综述：工业5.0：基于BERTopic驱动专利分析法的可持续技术生命周期图谱

本文综述了工业5.0背景下可持续技术的生命周期演化路径。研究通过BERTopic模型对11,253项专利进行主题挖掘，识别出9项核心可持续技术，并结合逻辑增长模型（Logistic Growth Model）动态评估其发展阶段。结果显示：计算机视觉（Topic 0）与能源存储无线输电（Topic 4）将于三年内进入饱和期，而增材制造（Topic 3）仍处高增长阶段。该研究为产业5.0的技术预见与创新政策设计提供了量化分析框架。

　　

引言

工业5.0作为超越工业4.0的战略框架，以"以人为本、可持续性和韧性"为核心原则，推动工业系统向绿色转型。本研究通过整合BERTopic模型与逻辑增长模型，构建了可持续技术识别与生命周期预测的统一分析框架，旨在系统揭示工业5.0领域关键可持续技术的发展轨迹。

核心技术创新图谱

基于2011-2025年德温特专利数据库的11,253项专利分析，研究识别出九大核心可持续技术主题：

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  Topic 0：计算机视觉（Computer Vision）
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  Topic 1：无线通信（Wireless Communications）
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  Topic 2：智能终端与可穿戴设备（Smart Terminals and Wearables）
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  Topic 3：增材制造（Additive Manufacturing）
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  Topic 4：能源存储与无线输电（Energy Storage & Wireless Power Transfer）
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  Topic 5：人机交互与数据智能（Human-Computer Interaction and Data Intelligence）
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  Topic 6：先进材料与冶金加工（Advanced Materials and Metallurgical Processing）
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  Topic 7：光通信与模块化系统（Optical Communication and Modular Systems）
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  Topic 8：声学传感与智能音频（Acoustic Sensing and Smart Audio）

技术生命周期动态评估

通过逻辑增长模型拟合技术扩散曲线，研究发现：

1. 1.
   饱和期技术：无线通信（Topic 1）、智能终端与可穿戴设备（Topic 2）、人机交互与数据智能（Topic 5）、先进材料与冶金加工（Topic 6）、光通信与模块化系统（Topic 7）、声学传感与智能音频（Topic 8）已进入技术成熟阶段，知识扩散趋于稳定。
2. 2.
   临近饱和期技术：计算机视觉（Topic 0）和能源存储与无线输电（Topic 4）预计在未来三年内达到饱和点，当前仍保持较高创新活力。
3. 3.
   高增长潜力技术：增材制造（Topic 3）处于快速成长期，其技术迭代速度与应用场景拓展空间显著高于其他主题，预示该领域将持续引领工业5.0的可持续创新。

理论与现实意义

本研究首次将语义增强主题模型（BERTopic）与动态生命周期预测结合，克服了传统LDA模型在专利文本语义连贯性方面的局限。实证结果不仅揭示了工业5.0可持续技术的异质性发展路径，还为政策制定者提供了精准的技术干预时机参考——例如对临近饱和期技术侧重产业化应用优化，而对高增长技术加大研发资源投入。

结论与展望

工业5.0的可持续技术演进呈现多阶段并存特征，其中增材制造作为关键赋能技术，有望通过定制化生产、材料减耗等特性持续推动工业绿色转型。未来研究可进一步整合技术融合网络分析，探索多技术协同对可持续发展目标（SDGs）的贡献机制。