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用專利與論文地圖找出「無人區」的創新機會

臺灣大學劉如熹特聘教授在2025年四月於臺灣大學圖書館的演講「善用專利與論文地圖:掌握創新研發趨勢」中,首先介紹其在化學系的材料化學實驗室(Materials Chemistry Laboratory, MCL),Logo以無機材料最基本的晶體結構「立方體」為核心,向外開展的線條則象徵不同材料特性與組合,如同堆砌積木一般,因此也被外界稱為堆積木實驗室。MCL的核心研究方向是光轉換材料,主要應用劃分為三大領域:光轉光、光轉電、光轉熱。

光轉光(Light to Light): 利用藍光LED激發螢光粉或量子點,產生可見光,應用於手機螢幕、照明等。

光轉電(Light to Electricity): 透過太陽能驅動光觸媒分解水產生綠氫,用於燃料電池發電,並研發固態電池與金屬空氣電池,優化清潔能源儲存與應用。

光轉熱(Light to Heat): 開發奈米材料應用於光熱治療及光動力治療,例如藉由金奈米粒子標靶口腔癌細胞,再用紅外線加熱精準消滅癌細胞。同時也探討如何用奈米氣泡結合超音波技術,將藥物送入大腦以突破血腦屏障的限制。

MCL的核心技術集中在材料的配方與合成、分析技術、應用導向等三方面,是跨領域研究的基礎。劉教授也特別談到在工研院時期學習到的專利地圖方法,並將轉化為可應用在學術研究的論文地圖。

核心重點:專利及論文地圖的應用與實踐
接下來聚焦於如何善用專利與論文地圖來引導研發方向,劉教授將專利及論文地圖比喻為尋找研發方向所需的地圖,它能系統化地整理專利與論文資訊,產生專利情報,找出研發的利基方向。

專利情報的內容包括製作管理圖(如年度專利數量趨勢、國家或公司排名等)和技術圖(如技術分類、引用分析等)。論文情報則側重於分析學術發表趨勢、關鍵研究者、研究機構、以及論文之間的引用關係,揭露學術界的發展動態與熱點議題。劉教授強調必須「自己動手」分析專利地圖,才能真正從中學到東西。

演講介紹了多個常用的專利資料庫,包括免費資源(如中華民國專利資料庫、Google Patents、Espacenet)和付費資源(Derwent Innovation)。而Derwent Innovation也能整合Web of Science平台追蹤學術文獻,建構論文地圖。

閱讀專利時,劉教授建議先看標題、摘要,確認是否與自身領域相關,若相關則進一步閱讀獨立項 (Claims),以了解技術的核心內容和保護範圍。

專利地圖的分析結果可以透過趨勢圖了解領域的熱度或走向,並利用視覺化地圖(如等高線圖)來識別研究熱區和「無人區」,找到「無人區」是尋找創新方向的關鍵。而分析論文地圖則能幫助研究者發現學術界的「無人區」,亦即尚未被充分探索的研究主題或方法,從而開闢新的研究領域。

利用地圖尋找研發創新方向的實例
劉教授透過紅外線螢光粉及固態電池/鈉二氧化碳電池兩個實際案例,說明如何運用專利與論文地圖尋找研發新方向。

紅外線螢光粉(Infrared Phosphors): MCL運用專利論文地圖分析,辨識出利用無機螢光粉調配寬頻紅外線的技術空白,基於化學洞察設定創新配方,雖然專利被OSRAM搶先取得,MCL仍因此發表了高影響力論文,並持續開拓新應用。

固態電池/鈉二氧化碳電池(Solid-State/Sodium-CO2 Batteries):利用專利地圖,MCL鎖定金屬空氣電池中,使用「無機固態陶瓷電解質」在「鈉二氧化碳電池」的技術空白進行研究,成功開發出可充放電電池,並獲得台灣和美國專利,未來可應用於火星探索。

專利情報的重要性與研發策略
善用專利情報能有效縮短研發週期、節省研發成本,專利說明書也包含了豐富的未公開實施例。同時,掌握論文情報能幫助研究者了解學術前沿,避免重複研究,並找到合作夥伴。

MCL的研發策略即是巧妙結合產業需求和自身的核心優勢,先從專利論文地圖找出「無人區」作為研發切入點,除了增加爭取產學合作計畫的勝算,更能促使學生有效率地完成研究。

結語:創新、發明與想法
在演講尾聲,劉教授精闢闡述了想法(Idea)、發明(Invention)和創新(Innovation)的本質,強調將「不能賺錢的專利」變成「能賺錢的項目」,才是真正的「創新」。創新必須以專利為基石,專利地圖是管理與運用專利的關鍵工具,而論文地圖則是學術研究的重要指引。兩者結合能更有效地推動科技進步,迎來「智慧推動科技創新,科技創新改變人類生活」的宏大願景!(1557字;圖1)

參考資料:
【劉如熹老師演講】善用專利與論文地圖:掌握創新研發趨勢。臺大圖書館HELP頻道。2025/04/25

<資料來源:科技產業資訊室,作者 鐘國晉。https://iknow.stpi.niar.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=21801>