市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程特點(diǎn)及其對我國科技成果轉(zhuǎn)化的啟示
——對水下捕撈機(jī)器人創(chuàng)新過程的扎根研究

王永杰，劉海波，張亞峰

（1.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京 100190；2.中國科學(xué)院大學(xué)公共政策與管理學(xué)院，北京 100049）

科技成果轉(zhuǎn)化是一個(gè)世界性的難題，科技和經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題始終困擾著我國科技成果產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。為了大力推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化，我國于2015修訂了《中華人民共和國促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化法》，隨后制定了一系列的相關(guān)政策和法律。隨著這些法律和政策的頒布實(shí)施，我國科技成果轉(zhuǎn)化的政策和法律環(huán)境大大優(yōu)化。在這種情況下，政策和法律方面的因素已經(jīng)不是阻礙我國科技成果轉(zhuǎn)化的主要因素。在政策環(huán)境不斷優(yōu)化、法律制度大力改革的情況下，如何進(jìn)一步破解我國的科技成果轉(zhuǎn)化難題呢？本文認(rèn)為，對科技成果轉(zhuǎn)化微觀過程的研究，尤其是對大學(xué)和科研院所中科研人員創(chuàng)新過程的研究，將會(huì)有助于深入研究和分析我國科技成果轉(zhuǎn)化難題的深層次原因。

以市場為導(dǎo)向、鼓勵(lì)和引導(dǎo)科研人員“把論文寫在祖國大地上”是我國科技政策改革的重要方向。同時(shí)，滿足市場的需求，是對科技成果的必然要求，也是以市場為導(dǎo)向的具體含義。但是，以市場為導(dǎo)向的技術(shù)開發(fā)和科研導(dǎo)向的科研活動(dòng)這兩者之間在追求目標(biāo)、價(jià)值取向等方面均存在著巨大的差異［1］。在這兩種矛盾價(jià)值取向中，科研人員的研究與開發(fā)過程具體是怎樣的，有著怎樣的特點(diǎn)，將會(huì)是研究和解決大學(xué)和科研院所科技成果轉(zhuǎn)化難題的一個(gè)重要、獨(dú)特的角度。

為了研究和分析我國市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程，本研究在回顧相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對“水下捕撈機(jī)器人”這一市場需求，以國內(nèi)五所高校和科研院所的科研人員從事捕撈海參的水下捕撈機(jī)器人的研究過程為研究對象，通過扎根研究，從中發(fā)掘我國高校、科研院所科研人員以市場為導(dǎo)向的研發(fā)特點(diǎn)和機(jī)制，為我國科技成果轉(zhuǎn)化的政策研究和實(shí)踐提供可資借鑒的研究成果。

1 文獻(xiàn)回顧

本文的研究對象是國家設(shè)立的高校、科研院所中的科研人員，研究內(nèi)容主要是科研人員市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新過程及其特點(diǎn)。因此，本研究主要和技術(shù)路線、創(chuàng)新過程、路徑依賴方面的研究密切相關(guān)。

1.1 技術(shù)路線

技術(shù)路線，又稱技術(shù)路線圖（Technology Roadmap）。技術(shù)路線一般分為兩種：第一種是公司、項(xiàng)目層次的技術(shù)路線，主要體現(xiàn)出產(chǎn)品、技術(shù)研發(fā)中的技術(shù)組合，反映公司、項(xiàng)目將會(huì)如何響應(yīng)市場需求、技術(shù)趨勢，是一種來源于企業(yè)實(shí)踐的技術(shù)管理和規(guī)劃方法［2］；第二種是行業(yè)層次的技術(shù)路線，反映行業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的需求和長期趨勢［3］。

對于公司、項(xiàng)目層次的技術(shù)路線研究，近年來的研究集中于技術(shù)路線的制定方法、工具、應(yīng)用，涌現(xiàn)了非常豐富的研究成果。對于產(chǎn)業(yè)層次的技術(shù)路線，近年來，國內(nèi)外的研究主要集中某些產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線制定方面，主要集中于如何制定出更好更合理的技術(shù)路線，或者運(yùn)用技術(shù)路線圖來促進(jìn)某些產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展等。例如，Phaal 等［4］提出的技術(shù)路線圖的構(gòu)建方法，以訪談、德爾菲法為基礎(chǔ)，結(jié)合定量的方法，制定出技術(shù)路線。

在市場導(dǎo)向下的研發(fā)中，技術(shù)路線一方面反映了科研人員對市場需求的解析，一方面指明了科研人員后續(xù)的研發(fā)方向，在整個(gè)研發(fā)過程中起著重要作用。在水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線的具體內(nèi)容方面，本研究通過文獻(xiàn)檢索、網(wǎng)絡(luò)檢索、參加專業(yè)展會(huì)、咨詢專業(yè)人士等途徑了解國內(nèi)外水下捕撈機(jī)器人方面的研究。國外方面，雖有西方發(fā)達(dá)國家水下機(jī)器人技術(shù)先進(jìn)，擁有多種多樣的水下機(jī)器人，但是因?yàn)轱嬍澄幕确矫娴牟町?，這些國家并無食用海參的飲食文化，因此沒有研發(fā)捕撈海參水下機(jī)器人的需求。國內(nèi)方面，市場上曾經(jīng)有若干公司、個(gè)人設(shè)計(jì)制作水下捕撈機(jī)器人，但因存在效率低、安全性低等問題，目前均已停止生產(chǎn)銷售，未能大規(guī)模替代人工從事海鮮捕撈。在缺少成熟產(chǎn)品的情況下，科研人員缺少可以參考的成熟設(shè)計(jì)，需要自行探索適用于我國海域海鮮捕撈的水下機(jī)器人。因此，水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線的制定和研發(fā)，是一個(gè)從零到一的研發(fā)過程。這對我國科研人員提出了較高的要求，非常能夠反映出我國科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中的一些問題。

