本文通过全面检索和分析“人工智能技术与新型智能复合材料的深度融合”（以下简称“人工智能与智能材料融合”）研究相关的论文和专利，了解该领域的发展趋势、领先国家和机构、发文期刊、专利来源国、专利市场国、专利权人、研究热点等信息。 

　　文献分析 

　　为检索出与人工智能与智能材料融合相关的研究与综述论文，根据用户提供的检索词，构建检索策略1，在ISI Web of Science数据库中，共检索到7584篇论文（检索时间2018年9月）。其中，期刊论文（Article）6515篇、综述性论文（Review）745篇。并对检索出的数据采用TDA和Excel等工具进行分析，结果如下。 

　　1、研究产出分析 

　　（1）年代分布 

　　从图1中可以看出，纵观整个研究历程，1990年前后之前发文量少，研究进展缓慢。1990年之后，发文量开始缓慢上升，2000年后，每5年的年均发文量均有100篇的增加，增长速度明显加快，2010年后更是呈现高速增长态势，2017年发文量达815篇。 

　　（2）国家（地区）分布 

　　全球共有92个国家（地区）开展了人工智能与智能材料融合的研究，其前二十位的国家排名见下图(图2)。发文量前十位的国家分别是中国、美国、德国、日本、韩国、英国、印度、意大利、法国和加拿大，上述十个国家在人工智能与智能材料融合主题中的发文量占总量的81.05%。 

　　从国家（地区）角度看，中国和美国在该主题的研究中占有绝对优势，两国的发文量分别占全部论文的25.71%和23.22%；位居第三位至第七位的分别是德国、日本、韩国、英国和印度，其发文量大多在400篇至500篇左右，基本上占到全部论文的6.77%至5.50%左右。中国在该主题的研究成果产出方面具有全球领先优势。 

　　（3）机构分布 

　　表1列出了全球发表的关于人工智能与智能材料融合的前二十一位发文机构（最后两家机构发文数量相同）。其中，中国8家、美国4家、日本3家、韩国2家，法国、意大利、新加坡和印度各1家。由此可见，机构研究力量相对集中。发文量排名前5位的机构依次是印度理工学院、中国哈尔滨工业大学、韩国仁荷大学、新加坡南洋理工和中国香港理工大学。前二十一位发文机构中以高校为主，还有部分科研院所。 

　　印度、日本和韩国等其他亚洲国家（地区），虽然在发文量方面不及中国和美国，但是在排名的前20个机构中均在占有一席之地，甚至有2到3家机构，新加坡南洋理工更是进入到了前5位。相比之下美国的发文量虽然占据第二位，但发文总量排名前5位的机构中并未出现美国的高校或研究机构。中国的哈尔滨工业大学、清华大学、中科院化学所在人工智能与智能材料融合方面属于国内领先水平。 

　　(4)期刊分布 

　　该主题发表论文涉及期刊超过1500余种，发文量最多的前五种期刊分别是：SMART MATERIALS AND STRUCTURES（409篇）、JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES（305篇）、COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY（197篇）、COMPOSITES PART B-ENGINEERING（177篇）和ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES（103篇）。 

　　2.国家（地区）被引频次分析 

　　对全球发表的关于人工智能与智能材料融合研究论文的被引频次进行分析，以国家（地区）进行累积加和，并计算其篇均被引频次(表2)。总被引次数和篇均被引次的高低说明研究的影响力大小，其中，总被引次数表示国家（地区）在该研究领域的影响力，篇均被引次数表示发表论文的被关注的程度。 

　　发文量TOP20的国家（地区）中，从被引总频次来看，前10位依次是中国、美国、德国、日本、韩国、英国、印度、意大利、法国和加拿大。中国的总被引频次达88563，美国的总被引频次为75741，两国远远高于其它国家（地区）；两国的篇均被引频次为47.26和44.74，分别排在第10位和第12位。平均被引频次最高的国家（地区）是葡萄牙，达73.31。中国论文总数和总被引频次均第1位，其篇均被引频次排在第10位。 

　　以发文量前10位国家（地区）的名称、发文量和及其篇均被引频次三个指标作气泡图，气泡大小表示篇均被引频次高低。由图3可以直观看出，德国的发文量虽位于第3位，但篇均被引频次最高，达52.20。中国发文量居世界第1位，其篇均被引频次，低于德国、意大利和英国。在亚洲国家（地区）中除中国以外，日本、韩国和印度或是在发文总量上低于发达国家，亦或是在篇均被引频次上低于其他发达国家。 

　　3.该领域研究技术主题分析 

　　根据检索出的文献，通过TDA分析工具对关键词进行分析，排除无效概念，得到人工智能与智能材料融合研究所涉及的高频关键词。通过VOSviewer对SCI文献中的关键词字段的聚类分析，大致得到三大方面的聚类，以纳米粒子为首应用于生物医学领域方面的各种聚合材料的研究，人工智能与智能材料融合在传感/驱动一体化方面的研究，纳米薄膜及器件的加工技术。 

