机技术的专利公开数量大幅增加，无人机技术呈现持续繁荣势头（见下文图2）。一项始于2016年初的调查显示，仅2016年初，全球已经公开133项无人机相关专利。

图2：按公开年份全球公开的无人机技术专利数量

(https://www.fiz-karlsruhe.de/en/benefiz/archive/drone-patents-in-ascent-who-are-the-top-applicants.html)

不出意料的是，德国研究公司还发现，在上述已公开的无人机专利中，专利数量最多的申请人都是航空公司或大型军备制造商，且主要是用于军事目的。前13大专利申请人包括波音公司、雷神公司、洛克希德公司等美国公司和美国军队。毫不奇怪的是，排名前列的亚洲申请人包括北京航空航天大学的工程系和韩国三星集团。前13位申请人如图3所示。

图3：无人机技术的主要申请人

(https://www.fiz-karlsruhe.de/en/benefiz/archive/drone-patents-in-ascent-who-are-the-top-applicants.html)

德国研究公司还按国家或地区对上述数据进行了分类。图4显示， 美国居首，占所有无人机技术专利申请的27％，中国第二，占26%。

图4：无人机技术领域最活跃国家或地区申请的专利百分比

(https://www.fiz-karlsruhe.de/en/benefiz/archive/drone-patents-in-ascent-who-are-the-top-applicants.html)

其他专利数据专家也对无人机相关专利进行了研究，并得出类似的结果。2014年，美国商业专利数据库（IFI CLAIMS Patent Services）对1994年之后的全球专利数据库进行无人机技术专利检索。图5显示，共检索到7,670篇已公开的专利文献（4,357篇专利申请，1,736篇实用新型和1,309篇授权专利），最近几年呈指数级增长。[3]

图5：无人机专利公开的演变过程

(http://www.ificlaims.com/index.php?page=news&type=view&id=larry-cady-s-blog%2Fhovering-over-the-drone)

通过按国家或地区归类数据，研究发现无人机相关专利申请数量以中国居首。从1994年至2014年，中国专利局共公开专利文献4,803篇（专利申请2,456篇，实用新型1,718篇）。美国次之，共有936篇无人机相关的专利文献，欧洲和世界PCT申请量两者均超过500篇。下图6所示的其他国家或地区，如韩国、俄罗斯、日本、西班牙、加拿大、法国、英国、澳大利亚、德国和台湾都是无人机技术领域的活跃参与者。

图6：按申请国家或地区的公开专利数量分布

(http://www.ificlaims.com/index.php?page=news&type=view&id=larry-cady-s-blog%2Fhovering-over-the-drone)

无人机技术领先国：美国vs中国

由于作为载人飞行器的替代品，无人机既实用又廉价，并且未来学家认为无人机技术具有无限可能性，因此军用、消费类和商用无人机技术的市场需求日益增加。研究公司估计，2015年至2020年，全球无人机市场的复合年增长率将达到32％，进而成长为一个价值56亿美元的市场[4]。其他咨询小组估计，2020年之前，无人机行业的价值将增长到约1270亿美元[5]。在地域性增长方面，研究公司估计，亚太地区的无人机需求最高[6]。

A）美国优势

近期的评估显示，美国目前控制全球35%的无人机市场——居世界各国之首[7]。美国由此成为全球最大的无人机市场。目前，在消费类和商用无人机市场中的最大美国本土公司是3D Robotics，最近一次估值3.34亿美元[8]。此外，霍尼韦尔、航空环境、波音、雷神、洛克希德马丁和通用原子等美国境内公司在涉及无人机技术的航空航天领域和国防承包商专利活动方面名列前茅[9]。上述美国航空和国防承包商共提交数百篇专利文献，从导航仪器到采用自动导航装置和可调尾翼的飞行器等各类无人机相关技术领域。

因此，美国仍然是全球无人机技术的领导者。这归因于美军长久以来运用无人机技术开展的广泛工作。美军在伊拉克、阿富汗、巴基斯坦等国的持续性“反恐战争”中部署了数千台无人机，用于执行从情报/监视到致命打击等任务。反过来，这也促成了巨大的无人机技术创新浪潮，带来了隐形和高空侦察无人机的许多新进步。虽然美国仍然是军用无人机技术领域毋庸置疑的全球领导者，但消费类/商用无人机技术领域却并非如此，这方面的成功属于另一个国家。