目前已經(jīng)檢索到一定量的水下捕撈機(jī)器人技術(shù)路線。在我國知網(wǎng)，檢索篇名中含有“捕撈”“機(jī)器人”兩個(gè)關(guān)鍵詞的專業(yè)文獻(xiàn)，能夠檢索到叢明等人［5］的研究；檢索名稱中含有“捕撈”“機(jī)器人”的專利，檢索時(shí)間為2019 年12 月18 日，能夠檢索到40 余項(xiàng)專利。這些文獻(xiàn)和專利包含水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線。技術(shù)路線的主要內(nèi)容涉及到水下機(jī)器人的移動(dòng)方式、抓取方式、控制方式等方面。這說明我國科研人員已經(jīng)對水下捕撈機(jī)器人進(jìn)行了一定的研究。綜合專利和文獻(xiàn)的文本內(nèi)容，以及國內(nèi)2017—2019 年的“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”中的參賽機(jī)器人，可以總結(jié)出目前我國水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線有以下幾個(gè)重要部分：

⑴在水下機(jī)器人整機(jī)設(shè)計(jì)的角度看，有纜遙控機(jī)器人（Remote Operated Vehicle，ROV）是主流設(shè)計(jì)。ROV 具有經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境適應(yīng)性好、靈活性高、作業(yè)效率高、續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)［6］，目前已經(jīng)成為水下捕撈機(jī)器人領(lǐng)域的主流設(shè)計(jì)。雖然有張五一設(shè)計(jì)的載人潛水器（Human Operated Vehicle，HOV）用于捕撈，但存在體積大、重量大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的問題［7-8］，不是水下捕撈機(jī)器人的主流設(shè)計(jì)。沒有查詢到采用自治水下機(jī)器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)設(shè)計(jì)的水下捕撈機(jī)器人。

⑵在水下機(jī)器人移動(dòng)方式的角度看，螺旋槳推進(jìn)是主流的移動(dòng)方式，同時(shí)也存在仿生魚推進(jìn)、履帶式移動(dòng)方式、螺旋槳與仿生鰭肢混合推進(jìn)移動(dòng)方式。從實(shí)際應(yīng)用的角度來看，螺旋槳雖然有著噪音較大、推進(jìn)效率比仿生魚低等不足［5］，但技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)相對簡單、容易控制、運(yùn)動(dòng)范圍廣，目前能夠滿足水下捕撈機(jī)器人的應(yīng)用需要。相比之下，履帶式機(jī)器人難以適應(yīng)海底淤泥多的作業(yè)環(huán)境，同時(shí)難以適應(yīng)礁石多的海洋牧場作業(yè)環(huán)境，而仿生魚推進(jìn)的方式，目前能夠?qū)崿F(xiàn)的推進(jìn)功率較小，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，且設(shè)計(jì)和控制較為復(fù)雜。預(yù)計(jì)在未來，螺旋槳推進(jìn)將成為水下捕撈機(jī)器人的主流移動(dòng)方式。

⑶從機(jī)器人是否攜帶有海鮮存放裝置的角度看，現(xiàn)有的機(jī)器人可以分為分體式設(shè)計(jì)、一體式設(shè)計(jì)。分體式設(shè)計(jì)的水下捕撈機(jī)器人不帶有海鮮存放裝置，每次捕撈到海鮮后，都需要返回到固定的地點(diǎn)存放海鮮。一體式設(shè)計(jì)的水下機(jī)器人可以在捕撈后將海參暫時(shí)存放在自身的存放裝置（一般為筐或者網(wǎng)兜），工作效率較高，未來有望成為該領(lǐng)域的主流設(shè)計(jì)。

⑷從機(jī)器人體型和重量的角度看，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以分為大型水下機(jī)器人和小型水下機(jī)器人。大型水下機(jī)器人（重量在20kg 以上，一些重量達(dá)到140kg）能夠搭載較多的作業(yè)裝置，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)。小型機(jī)器人（重量在20kg 以內(nèi)）具有制作成本低、運(yùn)輸和布放方便的優(yōu)點(diǎn)，但因體積較小，一般都是分體式的設(shè)計(jì)。而且，小型水下機(jī)器人因?yàn)樽陨淼捏w積重量較小，難以使用大功率的螺旋槳推進(jìn)器，因此抗海流的能力較弱，作業(yè)效率普遍較低。

⑸從機(jī)器人供電方式的角度看，現(xiàn)有捕撈機(jī)器人的供電方式可以分為電池供電、岸電供電。電池供電的機(jī)器人缺點(diǎn)是續(xù)航時(shí)間較短，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)難度較小，成本低。岸電供電的水下機(jī)器人可以直接使用船上的發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，續(xù)航時(shí)間長，且不必像電池供電機(jī)器人樣對電池進(jìn)行長時(shí)間充電，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)難度較大，成本高。

