智能冰箱：專(zhuān)利定義“新鮮”生活

10年前，有媒體曾暢想過(guò)一款“未來(lái)冰箱”，其不僅能夠根據食材散發(fā)出的味道判斷果蔬新鮮程度，還可與超市聯(lián)網(wǎng)，根據儲存情況和用戶(hù)偏好給出“智能菜譜”，讓用戶(hù)足不出戶(hù)就能安享美食。如今，伴隨物聯(lián)網(wǎng)（IoT）生態(tài)系統建設、5G等技術(shù)的發(fā)展，智能化的“未來(lái)冰箱”已成為現實(shí)。

　　所謂智能冰箱，就是能對冰箱進(jìn)行智能化控制、對食品進(jìn)行智能化管理的冰箱類(lèi)型，主要包括基于屏幕控制的智能冰箱等。自2020年新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，智能冰箱更是憑借其無(wú)接觸的交互方式，引起人們的關(guān)注。本文中，筆者對基于屏幕控制的智能冰箱專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行檢索分析，以期為該領(lǐng)域深入研發(fā)提供有價(jià)值的專(zhuān)利信息參考。

　　行業(yè)整合，集群效應

　　根據發(fā)展趨勢，全球基于屏幕控制的智能冰箱專(zhuān)利申請可劃分為四個(gè)發(fā)展階段：第一階段在2009年以前，隨著(zhù)1999年互聯(lián)網(wǎng)公司的逐漸興起，智能冰箱開(kāi)始出現相應的專(zhuān)利申請，該階段的冰箱智能化集中在變頻、節能、靜音、保鮮，但因開(kāi)發(fā)技術(shù)、生產(chǎn)能力等方面因素的限制再加上2008年全球經(jīng)濟危機的影響，專(zhuān)利產(chǎn)出較低。第二階段在2010年至2012年間，相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)利申請量增長(cháng)較為緩慢，到2012年開(kāi)始進(jìn)入上升趨勢。第三階段在2013年至2017年間，其中2014年作為中國智能冰箱“元年”，同時(shí)恰逢物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等技術(shù)的不斷創(chuàng )新升級并與硬件嘗試緊密結合的關(guān)鍵時(shí)期，智能冰箱專(zhuān)利申請量呈井噴之勢。第四階段在2018年之后，隨著(zhù)IoT、5G技術(shù)帶動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能家電的不斷發(fā)展，專(zhuān)利申請數量呈現逐漸平穩發(fā)展趨勢，主要是由于該階段的競爭格局基本形成、相關(guān)技術(shù)發(fā)展相對成熟，行業(yè)整合轉型基本完成。

　　從技術(shù)來(lái)源國看，中國、韓國、日本是該技術(shù)的主要來(lái)源國。其中，中國相關(guān)專(zhuān)利申請量占比56%。從全球專(zhuān)利申請排名看，該領(lǐng)域前10位主要申請人中，除三星、LG、松下、博西華電器外，其余6家主要來(lái)自國內的傳統冰箱企業(yè)（長(cháng)虹、美的、海爾、格蘭仕、海信）以及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)（云米）。

　　從專(zhuān)利地域布局來(lái)看，我國各省市基于屏幕控制的智能冰箱專(zhuān)利申請量排名前四位的省份依次為：廣東、江蘇、安徽、山東，專(zhuān)利申請量占全國申請總量的57%。這主要是由于這四省集中了主要的智能冰箱廠(chǎng)商，如廣東省的美的、云米、容聲、科龍，江蘇省外資在華企業(yè)三星、博西華電器、樂(lè )金，安徽省的美菱、華凌，山東省的海爾、海信等品牌。這表明中國智能冰箱的發(fā)展現階段以這四個(gè)省份為主導，進(jìn)行技術(shù)領(lǐng)導創(chuàng )新，形成良好的集群效應優(yōu)勢。

　　智能識別，交互物聯(lián)

　　從核心技術(shù)來(lái)看，基于屏幕控制的智能冰箱技術(shù)分支主要包括智能傳感識別、通信控制系統和終端控制屏管理等幾個(gè)方面。

　　智能傳感識別主要包括食品識別（圖像、語(yǔ)音、二維碼、條形碼等）、健康管理、溫濕/保鮮殺菌/除霜等制冷參數、節能降噪、人體識別/手勢動(dòng)作/距離感知、照明亮屏、安防報警等控制技術(shù)參數進(jìn)行檢測。為提高智能傳感效果，創(chuàng )新主體在具體實(shí)踐中通常會(huì )結合以上多種智能傳感識別技術(shù)，如食材識別與健康管理、溫濕/保鮮殺菌/除霜與節能降噪、人體識別/手勢動(dòng)作/距離感知與安防報警等進(jìn)行跨技術(shù)橫向交叉結合。

