EPO发布辅助机器人专利洞察报告

【摘要】2024年12月3日，欧洲专利局（EPO）发布辅助机器人[1]专利洞察报告。该报告旨在为有特殊需求的人提供有关辅助机器人技术的专利趋势，特别关注六大类的辅助机器人技术：协作机器人、治疗机器人、机器人助行器、辅助外骨骼、机器人移动平台以及人形和宠物机器人。该报告指出，专利数据能够反映新兴技术的趋势，为研究人员、投资者和政策制定者提供帮助。

 

辅助机器人技术在应对社会中的重大挑战、促进包容性以及为联合国可持续发展目标做出贡献等方面发挥着至关重要的作用。该报告研究了80多个国家/地区的申请人提交的25,000多项发明，不仅提供了对该技术领域新兴趋势的全面见解，还可帮助读者更好地了解有特殊需求的人面临的日常挑战，展示了技术与医学之间的互动。

 

 

近年来，辅助机器人领域的专利申请数量迅速增长。1971—2023年，共申请了超过25,000件发明专利。图1显示，在过去的二十年里，发明专利数量急剧增加，超过了同期所有技术领域发明数量的增长率。2001—2021年，辅助机器人相关发明专利数量的增长率约为2040%，同期所有技术领域的增长率约590%。但是，辅助机器人相关的专利家族数量在2021年左右开始下降，2021—2023年，降幅为30%。

 

 

图1  与辅助机器人相关的DOCDB专利族的数量（1971—2023）

 

辅助机器人领域共有6,200多项国际专利家族。尽管在过去二十年里，所有技术领域的国际专利家族数量不断增加，但辅助机器人领域的增长远高于同期的平均水平。具体而言，2001—2021年，该领域的增幅超过830%，同期所有技术领域的增长约为100%。在过去三年中，辅助机器人技术相关专利数量减少26%，可能是由于电子、材料和传感器技术等关键领域研发优先级的转移而造成的。在医疗技术的其他领域也可以看到类似的重点转移和变化。

 

专利申请人主要关注的专利申请途径包括：国际申请、美国申请、欧洲申请、中国申请、日本申请和韩国申请。在辅助机器人领域，PCT申请途径一直发挥着重要作用。

 

辅助机器人领域专利申请策略和获得授权的关键指标之一是特定国家/地区获得专利授权的比例。国际专利家族中，超过43%至少有一项美国专利授权，突显了美国是辅助机器人领域的主要市场。其他主要市场包括日本（24%）、中国（21%）、欧洲（21%，基于欧洲专利）和韩国（14%）。

 

美国申请人在辅助机器人国际专利家族中占比最高（超过28%），其后依次是日本（22%）、韩国（12%）、中国（8%）和德国（6%）。该领域最活跃的申请人主要是公司和大学，大部分位于韩国和日本。全球TOP 10专利申请人中，仅两家非亚洲公司（欧洲、美国），韩国三星、日本松下和本田名列前茅。虽然欧洲专利申请人在辅助机器人领域的影响不大，但他们在该领域的国际专利家族中所占的比例却高于平均水平，这是因为专利申请人认为相关发明具有更大的经济潜力。欧洲申请人中，来自德国的申请人占国际专利家族的29%，其后依次是法国（14%）、英国（12%）和意大利（11%）。

 

美国在辅助机器人技术领域的专利被引频次排名首位，其后依次是日本、韩国、加拿大和德国。美国申请人的专利经常被韩国、日本、德国、中国和瑞士的申请人引用。中国申请人的专利在非国际专利家族中占比较大，也被其他国家申请人引用；这展现了在该领域不同国家/地区之间的技术流动。

 

在辅助机器人技术领域的六个技术分支中，辅助外骨骼技术发明专利占比最多（50%），其后依次是治疗机器人（27%）、人形和宠物机器人（18%）。

 

 

过去十年中，协作机器人技术的国际专利家族数量增长迅速，超过大多数技术领域的平均增长率。2012—2022年，协作机器人技术相关的国际专利家族数量增长了六倍多，2023年，这一数字比2022年下降了40%以上。

 

与辅助机器人技术领域相比，协作机器人技术领域的活跃申请人主要来自于欧洲、日本、加拿大和美国的公司，TOP 10的申请人是库卡（德国）、西门子（德国）、索尼（日本）、松下（日本）、BAE系统公司（日本）、发那科（日本）、大阪大学（日本）、电报电话公司（日本）、Auris健康（加拿大）、英特尔（美国）。