⑹從機(jī)器人抓取工具的角度看，現(xiàn)有水下捕撈機(jī)器人的抓取工具可以分為單功能機(jī)械爪、兩功能機(jī)械爪、多自由度機(jī)械爪、吸取式、柔性機(jī)械臂，各有優(yōu)缺點(diǎn)。水下機(jī)器人的技術(shù)路線還包括通訊、軟件算法等部分。局限于本文的篇幅和研究目標(biāo)，不再一一闡述。

1.2 創(chuàng)新過程

目前，對于科研人員在市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新過程，這方面的研究很少。原因在于：一是國內(nèi)長期存在的科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”的問題，高校和科研院所的科研和創(chuàng)新活動(dòng)中缺少以市場為導(dǎo)向的傳統(tǒng)；二是這方面的研究資料難以收集，同時(shí)涉及到復(fù)雜的技術(shù)知識(shí)，甚至某些技項(xiàng)目的核心技術(shù)，非常難以獲取，因此難以開展研究。與這一研究主題相近的是創(chuàng)新過程的研究。

隨著對創(chuàng)新研究的不斷深入，創(chuàng)新過程的概念和內(nèi)涵不斷在發(fā)展、變化。早期對創(chuàng)新過程的研究主要集中于某項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)生、發(fā)展過程。而后隨著對創(chuàng)新研究的深入，創(chuàng)新過程的研究深入到企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)層面［9-10］。目前對創(chuàng)新過程尚無統(tǒng)一的定義，但基本上可以定義為：創(chuàng)新過程包含對新的或改進(jìn)的產(chǎn)品、工藝或服務(wù)機(jī)會(huì)的探索和利用；這種探索和利用要么建立在技術(shù)實(shí)踐進(jìn)步的基礎(chǔ)上，要么建立在市場需求變化的基礎(chǔ)上，要么是兩者的結(jié)合。因此，創(chuàng)新本質(zhì)上是一個(gè)匹配的過程［11］。

關(guān)于創(chuàng)新過程的研究非常豐富。學(xué)者們從不同的角度，運(yùn)用不同的方法對創(chuàng)新過程進(jìn)行了研究。例如，Rothwell［12］對創(chuàng)新過程的研究進(jìn)行了系統(tǒng)歸納，將20 世紀(jì)50 年代以來的創(chuàng)新過程模型總結(jié)為具有代表性的五代創(chuàng)新模型，分別是：⑴第一代技術(shù)推動(dòng)型模型；⑵第二代線性的市場拉動(dòng)創(chuàng)新過程；⑶第三代技術(shù)與市場的耦合互動(dòng)創(chuàng)新過程模型；⑷第四代集成（并行）模型；⑸第五代系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡(luò)化模型。這些創(chuàng)新過程模型越來越傾向于描述企業(yè)等大型組織和機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新過程。余傳鵬［9］等人基于社會(huì)心理學(xué)的理性行為理論，借鑒兩棲模型，構(gòu)建一個(gè)整合模型，通過問卷調(diào)查，分析技術(shù)接受模型的兩個(gè)維度——感知有用性和感知易用性——對中小企業(yè)管理創(chuàng)新的影響。

高校和科研院所科研人員在市場導(dǎo)向下的創(chuàng)新，可以視為是一個(gè)更大的研究范疇——學(xué)者創(chuàng)業(yè)的一部分。目前，對于學(xué)者創(chuàng)業(yè)的研究處于剛起步的階段，研究成果主要集中在學(xué)術(shù)組織、學(xué)者、環(huán)境3個(gè)方面。而且，當(dāng)前關(guān)于學(xué)者創(chuàng)業(yè)的研究，在實(shí)證方面還缺乏一個(gè)比較綜合的模型以及數(shù)據(jù)資料，國內(nèi)學(xué)術(shù)研究的相關(guān)主題和研究程度還比較有限［13］。具體到過程方面，目前有少量關(guān)于學(xué)術(shù)創(chuàng)業(yè)過程方面的研究，例如段琪等人［14］基于扎根理論的高校學(xué)術(shù)創(chuàng)業(yè)過程研究。但是這些研究未能深入到科研人員創(chuàng)新過程中技術(shù)路線的決策過程，未能從更加微觀的層次反映科研人員創(chuàng)新過程的特點(diǎn)。不僅如此，研究案例選用的是已經(jīng)創(chuàng)業(yè)成功的案例，存在“幸存者偏差”的問題。

1.3 路徑依賴

Denzau 等［15］第一個(gè)提出制度的“路徑依賴”理論。該理論被用以解釋某些國家、地區(qū)發(fā)展的“路徑依賴”現(xiàn)象，闡釋了制度經(jīng)濟(jì)的演進(jìn)規(guī)律。David［16］將路徑依賴?yán)碚搼?yīng)用于技術(shù)創(chuàng)新研究，認(rèn)為在技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展過程中，首先得到推廣應(yīng)用的某種技術(shù)會(huì)獲得良好的先發(fā)優(yōu)勢，同時(shí)提高了轉(zhuǎn)換為另外一種技術(shù)的成本，從而形成對首先應(yīng)用技術(shù)的路徑依賴。目前，路徑依賴?yán)碚摫粡V泛地運(yùn)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)研究領(lǐng)域［17］，從相對宏觀的層次擴(kuò)展到了消費(fèi)者、企業(yè)等相對微觀的層次，并用來闡釋產(chǎn)業(yè)發(fā)展、區(qū)域發(fā)展等經(jīng)濟(jì)問題和現(xiàn)象［18-20］。