B）中国优势

目前，全球消费类和商用无人机市场的全球领导者是中国的无人机制造公司DJI Innovations （大疆创新），去年5月，该公司估值达到100亿美元[10]。此外，在研究机构开展的专利活动中，中国的研究机构也占据压倒性主导地位，呈现出即将赶超美国，登顶世界无人机领域之势。根据FIZ Karlsruhe和IFI CLAIMS的上述研究结果，北京航空航天大学拥有无人机技术领域最多的注册专利。

中国将无人机系统的出口视为提高全球市场地位的一种方式，以及加强与客户国家外交和安全关系的一种手段。或许是认清了全球无人机市场，中国已经着手关注无人机技术的发展。中国正在大力投资研发各种形式的无人机技术，并且已发展成为军用和消费类无人机系统的全球开发国和出口国。2015年兰德公司报告“中国无人系统开发的新趋势”（Emerging Trends in China’s Development of Unmanned Systems）总结称，过去几年，中国在无人机领域取得了长足的进步，已成为全球市场的核心竞争主体[11]。事实上，近期统计数据显示，中国目前控制着全球15%的无人机市场，并将在这个前景广阔的市场中继续保持领导地位[12]。

结论

目前的“无人机技术的黄金时代”是否堪比历史上的计算机和手机技术大爆炸还需拭目以待，美中两国也在不断争夺无人机开发和生产的领导地位。但就目前而言，中国凭借低价和无出口限制的优势，成为各类客户（而非特定客户）无人机系统的主要全球供应国之一。按照这样的发展步伐，世界其他国家不久之后只能追赶美国和中国技术。不过，无人机技术的发展呈现出一种特殊的态势——美国和中国不久就会成为这种新兴全球技术的领导者，与此同时，美国和中国（不含其他国家）将拥有并保护整个无人机市场的知识产权。

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注释：

[1]U.S. Patent No. 613,809 (filed Jul. 1, 1898) (issued Nov. 8, 1898).

[2]U.S. Patent No. 613,809 (filed Jul. 1, 1898) (issued Nov. 8, 1898).

[3]Icady, Hovering over the Drone Patent Landscape, IFI CLAIMS Patent Services (Nov. 19, 2014), http://www.ificlaims.com/index.php?page=news&type=view&id=larry-cady-s-blog%2Fhovering-over-the-drone. 

[4]Leo Sun, Drones in 2016: 4 Numbers Everyone Should Know, The Motley Fool (Feb. 29, 2016), http://www.fool.com/investing/general/2016/02/29/drones-in-2016-4-numbers-everyone-should-know.aspx.

[5]PricewaterhouseCoopers LLP Press Room, Global Market for Commercial Drone Technology Valued at Over $127 bn, PricewaterhouseCoopers LLP (May 9, 2016), http://press.pwc.com/News-releases/global-market-for-commercial-applications-of-drone-technology-valued-at-over--127-bn/s/ac04349e-c40d-4767-9f92-a4d219860cd2. 

[6]Leo Sun, Drones in 2016: 4 Numbers Everyone Should Know, The Motley Fool (Feb. 29, 2016), http://www.fool.com/investing/general/2016/02/29/drones-in-2016-4-numbers-everyone-should-know.aspx. 

[7]Frank Schroth, 8 Incredible Drone Industry Stats, DRONELIFE (Jul. 19, 2016), http://dronelife.com/2016/07/19/8-incredible-drone-industry-stats/. 

[8]Aaron Tilley & Ryan Mac, Drone Maker 3D Robotics Trying To Raise Additional $45 Million In Shift To Enterprise Market (Updated), Forbes (Jun. 2, 2016), http://www.forbes.com/sites/aarontilley/2016/06/02/3d-robotics-45-million/#61ac21b26d58. 

[9]Icady, Hovering over the Drone Patent Landscape, IFI CLAIMS Patent Services (Nov. 19, 2014), http://www.ificlaims.com/index.php?page=news&type=view&id=larry-cady-s-blog%2Fhovering-over-the-drone. 

[10]Leo Sun, Drones in 2016: 4 Numbers Everyone Should Know, The Motley Fool (Feb. 29, 2016), http://www.fool.com/investing/general/2016/02/29/drones-in-2016-4-numbers-everyone-should-know.aspx. 

[11]Michael Chase, Kristen Gunness, Lyle Morris, Samuel Berkowitz & Benjamin Purser, Emerging Trends in China’s Development of Unmanned Systems, RAND Corp. (2015).

[12]Mary Meeker, Internet Trends 2016 - Code Conference, Kleiner Perkins Caufield & Byers (June 1, 2016), http://www.kpcb.com/internet-trends. 

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