 

 

图2  提交协作机器人相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

 

大约二十年前，治疗机器人技术领域的国际专利家族数量开始显著增加，1999—2009年增加了六倍多，然后趋于平稳。2019年和2020年达到顶峰，但到2023年下降了50%以上。该技术领域的主要申请人包括日本、美国和欧洲的公司。TOP 10的申请人是松下（日本）、丰田（日本）、Neofect（美国）、村田机械（日本）、三洋（日本）、飞利浦（荷兰）、H-Robotics（美国）、Hill-Rom（美国）、精工爱普生（日本）、庆应义塾大学（日本）。

 

 

图3  提交治疗机器人相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

 

自2014年起，机器人助行器技术领域的国际专利家族数量显著上升，2013—2015年增加了7倍多，并维持在较高水平，直至最近出现了大幅波动。该技术领域的活跃申请人来自日本、韩国和中国的公司。TOP 10的申请人是捷太格特（日本）、村田制作所（日本）、松下（日本）、船井（日本）、富士（日本）、Nabtesco（日本）、LG集团（韩国）、浙江益恒悦医疗科技有限公司（中国）、丰田（日本）、夏普（日本）。

 

 

图4  提交机器人助行器相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

 

自二十年前起，辅助机器人领域的国际专利家族数量急剧增加，超过多数技术领域。但自2021年开始，与辅助外骨骼技术相关的专利申请数量开始下降，近三年下降近30%。该技术领域的活跃申请人来自韩国、日本、欧洲和美国的公司。TOP 10的申请人是三星（韩国）、本田（日本）、丰田（日本）、奥托博克（德国）、现代汽车（日本）、Ekso仿生（美国）、捷太格特（日本）、加利福尼亚大学（美国）、松下（日本）、起亚（韩国）。

 

 

图5  提交辅助外骨骼相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

 

机器人移动平台技术经历了两次发展高峰。第一次在大约20年前，国际专利家族数量开始增长，2004—2010年增加了六倍多，到2013年有所减少。第二次高峰是自2013年开始急剧增长，专利数量增长了6倍多，直到2018年达到顶峰。但是，从2021年起，该领域的发明数量开始下降，这与辅助机器人领域的整体趋势类似。该技术领域的活跃申请人来自日本、韩国、美国、欧洲的公司和大学。TOP 10的申请人是丰田（日本）、本田（日本）、三星（韩国）、松下（日本）、iRobot（美国）、Oliver Crispin Robotics（英国）、加利福尼亚大学（美国）、通用电气（美国）、LG集团（韩国）、筑波大学（日本）。

 

 

图6  提交机器人移动平台相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

 

人形和宠物机器人技术领域在二十年前开始增长，近十年，国际专利家族数量急剧增长，2014—2020年间增长约五倍多，超过了其他技术领域的平均水平。相比2020年，该领域2023年的专利家族数量下降了近40%。该技术领域的活跃申请人来自日本、韩国和欧洲的公司和大学。TOP 10的申请人是三星（韩国）、索尼（日本）、松下（日本）、LG集团（韩国）、本田（日本）、电报电话公司（日本）、丰田（日本）、大阪大学（日本）、软件银行集团（日本）、Aldebaran Robotics（法国）。

 

 

图7  提交人形和宠物机器人相关申请最活跃的申请人分布图（2000—2023）

 

[1] 辅助机器人技术是机器人技术的一个动态子领域，专注于开发帮助残疾人和在日常生活中需要帮助的人的机器人系统，这些系统还支持病情援助以及个人恢复和康复。

 

[2] 协作机器人设计用于与人类操作员或用户直接接触。

 

[3] 治疗机器人旨在帮助身体或认知有缺陷的人康复和治疗。治疗机器人通常被固定在临床环境中使用。

 

[4] 机器人助行器结合了机器人技术，帮助行走困难的人保持平衡。这些设备通过传感器适应用户的行走速度和地形，提高行走的安全性和独立性。

 

[5] 辅助外骨骼是一种可穿戴在人体不同部位的设备，旨在帮助有需求的人群移动。该装置的设计结构符合人体工程学和人体解剖结构。

 

[6] 机器人移动平台是服务机器人的一种，由国际标准化组织定义为“个人使用或专业使用的机器人，为人类或设备执行任务”（ISO 8373）。