和路徑依賴?yán)碚撽P(guān)系密切是“技術(shù)范式”“技術(shù)軌道”這兩個(gè)概念。1977 年，Nelson 等［21］研究提出產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的某些特征，提出產(chǎn)業(yè)技術(shù)必然朝著某條軌道發(fā)展，即“自然軌道”。受Kuhn 在其經(jīng)典著作《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》（The Structure of Scientific Revolutions）所提出的“科學(xué)范式”的啟迪，1982 年，Dosi［22］首先提出了“技術(shù)范式”的概念，用以闡述技術(shù)發(fā)展變革中的發(fā)展方向和主要?jiǎng)恿?，并隨后發(fā)展成為“技術(shù)軌道”的概念?！凹夹g(shù)軌道”這一概念在產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革、市場發(fā)展這些領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。而對于科研人員創(chuàng)新這一微觀層次中是否存在路徑依賴，目前的研究還很缺乏。

1.4 文獻(xiàn)述評

總的來看，在技術(shù)路線的研究方面，對于如何制定更好的技術(shù)路線這方面的研究不斷涌現(xiàn)，已經(jīng)非常豐富。在水下捕撈機(jī)器人的技術(shù)路線方面，雖然有了一定的研究，但是目前尚無成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)，因此現(xiàn)有技術(shù)路線的有效性有待實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證。

在創(chuàng)新過程方面，現(xiàn)有的研究多集中在產(chǎn)品、技術(shù)、行業(yè)和公司的層面，尚未深入到科研人員的個(gè)體層次。尤其是，企業(yè)和高校、科研院所的體制機(jī)制存在很大不同，高校、科研院所的科研人員的創(chuàng)新過程方面必然和企業(yè)有著很大的不同。另外，對于科研人員創(chuàng)新過程中是否會(huì)出現(xiàn)路徑依賴等問題，目前還猶如“黑洞”一樣未知，有待深入研究。

因此，本文通過研究水下捕撈機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)案例，總結(jié)、分析市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程，以及所存在的需求與技術(shù)解析、路徑依賴等問題，為我國科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化提供可資借鑒的研究。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究方法

本文采用扎根理論的研究方法。這主要是出于以下幾個(gè)方面的考慮：⑴市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程屬于新的研究問題，而扎根理論在新的研究問題方面比較適用；⑵市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，而扎根理論對動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的捕捉和分析能夠?yàn)楸狙芯刻峁┲笇?dǎo)［14］。借助扎根理論在理論建構(gòu)方面的優(yōu)勢，本文構(gòu)建一個(gè)科研人員以市場為制定技術(shù)路線的理論框架。

2.2 案例選擇

按照上述遴選原則，本文選擇從事水下捕撈機(jī)器人研發(fā)的5 所高校和科研院所的科研人員/團(tuán)隊(duì)作為研究對象。這是因?yàn)椋孩沤?jīng)過調(diào)研，本文發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)外均無成熟的水下捕撈機(jī)器人。雖然國內(nèi)有一些海參捕撈機(jī)器人的論文、專利，曾經(jīng)有極少量的產(chǎn)品銷售，但因效率低、售價(jià)高，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，因此未能大規(guī)模推廣應(yīng)用；⑵基金委資助了3 個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，用于研發(fā)水下捕撈機(jī)器人，并主導(dǎo)了“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”。這為研究提供了很好的研究資料。2015 年，為了滿足近海、淺海水下底播散養(yǎng)生物（海參、鮑魚、扇貝、海膽）機(jī)器捕撈的需求，基金委圍繞著機(jī)器人捕撈方向，將“水下移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知與目標(biāo)抓取”列入基金委信息科學(xué)部2016 年優(yōu)先資助重點(diǎn)領(lǐng)域。2017 至2019 年，基金委聯(lián)合大連理工大學(xué)等單位，在遼寧省大連市舉辦了3 屆“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽”（以下簡稱大賽），吸引了國內(nèi)眾多高校和科研院所參加比賽［23-24］。3 個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目和連續(xù)3 年的比賽為本文的研究提供了豐富的研究資料。

本文選取了其中的5支參賽隊(duì)伍作為研究對象。這5 支隊(duì)伍分屬5 所不同的高校、科研院所，且至少參加過兩屆比賽，具有較長的時(shí)間跨度，資料較為豐富。具體情況見表1。

表1 案例基本情況

2.3 資料收集

本文收集的研究資料分為一手?jǐn)?shù)據(jù)和二手?jǐn)?shù)據(jù)，以一手資料為主、二手資料為輔。其中一手資料主要是來自：⑴訪談，主要包括與部分參賽隊(duì)伍隊(duì)員的訪談，訪談后整理訪談資料，得到了約2 萬字的文字記錄；⑵2017—2019 年3 年比賽的大賽主辦方基金委、承辦單位大連理工大學(xué)所提供的比賽視頻和照片、獲獎(jiǎng)隊(duì)伍的比賽成績等資料，其中包括時(shí)長約77 小時(shí)的視頻、22 張照片；⑶向基金委申請公開的3 個(gè)重點(diǎn)課題的相關(guān)資料；⑷參加水下機(jī)器人專業(yè)展會(huì)、會(huì)議所獲取的文字和圖片資料，以及對參展、參會(huì)人員的訪談，進(jìn)行整理后，得到約1萬字的文字記錄。二手資料主要是從科研人員所在單位官網(wǎng)的介紹、科研人員在我國知網(wǎng)發(fā)表的主要文獻(xiàn)約269 篇，以及科研人員的演講、訪談等資料，整理成文字后，得到了約1.8 萬字的文字記錄。