　　通信控制系統主要包括硬件控制、通信模式和軟件編程算法等的改進(jìn)方面。在硬件控制方面，2000年海爾提交的專(zhuān)利申請“網(wǎng)絡(luò )冰箱”（公告號：CN2501114Y），在冰箱上增加中央處理器及程序、顯示單元、內存單元、語(yǔ)音留言單元、測溫單元、網(wǎng)絡(luò )通訊單元和信息錄入單元，實(shí)現食品信息智能管理、遠程訪(fǎng)問(wèn)和信息查詢(xún)、網(wǎng)上購物和個(gè)人信息查詢(xún)、語(yǔ)音留言、家庭菜譜和營(yíng)養配菜、故障過(guò)程反饋，遠程診斷等功能。在通信模式方面，2013年LG提交的專(zhuān)利申請“家用電器和移動(dòng)設備”（公開(kāi)號：CN103914272A），可實(shí)現共享關(guān)于外部設備的信息，家用電器（如冰箱等）通過(guò)屏幕與一個(gè)或多個(gè)外部設備（如其他家用電器）通信，顯示屏上顯示關(guān)于多個(gè)外部設備當中通信連接到通信單元的外部設備的信息。在軟件編程算法方面，2013年長(cháng)虹提交的專(zhuān)利申請“智能開(kāi)啟冰箱顯示屏方法”（公開(kāi)號：CN103438658A），包括人體運動(dòng)感知模塊、人體測距模塊、處理模塊及通信模塊?？梢愿鶕梭w的運動(dòng)狀態(tài)判斷得到人體相對冰箱的運動(dòng)狀態(tài)，并根據判斷結果智能地對冰箱顯示屏進(jìn)行顯示控制。

　　冰箱終端控制屏管理主要涉及交互功能、屏面板以及智能家居云物聯(lián)等的控制管理。在交互功能的實(shí)現方面，2008年三星提交的專(zhuān)利申請“智能廚房系統”（公開(kāi)號：KR20100045154A）將冰箱連入家庭網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器記錄智能冰箱的存儲食物清單和食物訪(fǎng)問(wèn)清單，而觸摸屏監視器則將觸摸信號發(fā)送到家庭網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，進(jìn)行數據處理和控制。在屏面板管理方面，2011年美的提交的專(zhuān)利申請“TFT觸摸屏”（公開(kāi)號：CN102519218A），將觸摸信號反饋給智能控制模塊，實(shí)現不同功能模塊間的信息交互。在智能家居云物聯(lián)方面，2016年三星提交的專(zhuān)利申請“物聯(lián)網(wǎng)IoT連接終端裝置”（公開(kāi)號：WO2017171204A1），家庭自動(dòng)化系統使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制每個(gè)設備家庭的操作服務(wù)需求，以幫助用戶(hù)更容易地控制所提供的各個(gè)設備。

　　智能控制，跨界融合

　　筆者經(jīng)過(guò)專(zhuān)利檢索后發(fā)現，基于屏幕控制的智能冰箱呈現跨計算機控制、通信領(lǐng)域的特點(diǎn)。技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)從智能識別、智能控制技術(shù)向全屋場(chǎng)景化的智能家居、人機交互、云物聯(lián)控制方向演進(jìn)。其中三星、LG利用其在屏幕研發(fā)制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，以及作為家電產(chǎn)品的全球主要生產(chǎn)廠(chǎng)商，在該領(lǐng)域具有核心技術(shù)優(yōu)勢，重點(diǎn)布局在智能家居、物聯(lián)網(wǎng)控制應用系統。而松下研發(fā)重點(diǎn)為應用于家電領(lǐng)域的智能控制、通信技術(shù)。

　　國內最早于2000年開(kāi)始由海爾、海信引領(lǐng)該領(lǐng)域的研發(fā)，帶動(dòng)了美的、長(cháng)虹、格蘭仕等傳統家電廠(chǎng)商進(jìn)行轉型跨界升級。其中長(cháng)虹由于前身業(yè)務(wù)是彩電、信息電子等，具有一定研發(fā)優(yōu)勢，其他的傳統冰箱企業(yè)研發(fā)重點(diǎn)主要在智能冰箱終端控制、性能、結構改進(jìn)等方面。而作為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)小米生態(tài)鏈下的非傳統家電企業(yè)——云米雖然研發(fā)起步較晚，但從2016開(kāi)始在云物聯(lián)、全屋互聯(lián)網(wǎng)控制、跨界整合中進(jìn)行專(zhuān)利布局，表現出強勁的競爭優(yōu)勢。

　　筆者建議，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)智能家電不斷升級，國內相關(guān)冰箱家電企業(yè)需要圍繞該領(lǐng)域核心和基礎性技術(shù)形成全方位多層次的專(zhuān)利保護，增強專(zhuān)利海外布局；對智能控制、智能管理等重點(diǎn)專(zhuān)利進(jìn)行技術(shù)挖掘和專(zhuān)利風(fēng)險防控；并通過(guò)冰箱、控制、通信技術(shù)領(lǐng)域的跨界融合發(fā)展形成標準化的專(zhuān)利技術(shù)，推進(jìn)智能冰箱與智慧社區的共融共建。