　　4.小结 

　　本部分对人工智能与智能材料融合的国际基础性研究进行了文献分析，通过分析从整体上把握该领域国际发展态势，为科学决策提供支撑。 

　　（1）   人工智能与智能材料融合国际发展态势 

　　人工智能与智能材料融合方面的研究自2010年以来呈现快速上升趋势，是目前的研究热点。中美两国在该领域的发文量和引文量遥遥领先于其它国家（地区）。而从篇均被引频次来看，葡萄牙、新加坡和西班牙排在前三位。全球发文量排名前五的机构分别为印度理工学院、中国哈尔滨工业大学、韩国仁荷大学、新加坡南洋理工和中国香港理工大学。该领域发文量最多的三种期刊为SMARTMATERIALS AND STRUCTURES（409篇）、JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES（305篇）、COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY（197篇）。 

　　(2)人工智能与智能材料融合主要研究内容从检索出的SCI论文的聚类分析结果来看，该领域的研究热点集中在三个方面：一是将纳米聚合材料应用于生物医学领域的研究；二是人工智能与智能材料融合在传感/驱动一体化方面的研究；三是智能纳米薄膜及器件的加工技术。 

　　专利分析 

　　在ISI Derwent Innovations Index（DII）数据库中2，共检索到4385条专利文献（检索时间2018年9月）。对检索出的数据采用TDA和Excel等工具进行分析，结果如下。 

　　1.总体情况分析 

　　（1）专利申请国家（地区）和时间分布从全球的人工智能与智能材料融合技术专利申请来看（图5），相关的专利技术最早可追溯到1959年。在1993年前，全球人工智能与智能材料融合技术专利年申请量不超过10条，进入1993年后，全球关于人工智能与智能材料融合技术的专利申请量呈逐年上升的态势。其中，2016年专利申请量达970多件。申请量最多的前5位国家（地区）分别是中国、美国、韩国、日本和德国。其中，美国是最早开展智能复合材料研究的国家（地区），自上世纪九十年代初期开始，其年专利申请量稳步上升。 

　　中国自1992年就有相关专利申请，前期发展缓慢，近十年来中国发展迅速，2008年后中国的专利年申请量超过美国，成为世界第一。中国的专利申请变化趋势与国际专利申请趋势大致相同。 

　　（2）   专利技术国家（地区）分布 

　　从专利技术的国家（地区）来源来看，中国的专利技术最多，占总数的75%；其次是美国，占总数的9%。从专利技术的市场分布来看，专利主要分布于中国、美国、WO、韩国、日本等。从图6和图7可以看出，中国是人工智能与智能材料融合技术的输出国，其技术来源比例高于市场应用的比例。 

　　（3）   主要申请人分析 

　　从检索结果看，约有3000多家机构活跃在人工智能与智能材料融合技术研发领域。专利申请数量位居前10位的机构有5家为高校（表4），且均为中国大学机构。其他机构为企业，分别来自中国、韩国和美国。哈尔滨工业大学的文献数量和专利数量均排在全球TOP5。 

　　（4）   中国专利权人情况分析 

　　中国研发机构在人工智能与智能材料融合技术领域申请专利的全球排位靠前，前四名均为中国高校。进入世界排名前45位的除了12家包括韩国、美国、日本及德国的企业及1家美国高校外，其余均为中国高校或企业——高校22家，企业10家。 

　　（5）人工智能与智能材料融合技术主题分析基于专利题名和摘要关键词绘制人工智能与智能材料融合技术研发主题布局图，由图8可以看出，人工智能与智能材料融合技术领域关注主题明显集中在有机、无机化学、物理球磨等材料制备方法上。 

　　2.小结 

　　本部分对人工智能与智能材料融合主题进行了专利文献分析。 

　　全球专利文献中关于人工智能与智能材料融合的研究可以回溯到上世纪六十年代，进入2008年后，专利申请量才呈快速上升的发展态势。中国在人工智能与智能材料融合方面的研究起步较晚，但整体发展迅速。 

　　全球关于人工智能与智能材料融合的研究涉及40个国家/地区，中国是这方面研究最多的国家，其次是美国。中国专利以本国申请为主，国际化程度相对不高。 

　　在全球开展人工智能与智能材料融合研究的机构中，前四位为中国高校，前十位中，包括的企业分别为三星（SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD）、中国国家电网公司（STATE GRID CORP CHINA）、美国通用公司（GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS INC）、美国（IMMERSION CORP）和韩国LG公司（LG ELECTRONICS INC）。主要是一些全球知名的汽车与电子产业巨头。进入全球排名前45位的中国公司除中国国家电网公司外，其它企业如深圳光启创新技术、天津美腾科技有限公司、CHONGQING GUANGJI IND COLTD、HANGZHOU TECH SUN MACHINERY CO LTD、GUANGDONG CLAW ROBOT CO LTD等主要是从事智能烹饪装置系统、智能运输车辆信息采集与控制方法、智能分离机、智能物料输送装置及智能相机与家电等超材料天线等智能控制技术与智能材料的研究与开发。 

　　人工智能与智能材料融合研究所涉及的技术主题主要集中在有机、无机化学、物理球磨等材料制备方法上。（作者单位：中科院文献情报中心咨询服务部） 

　　参考文献 

　　1检索策略：((Intelligen* OR intellect* OR smart)NEAR/5 (material* OR composites)) 

　　2检索策略：主题=(Probiotic or Probiotics)