3 資料分析

在收集資料的基礎(chǔ)上，借鑒多案例的研究思路，本研究首先選擇了案例追蹤時(shí)間最長、數(shù)據(jù)豐富、特點(diǎn)鮮明、業(yè)內(nèi)知名度較高的BJ 大學(xué)的X 教授團(tuán)隊(duì)案例進(jìn)行詳盡的分析，然后對其他個(gè)案開展有針對性的分析研究，從而建立并不斷完善理論模型，達(dá)到理論飽和。

3.1 BJ 大學(xué)X 教授團(tuán)隊(duì)的案例分析

3.1.1 開放性編碼

本研究將BJ 大學(xué)X 教授團(tuán)隊(duì)的資料進(jìn)行深度分解和歸納。通過初步歸納、整理、命名，共得到了23 條標(biāo)簽、20 條概念、10 個(gè)范疇。表格2 中為節(jié)選的部分編碼。

表2 BJ 大學(xué)X 教授案例的開放性編碼示例（部分）

3.1.2 主軸編碼

在開放性編碼過程后，需要借助主軸編碼探索不同范疇之間的潛在邏輯關(guān)系。本研究運(yùn)用“因果條件——現(xiàn)象——脈絡(luò)——中介條件——行動(dòng)/互動(dòng)策略——結(jié)果”這一典型范疇，將10 個(gè)范疇進(jìn)行歸類、邏輯連接，然后得到一條證據(jù)鏈。結(jié)果如下圖1 所示。

圖1 以市場為導(dǎo)向的BJ 大學(xué)X 教授創(chuàng)新過程典型模型

3.1.3 選擇性編碼

上述開放性編碼和主軸編碼展現(xiàn)了市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新過程典型模型。在上述基本框架下，還需要通過選擇性編碼，進(jìn)一步了解整個(gè)過程的內(nèi)在機(jī)理。

通過選擇性編碼，本文得到一個(gè)比較完整的故事線：國家自然科學(xué)基金委員會(huì)原領(lǐng)導(dǎo)G 院士了解到我國底播散養(yǎng)的海參目前嚴(yán)重依賴潛水員人工捕撈，存在著風(fēng)險(xiǎn)大、效率低、潛水員勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。G 院士發(fā)現(xiàn)機(jī)器捕撈海參這一市場需求。針對這一需求，G 院士結(jié)合自己的研究領(lǐng)域，同時(shí)結(jié)合其他專家的建議，對這一市場需求及其所需要的技術(shù)進(jìn)行解析，制定水下捕撈機(jī)器人相關(guān)的研究內(nèi)容（尚未形成完整的技術(shù)路線）。BJ 大學(xué)X 教授在基金委項(xiàng)目指導(dǎo)的引導(dǎo)下，申請項(xiàng)目，并制定了技術(shù)路線。X 教授的技術(shù)路線內(nèi)容可以分為若干子內(nèi)容，其中包含X 教授的研究內(nèi)容仿生魚。經(jīng)過一段時(shí)間的研發(fā)，X 教授的研發(fā)成果在比賽中得到完整的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，X 教授改變了技術(shù)路線的子內(nèi)容（如抓取方式），同時(shí)也研究其他領(lǐng)域（如水下機(jī)器人群體智能），或者是整合其他技術(shù)（如水下機(jī)械臂）。在水下捕撈機(jī)器人的研發(fā)中，X 教授堅(jiān)持采用螺旋槳和仿生魚鰭混合驅(qū)動(dòng)的方式，對這一技術(shù)路線子內(nèi)容產(chǎn)生了路徑依賴，在2017—2018年的研發(fā)中沒有改變這一技術(shù)路線子內(nèi)容。

圖2 BJ 大學(xué)X 教授以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型

3.2 多案例比較分析

在得到以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對其他案例進(jìn)行比較分析，從而達(dá)到理論飽和。在本文的研究中，案例分析進(jìn)行到第3 個(gè)案例時(shí)，沒有再出現(xiàn)新的維度，已經(jīng)達(dá)到理論飽和。對最后兩個(gè)案例進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本研究得到的范疇編碼以及理論模型具有較好的理論飽和度。修正后的范疇及概念“標(biāo)簽”如表3 所示。

表3 范疇修正和整合結(jié)果

為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷睦碚擄柡投?，本研究對參加比賽的其他兩個(gè)水下捕撈機(jī)器人案例進(jìn)行了編碼分析。在完成開放性編碼時(shí)，本文建立的模型中的范疇類別發(fā)展得較為豐富，未產(chǎn)生新的重要范疇。因此，本研究認(rèn)為圖3 所示的模型通過了飽和度檢驗(yàn)。

