智能冰箱：專利定義“新鮮”生活

10年前，有媒體曾暢想過一款“未來冰箱”，其不僅能夠根據食材散發出的味道判斷果蔬新鮮程度，還可與超市聯網，根據儲存情況和用戶偏好給出“智能菜譜”，讓用戶足不出戶就能安享美食。如今，伴隨物聯網（IoT）生態系統建設、5G等技術的發展，智能化的“未來冰箱”已成為現實。

　　所謂智能冰箱，就是能對冰箱進行智能化控制、對食品進行智能化管理的冰箱類型，主要包括基于屏幕控制的智能冰箱等。自2020年新冠肺炎疫情發生以來，智能冰箱更是憑借其無接觸的交互方式，引起人們的關注。本文中，筆者對基于屏幕控制的智能冰箱專利技術進行檢索分析，以期為該領域深入研發提供有價值的專利信息參考。

　　行業整合，集群效應

　　根據發展趨勢，全球基于屏幕控制的智能冰箱專利申請可劃分為四個發展階段：第一階段在2009年以前，隨著1999年互聯網公司的逐漸興起，智能冰箱開始出現相應的專利申請，該階段的冰箱智能化集中在變頻、節能、靜音、保鮮，但因開發技術、生產能力等方面因素的限制再加上2008年全球經濟危機的影響，專利產出較低。第二階段在2010年至2012年間，相關領域專利申請量增長較為緩慢，到2012年開始進入上升趨勢。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”，同時恰逢物聯網、云計算、人工智能等技術的不斷創新升級并與硬件嘗試緊密結合的關鍵時期，智能冰箱專利申請量呈井噴之勢。第四階段在2018年之后，隨著IoT、5G技術帶動互聯網智能家電的不斷發展，專利申請數量呈現逐漸平穩發展趨勢，主要是由于該階段的競爭格局基本形成、相關技術發展相對成熟，行業整合轉型基本完成。

　　從技術來源國看，中國、韓國、日本是該技術的主要來源國。其中，中國相關專利申請量占比56%。從全球專利申請排名看，該領域前10位主要申請人中，除三星、LG、松下、博西華電器外，其余6家主要來自國內的傳統冰箱企業（長虹、美的、海爾、格蘭仕、海信）以及互聯網企業（云米）。

　　從專利地域布局來看，我國各省市基于屏幕控制的智能冰箱專利申請量排名前四位的省份依次為：廣東、江蘇、安徽、山東，專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商，如廣東省的美的、云米、容聲、科龍，江蘇省外資在華企業三星、博西華電器、樂金，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展現階段以這四個省份為主導，進行技術領導創新，形成良好的集群效應優勢。

　　智能識別，交互物聯

　　從核心技術來看，基于屏幕控制的智能冰箱技術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方面。

　　智能傳感識別主要包括食品識別（圖像、語音、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/手勢動作/距離感知、照明亮屏、安防報警等控制技術參數進行檢測。為提高智能傳感效果，創新主體在具體實踐中通常會結合以上多種智能傳感識別技術，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/手勢動作/距離感知與安防報警等進行跨技術橫向交叉結合。

　　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方面。在硬件控制方面，2000年海爾提交的專利申請“網絡冰箱”（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、語音留言單元、測溫單元、網絡通訊單元和信息錄入單元，實現食品信息智能管理、遠程訪問和信息查詢、網上購物和個人信息查詢、語音留言、家庭菜譜和營養配菜、故障過程反饋，遠程診斷等功能。在通信模式方面，2013年LG提交的專利申請“家用電器和移動設備”（公開號：CN103914272A），可實現共享關于外部設備的信息，家用電器（如冰箱等）通過屏幕與一個或多個外部設備（如其他家用電器）通信，顯示屏上顯示關于多個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年長虹提交的專利申請“智能開啟冰箱顯示屏方法”（公開號：CN103438658A），包括人體運動感知模塊、人體測距模塊、處理模塊及通信模塊?？梢愿鶕梭w的運動狀態判斷得到人體相對冰箱的運動狀態，并根據判斷結果智能地對冰箱顯示屏進行顯示控制。

　　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等的控制管理。在交互功能的實現方面，2008年三星提交的專利申請“智能廚房系統”（公開號：KR20100045154A）將冰箱連入家庭網絡，通過家庭網絡服務器記錄智能冰箱的存儲食物清單和食物訪問清單，而觸摸屏監視器則將觸摸信號發送到家庭網絡服務器，進行數據處理和控制。在屏面板管理方面，2011年美的提交的專利申請“TFT觸摸屏”（公開號：CN102519218A），將觸摸信號反饋給智能控制模塊，實現不同功能模塊間的信息交互。在智能家居云物聯方面，2016年三星提交的專利申請“物聯網IoT連接終端裝置”（公開號：WO2017171204A1），家庭自動化系統使用物聯網技術控制每個設備家庭的操作服務需求，以幫助用戶更容易地控制所提供的各個設備。

　　智能控制，跨界融合

　　筆者經過專利檢索后發現，基于屏幕控制的智能冰箱呈現跨計算機控制、通信領域的特點。技術研發重點從智能識別、智能控制技術向全屋場景化的智能家居、人機交互、云物聯控制方向演進。其中三星、LG利用其在屏幕研發制造領域的領先地位，以及作為家電產品的全球主要生產廠商，在該領域具有核心技術優勢，重點布局在智能家居、物聯網控制應用系統。而松下研發重點為應用于家電領域的智能控制、通信技術。

　　國內最早于2000年開始由海爾、海信引領該領域的研發，帶動了美的、長虹、格蘭仕等傳統家電廠商進行轉型跨界升級。其中長虹由于前身業務是彩電、信息電子等，具有一定研發優勢，其他的傳統冰箱企業研發重點主要在智能冰箱終端控制、性能、結構改進等方面。而作為互聯網企業小米生態鏈下的非傳統家電企業——云米雖然研發起步較晚，但從2016開始在云物聯、全屋互聯網控制、跨界整合中進行專利布局，表現出強勁的競爭優勢。

　　筆者建議，隨著互聯網智能家電不斷升級，國內相關冰箱家電企業需要圍繞該領域核心和基礎性技術形成全方位多層次的專利保護，增強專利海外布局；對智能控制、智能管理等重點專利進行技術挖掘和專利風險防控；并通過冰箱、控制、通信技術領域的跨界融合發展形成標準化的專利技術，推進智能冰箱與智慧社區的共融共建。