《World Patent Information》：The usual suspects of circularity: Unmasking green and circular innovations in the tyre industry using NLP
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这篇研究性论文（非综述）系统探讨了轮胎行业的创新格局，特别是绿色专利与循环创新之间的关系。作者针对传统专利分类（如CPC Y02）在识别循环经济（CE）策略（如3R：再利用、回收、再生）上的局限性，创新性地提出了一套集成Transformer模型（DistilBERT）与无监督聚类的方法学框架，对EPO、USPTO和WIPO的大量轮胎专利进行了语义分析。研究发现，许多旨在延长产品寿命、促进再利用的上游循环创新并未被现有绿色专利分类所捕获，揭示了当前环境创新指标可能存在的偏见，并为企业和政策制定者监测向循环经济转型提供了新的分析工具和见解。
循环与绿色：轮胎行业创新版图的新洞察
轮胎工业，作为材料密集型且废弃物管理问题突出的典型代表，长期以来面临着严峻的环境挑战。报废轮胎的累积、对有限原材料（如天然橡胶）的持续依赖，都推动着业界寻求系统性变革与创新解决方案。循环经济（Circular Economy, CE）框架及其核心的3R策略（再利用 Reuse、回收 Recycling、再生 Recovery）被视为关键路径，旨在延长材料和产品的使用寿命，减少对自然资源的压力。在此背景下，识别和追踪支持循环经济的“循环创新”变得至关重要。
然而，一个根本性的问题在于，我们如何准确地在海量专利数据中识别出这些循环创新？传统的专利分类体系，例如广泛用于标识环境相关技术发展的合作专利分类（Cooperative Patent Classification, CPC）Y02方案（常称为“绿色专利”），虽然能有效捕捉与气候变化减缓、能效提升相关的创新，但其设计初衷并非专门用于区分循环经济策略。这些分类标签通常过于宽泛，未能精确区分单纯的“环境影响减缓”（绿色）与旨在“闭合资源循环”（循环）的创新，导致了概念和实践上的模糊性。尤其对于旨在延长产品寿命、实现再利用或为循环材料流重新设计产品的创新，它们可能完全落在现有绿色专利类别之外。
为了突破这一局限，一项研究提出并应用了一种新颖的方法论。该方法将基于Transformer的自然语言处理（NLP）模型（具体为轻量化的DistilBERT）整合到一个以3R策略为核心的操作框架中。研究流程清晰分为六步：数据构建与预处理、基于掩码语言建模（MLM）的领域适应、构建3R策略关键词库、基于余弦相似度的概念匹配、监督式序列分类，以及最后的聚类与模式识别。这套组合方法能够系统性地识别循环专利，揭示超越传统分类的模式与重叠。
研究将这套方法应用于从欧洲专利局（EPO）、美国专利商标局（USPTO）和世界知识产权组织（WIPO）检索到的59,298项轮胎相关专利申请，得到了富有启示的发现。
一幅不对称的创新图景
分析揭示，绿色专利与循环专利之间存在着显著的不对称性。在全部专利中，仅有4347项（约7.3%）被现有绿色分类体系（OECD/ENV-TECH, WIPO绿色清单, EPO Y02/Y04S）标识为绿色。在这少量的绿色专利中，高达92.7%同时也被本研究的方法识别为循环专利。这意味着，几乎所有的“绿色”轮胎专利也都具备“循环”属性。
但反过来，情况截然不同。本研究共识别出33,086项循环专利，占专利总量的55.8%。然而，这些循环专利中绝大多数（约88%）并未被归类为绿色专利，在传统指标中显示为“棕色”（非绿色）。这一发现强烈表明，现有绿色专利分类体系严重漏报了大量循环创新。这些被漏报的专利并非环境有害，它们通常对应着那些专注于延长产品寿命、实现再利用的上游设计策略。例如，便于轮胎更换和再利用的模块化轮毂设计，虽然显著促进了循环价值保留，却很少出现在当前的绿色专利分类中。
技术集群与成熟度光谱
通过聚类分析，研究将轮胎专利景观划分为五个主要的技术集群，每个集群都有其鲜明的主题、主导的R标签和不同的技术成熟度（基于语义的技术就绪水平，TRL proxy）。
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集群1：轮胎结构重设计与性能优化。这是最大的循环专利集群之一，主导标签是“再利用”。专注于通过结构改进来延长轮胎寿命和性能，技术成熟度较高（平均TRL proxy 7.70）。
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集群2：集成轮胎技术与系统。这是最大的集群，但绝大多数专利既非绿色也非循环（3R-未分类）。涉及轮胎与车辆系统的整合技术，技术成熟度最高（平均TRL proxy 8.04），显示其更接近市场应用。
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集群3：橡胶化合物与材料。主导标签是“再利用与回收”（R1）。核心是新材料开发，包括生物基材料、可回收材料配方，技术成熟度相对较低（平均TRL proxy 6.54），处于研发阶段。
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集群4：轮胎材料回收与资源再生。主导标签是“再生”。此集群与绿色专利分类（特别是CPC Y02W）重叠度最高，集中了绝大部分的Y02W专利。专注于如热解、焚烧等报废轮胎处理与能量/材料回收技术，技术成熟度最低（平均TRL proxy 6.16），表明许多回收技术仍处于早期或待优化阶段。
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集群5：轮胎部件再利用与材料再用途。主导标签是“再利用”。涉及翻新、部件修复、材料在非轮胎领域的二次应用等，技术成熟度中等（平均TRL proxy 7.25）。
趋势、地域与参与者
时间趋势显示，轮胎领域的循环专利活动从2000年代中期开始显著增长，在2010年代中期达到顶峰，随后在2015年后有所下降。这一趋势可能与许多循环技术在当时已趋成熟，行业焦点从专利密集型研发转向实施、合作和商业模式创新有关。
从地域分布看，日本、美国、德国、法国是循环轮胎专利的主要来源国。在区域层面，法国的Puy-de-D?me省（特别是克莱蒙-费朗地区，米其林总部所在地）和德国的汉诺威地区是创新的核心枢纽。
专利申请者高度集中，基尼系数达0.73，反映了轮胎行业的寡头垄断结构。普利司通（Bridgestone）、住友橡胶（Sumitomo）、固特异（Goodyear）、米其林（Michelin）、横滨橡胶（Yokohama）等巨头是循环创新的主要推动者。值得注意的是，不同企业在R策略上各有侧重，例如米其林在“再利用”和“再生”方面领先，而在“回收”方面专利较少。
启示与未来方向
这项研究提供了多重启示。首先，它厘清了“绿色创新”与“循环创新”在概念和测量上的区别，指出循环创新是一个更广泛且未被充分计量的范畴。其次，它揭示出现有绿色技术分类存在潜在偏差，过度强调生命末端的废物处理（下游的“再生”），而忽视了价值链前端、更具预防性的设计策略（上游的“再利用”和“回收”）。这对于依赖现有指标制定创新政策和评估可持续发展进展的决策者而言，是一个重要的警示。
最后，研究所开发的分析框架——结合了先进NLP、语义分析和聚类——为研究者、企业和政策制定者提供了一个实用的工具，可以更准确、更细致地度量和理解特定行业乃至跨行业的循环创新动态。这种方法可以适配到其他面临类似循环经济技术识别与追踪挑战的行业，为监测和加速向循环经济的转型提供了新的可能。