圖3 以市場為導(dǎo)向的科研人員創(chuàng)新過程模型

根據(jù)對5 個(gè)案例的分析研究，結(jié)合創(chuàng)新過程理論，市場導(dǎo)向下的科研人員創(chuàng)新過程模型可以描述為：⑴在了解到市場需求后，由于技術(shù)研發(fā)的復(fù)雜性，科研人員需要結(jié)合自己的研究領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，對市場需求進(jìn)行解析，進(jìn)而制定技術(shù)路線，并將自身的研究領(lǐng)域融入到技術(shù)路線中；⑵技術(shù)路線的內(nèi)容可以分為若干子內(nèi)容；⑶經(jīng)過研究與開發(fā)，科研人員可能改變技術(shù)路線子內(nèi)容（即部分改變技術(shù)路線）或者不改變，其中不改變的一個(gè)主要原因可能是科研人員對自己所研究的內(nèi)容產(chǎn)生了路徑依賴。如果改變，則需要科研人員進(jìn)行技術(shù)整合，將其他領(lǐng)域的技術(shù)整合到技術(shù)路線當(dāng)中。

4 模型闡釋和創(chuàng)新過程特點(diǎn)分析

4.1 市場需求

在本研究的模型中，市場需求是科研人員創(chuàng)新過程的起點(diǎn)。滿足市場需求不僅是市場導(dǎo)向下科研人員創(chuàng)新活動(dòng)的最終目的，同時(shí)也是檢驗(yàn)科研人員創(chuàng)新過程和結(jié)果的最終標(biāo)準(zhǔn)。

在本文的研究中，本文發(fā)現(xiàn)市場需求并不能自主地形成研發(fā)的技術(shù)路線。以本文研究的水下捕撈機(jī)器人研發(fā)為例，水下捕撈機(jī)器人主要的用戶為以獐子島集團(tuán)股份有限公司為代表的海參養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶。這些養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)為海鮮產(chǎn)品養(yǎng)殖、加工、銷售領(lǐng)域。而水下捕撈機(jī)器人，作為一種特殊用途的作業(yè)級(jí)水下機(jī)器人，其研發(fā)涉及機(jī)械設(shè)計(jì)和加工、電機(jī)控制、圖像識(shí)別、自動(dòng)化控制、動(dòng)密封和靜密封等多種技術(shù)于一體［5］。研發(fā)水下機(jī)器人所需要的知識(shí)，與水下機(jī)器人的用戶——海鮮養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶的主營業(yè)務(wù)存在著巨大的差異。這種巨大的差異，意味著海鮮養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶難以自行研發(fā)水下捕撈機(jī)器人，需要尋找高校、科研院所進(jìn)行研發(fā)，同時(shí)也意味著用戶很難主導(dǎo)高校和科研院所的科研人員研發(fā)過程和創(chuàng)新過程。如果從最后的研發(fā)結(jié)果對研發(fā)結(jié)果進(jìn)行判斷，則面臨著成本高、周期長的問題。正如本文研究的案例，在真實(shí)海域的比賽中檢驗(yàn)水下機(jī)器人的捕撈能力，本文所研究的幾個(gè)水下機(jī)器人均未達(dá)到令人滿意的捕撈效率，意味著前期的很多研發(fā)成本均成為沉沒成本，難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 科研人員研究領(lǐng)域

科研人員研究領(lǐng)域是指科研人員主要研究的學(xué)術(shù)和技術(shù)領(lǐng)域，具體體現(xiàn)在科研人員科研活動(dòng)的成果，如論文、專利、專著、樣機(jī)等。

在本文的研究中發(fā)現(xiàn)，科研人員在技術(shù)路線的制定和機(jī)器人的研發(fā)過程中，均傾向于采用其研究領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。這是因?yàn)榭蒲腥藛T研究領(lǐng)域是科研人員能力的證明，是獲取縱向項(xiàng)目的重要條件，同時(shí)也是科研人員最容易實(shí)施的技術(shù)方案。但在某些情況下，科研人員堅(jiān)持采用其研究領(lǐng)域的技術(shù)，可能對項(xiàng)目的研發(fā)產(chǎn)生消極的影響，使項(xiàng)目難以達(dá)到實(shí)用的水平。例如，在本文研究的案例中，BH 高校W 教授的研究領(lǐng)域主要為仿生機(jī)器人、軟體機(jī)器人，其水下捕撈機(jī)器人采用軟體機(jī)械臂進(jìn)行捕撈。在2017 年的比賽中，軟體機(jī)械臂已經(jīng)暴露出抓取速度慢、活動(dòng)范圍小、充氣管線多、抓取能力弱等多方面的問題，抓取效率遠(yuǎn)不及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械爪。但在后續(xù)的兩年比賽中，W 教授依然采用軟體機(jī)械臂作為作業(yè)機(jī)械臂。

堅(jiān)持采用軟體機(jī)械臂對該領(lǐng)域的研發(fā)產(chǎn)生了一定的消極影響。第一年的比賽已經(jīng)充分體現(xiàn)出抓取裝置的重要性。在水下機(jī)器人其他技術(shù)較為成熟的情況下，實(shí)現(xiàn)水下捕撈海鮮的主要難點(diǎn)在于合適的抓取工具，并用高效的控制方法對其進(jìn)行控制。在隨后兩年的比賽中，多個(gè)隊(duì)伍采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械臂這一方案，并取得了很好的成績。2017 年、2018 年的比賽中，除了因破壞海底環(huán)境被禁止采用的吸取式，抓取數(shù)量最多的水下機(jī)器人均采用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪作為抓取工具。一方面，軟體機(jī)械臂在比賽中表現(xiàn)不佳；另一方面，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪在比賽中證明了其實(shí)用價(jià)值。但是W 教授堅(jiān)持采用軟體機(jī)械臂的方案，不在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)械爪方面進(jìn)行研發(fā)，未能推動(dòng)此領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用，表現(xiàn)出對其研究的軟體機(jī)械臂技術(shù)的依賴。

4.3 相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)

相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)是相對于從事某一項(xiàng)目的科研人員而言，是指和項(xiàng)目研發(fā)有關(guān)的技術(shù)，但不是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)已掌握的知識(shí)和技術(shù)，而是科研人員需要借助的“外腦”和“外力”，即外部技術(shù)支持。這些外部技術(shù)知識(shí)和技術(shù)的獲取，影響著科研人員技術(shù)路線的制定和后續(xù)的研發(fā)。

為了更好地完成技術(shù)的研發(fā)工作，科研人員不僅需要精通于本專業(yè)的技術(shù)，同時(shí)也需要對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有足夠的了解，以便整合相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，完成研發(fā)的目標(biāo)。相比之下，科研更多需要科研人員專精于某一領(lǐng)域。如果科研人員缺少對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的了解，就不會(huì)采用其他領(lǐng)域的技術(shù)。在某些情況下，這將對研發(fā)產(chǎn)生非常不利的影響，將會(huì)嚴(yán)重阻礙研發(fā)進(jìn)度，或者是增加研發(fā)的成本和時(shí)間。

4.4 需求與技術(shù)解析

需求與技術(shù)解析，本研究將其定義為科研人員深入分析、解讀市場需求。在需求與技術(shù)解析的過程中，科研人員需要結(jié)合自身的研究領(lǐng)域、相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，反映了科研人員對于需求、技術(shù)這兩方面的理解。該項(xiàng)工作是技術(shù)路線制訂的準(zhǔn)備階段，是一項(xiàng)富有創(chuàng)造性的工作。對于需求的深入調(diào)研和分析，將會(huì)有助于科研人員更好地完成該部分工作。

4.5 技術(shù)路線及其子內(nèi)容

在技術(shù)產(chǎn)品日趨復(fù)雜、社會(huì)分工不斷加深的現(xiàn)代，科研人員制定的技術(shù)路線可以分為相對獨(dú)立又協(xié)同作用的若干部分，這些部分被包含在技術(shù)路線之中。本研究將其稱為技術(shù)路線的子內(nèi)容。子內(nèi)容可以直接反映出研發(fā)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域。

4.6 研發(fā)與試驗(yàn)

研發(fā)，即研究與開發(fā)，是指科研人員為了實(shí)現(xiàn)研發(fā)目標(biāo)而進(jìn)行的一系列的研究、試驗(yàn)活動(dòng)。研究，即通過技術(shù)開發(fā)和研究實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的研發(fā)目標(biāo)，是科研人員發(fā)揮科研能力的主要過程。試驗(yàn)，是指科研人員為了解研發(fā)成果的性能或者結(jié)果而進(jìn)行的試用操作。

4.7 技術(shù)整合、路徑依賴與技術(shù)路線的改變與否

在本研究中，因?yàn)? 所大學(xué)和科研院所所研發(fā)的水下捕撈機(jī)器人始終未能達(dá)到足夠高的捕撈效率，因此整個(gè)產(chǎn)品尚未進(jìn)入到后續(xù)的生產(chǎn)、銷售階段。這體現(xiàn)了科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中的“死亡之谷”現(xiàn)象［25-26］。其中一個(gè)重要原因就是：科研人員在技術(shù)路線的決策中存在路徑依賴，即在面向市場需求的技術(shù)研發(fā)中科研人員傾向于將自己研究的領(lǐng)域納入技術(shù)路線制定、研發(fā)與試驗(yàn)中，并堅(jiān)持采用；甚至在試驗(yàn)證明此項(xiàng)技術(shù)未達(dá)到實(shí)用的應(yīng)用水平，或者有更優(yōu)的解決方案的情況下，科研人員依然堅(jiān)持其研究領(lǐng)域的技術(shù)路線。這體現(xiàn)了科研人員對其研究領(lǐng)域的路徑依賴。路徑依賴現(xiàn)象廣泛存在于消費(fèi)者選擇、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)技術(shù)路線發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、城市發(fā)展過程等經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象當(dāng)中［18-20,27-28］。而本文通過研究發(fā)現(xiàn)，在科研人員創(chuàng)新過程這一微觀層次中，科研人員存在著路徑依賴這種“有限理性”的行為。

通過訪談，本文發(fā)現(xiàn)科研人員在研發(fā)過程中存在路徑依賴的主要原因有：⑴當(dāng)科研人員需要改變技術(shù)路線子內(nèi)容時(shí)，需要進(jìn)行整合其他技術(shù)，難度較大。⑵學(xué)科細(xì)化在某種程度上導(dǎo)致了科研人員對其他相關(guān)領(lǐng)域不熟悉、不了解，因而難以想到整合哪些領(lǐng)域的技術(shù)。⑶某一研究領(lǐng)域是科研人員的主要研究領(lǐng)域。如果更改技術(shù)路線，將會(huì)降低科研人員自身研究技術(shù)的重要性，甚至將其從主要的研究內(nèi)容中移除。這是很多科研人員不希望看到的。⑷科研人員有充足的縱向課題經(jīng)費(fèi)等經(jīng)費(fèi)支持，偏重于基礎(chǔ)研究，對于實(shí)現(xiàn)水下捕撈機(jī)器人的愿望并不迫切。⑸科研人員過高地估計(jì)了某項(xiàng)技術(shù)路線子內(nèi)容的應(yīng)用價(jià)值，過低地估計(jì)了達(dá)到實(shí)用水平的實(shí)現(xiàn)難度。例如高估了水下仿生推進(jìn)在水下捕撈這一應(yīng)用場景中的價(jià)值，以及高估了目標(biāo)識(shí)別在實(shí)際抓取中的實(shí)現(xiàn)難度。從2017—2019 年3 年的比賽情況來看，除了吸取式這種捕撈方式（吸取式對海底環(huán)境破壞大，已經(jīng)在比賽中被禁止采用），在3 年的自主抓取比賽中，只抓到了一個(gè)目標(biāo)海鮮。實(shí)際的情況已經(jīng)充分說明了在當(dāng)前的技術(shù)條件下，實(shí)現(xiàn)自主抓取的難度極大，而且人工操作機(jī)器人抓取海鮮能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。從科技成果轉(zhuǎn)化的角度來看，應(yīng)當(dāng)盡快將人工操作的水下捕撈機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化。但在3 年的比賽中，自主抓取組比賽一直保留，且大賽主辦方增加了該項(xiàng)比賽的獎(jiǎng)金。⑹在比賽中，其他高校、科研院所的水下捕撈機(jī)器人表現(xiàn)并不理想。在此領(lǐng)域的競爭壓力不大。

5 啟示與建議

本文選取多個(gè)案例，具備典型性，在一定程度上反映了我國科技成果轉(zhuǎn)化的現(xiàn)狀和問題。因此，研究結(jié)論具有一定普適性，將對完善科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)制提供更多思路和有益啟發(fā)。具體如下：

第一，我國需要研究和建立市場導(dǎo)向的科技項(xiàng)目管理機(jī)制。首先，市場導(dǎo)向是對科技成果轉(zhuǎn)化的必然要求。一項(xiàng)科技成果被市場所接受，其前提必然是滿足了市場的需求。其次，市場導(dǎo)向并不能自發(fā)地形成研發(fā)的技術(shù)路線，只能為研發(fā)人員提出要解決的問題，不能為科研人員指明研發(fā)的方向。最后，局限于其自身的價(jià)值取向、研究領(lǐng)域等，科研人員并不能總是很好地完成研發(fā)工作，而這嚴(yán)重阻礙了科技成果轉(zhuǎn)化的順利進(jìn)行。針對上述情況，我國需要建立起市場導(dǎo)向的科研項(xiàng)目管理機(jī)制，對于市場導(dǎo)向下的科研項(xiàng)目，采用與科研探索類的項(xiàng)目不同的管理模式。例如，采用項(xiàng)目分階段的管理模式，在項(xiàng)目研發(fā)的中期，采用試驗(yàn)法等方法評估項(xiàng)目技術(shù)路線的合理性；研究技術(shù)的應(yīng)用場景，通過應(yīng)用場景分析，確定在某一應(yīng)用場景中應(yīng)當(dāng)采取的技術(shù)路線，降低研發(fā)的盲目性，提高研發(fā)的效率。

第二，市場導(dǎo)向型研發(fā)項(xiàng)目應(yīng)以中小企業(yè)為創(chuàng)新主體。通過本文的研究，發(fā)現(xiàn)大學(xué)、科研院所的科研人員并不擅長以市場為導(dǎo)向的科研項(xiàng)目的研發(fā)。這其中深層次的原因，是在于大學(xué)、科研院所的科技體制、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與市場需求有著巨大的差異。針對這種情況，對于市場導(dǎo)向型的研發(fā)項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)以中小企業(yè)為創(chuàng)新主體，一方面中小企業(yè)往往面臨著迫切的生存和發(fā)展的問題，可以充分發(fā)揮中小企業(yè)的積極性，另一方面中小企業(yè)直面市場，降低了科技成果轉(zhuǎn)化的鏈條，有助于提高科技成果轉(zhuǎn)化的效率。

第三，市場導(dǎo)向型研發(fā)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)引入目標(biāo)用戶評價(jià)機(jī)制。市場導(dǎo)向型的項(xiàng)目，其研發(fā)的最終目的是滿足市場上用戶的需求。項(xiàng)目的成功與否，取決于市場上用戶的接受程度。因此，在項(xiàng)目的立項(xiàng)、評價(jià)、驗(yàn)收階段，應(yīng)當(dāng)積極引入科技成果的目標(biāo)用戶，充分聽取目標(biāo)用戶的意見，避免研發(fā)目標(biāo)和用戶需求的偏離。

局限于研究條件和數(shù)據(jù)，本研究還存在以下不足：一是由于研究的條件所致，所選取的樣本比較少。未來可以對該領(lǐng)域的更多案例進(jìn)行研究分析。二是所選取的案例中，均未實(shí)現(xiàn)水下捕撈機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，因此對創(chuàng)新過程的研究目前尚未深入到后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化階段。