從物聯(lián)網(wǎng)專利分布看我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

引言

“物聯(lián)網(wǎng)是信息社會(huì)的一個(gè)全球基礎(chǔ)設(shè)施，它基于現(xiàn)有 和未來可互操作的信息和通信技術(shù)，通過物理的和虛擬的物 物相聯(lián)，來提供更好的服務(wù)”國際電信聯(lián)盟(ITU)在2005 年信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提出的這一概念, 迅速被各國政府、企事業(yè)單位以及學(xué)術(shù)界所接受，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè) 也得到了世界各國的重視，各國政府紛紛開始實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)發(fā) 展戰(zhàn)略，在需求和研發(fā)的相互推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)迅速熱遍全球, 從此開始突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用，是戰(zhàn) 略性新興產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，有利于提升 高新技術(shù)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力，有利于促進(jìn)信息化與工業(yè)化的 深度融合，有利于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強(qiáng)地方經(jīng)濟(jì)實(shí)力，有 利于提高人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需要。目前，世界各國 已把發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)提升為國家戰(zhàn)略，發(fā)達(dá)國家更是在全球范圍 內(nèi)開始進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專利布局。為了更深入地了解全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā) 展現(xiàn)狀，更緊密地跟蹤世界發(fā)達(dá)國家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展動(dòng)向，更 清楚地把握我國在全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的地位，筆者首先對(duì)物 聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利在全球的空間分布進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上, 試圖探索出一條適合我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路。

1物聯(lián)網(wǎng)專利在全球主要國家的分布情況及分析

物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的的物物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它是繼計(jì)算機(jī)、 互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信技術(shù)之后的新一輪信息技術(shù)革命，是信息 技術(shù)的未來制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。目前，物聯(lián)網(wǎng)大 體上分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層以及連接這三層的共性支

撐層，圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)圖。

感知層，即數(shù)據(jù)采集層，解決的是人類世界和物理世界 的數(shù)據(jù)獲取問題，包括各類物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù) 的采集。它處于架構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)； 網(wǎng)絡(luò)層，即數(shù)據(jù)傳輸層，主要發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸功能，為傳輸感 知層采集的數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用層，即是對(duì)感知層 采集并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以此做 出正確的決策，實(shí)現(xiàn)智能化管理；共性支撐層，主要是為以 上三個(gè)層級(jí)實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)而服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)主要由上述幾個(gè)層級(jí)構(gòu)成，其所包括的關(guān)鍵技術(shù) 主要有MEMS傳感器、二維條碼、射頻識(shí)別、異構(gòu)網(wǎng)融合、 遠(yuǎn)程控制、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘和信息安全。這八項(xiàng)技術(shù)既 是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，也是關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)展?fàn)顩r， 也基本反映了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展?fàn)顩r。2012年，江蘇物 聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心專門就這八項(xiàng)技術(shù)專利的全球分布情況進(jìn)行 了一項(xiàng)研究。研究結(jié)果表明，世界發(fā)達(dá)國家在這八項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域已具備明顯的優(yōu)勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)專利布局勢(shì)頭強(qiáng)勁，表1所列是物 聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利在全球主要國家的分布情況。

表1物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利在全球主要國家的分布情

表1顯示，截至2012年，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利數(shù)量排 名靠前的國家主要有美國、日本、中國、韓國和德國。其中, MEMS傳感器專利排名前三的是美國、中國、日本；射頻識(shí) 別專利排名前三的是美國、日本、中國；二維條碼專利排名前 三的是日本、中國、美國;異構(gòu)網(wǎng)融合專利排名前三的是美國、 中國、日本；遠(yuǎn)程控制專利排名前三的是中國、美國、日本； 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)專利排名前三的是美國、日本、中國；數(shù)據(jù)挖掘?qū)?利排名前三的是美國、中國、日本；信息安全專利排名前三的 是美國、日本、中國。

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利在全球主要國家分布的結(jié)果表明， 美國在全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中處于領(lǐng)先地位，其不僅在MEMS傳 感器、射頻識(shí)別等6個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量排名第一，而 且從占比數(shù)值來看，在MEMS傳感器、異構(gòu)網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)存 儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘和信息共享這五個(gè)領(lǐng)域的專利數(shù)量占了全球的三 分之一，在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域，專利數(shù)量更是超過了全球總數(shù)量的 一半。上述數(shù)據(jù)足以證明美國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的實(shí)力，其強(qiáng)勁的 實(shí)力均勻分布在物聯(lián)網(wǎng)每個(gè)層級(jí)，除了二維條碼和遠(yuǎn)程控制 技術(shù)稍遜于日本和中國以外，其他領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力可以說是遙 遙領(lǐng)先。相比美國，我國和日本在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的實(shí)力相當(dāng)，日 本在二維條碼方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而我國在遠(yuǎn)程控制方面 具有較強(qiáng)的實(shí)力。

通過上述分析可看出，美國是我國的標(biāo)桿，值得我國學(xué) 習(xí)、借鑒和超越。美國通過早期的努力，讓全世界認(rèn)識(shí)了物聯(lián) 網(wǎng)，又在物聯(lián)網(wǎng)得到世界各國重視的時(shí)候，帶頭引領(lǐng)全世界 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作中，作為物聯(lián)網(wǎng) 國際標(biāo)準(zhǔn)制定主導(dǎo)之一的美國也占據(jù)著較為強(qiáng)勢(shì)的地位，由美 國主導(dǎo)的EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)幾乎掌控了全世界RFID標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn) 工作，在RFID領(lǐng)域的呼聲最高。在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，美 國重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略部署，在全世界進(jìn)行專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng) 數(shù)量遠(yuǎn)超其他國家。在技術(shù)領(lǐng)域，RFID技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技 術(shù)在美國已具有較早使用歷史。新一代物聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)格計(jì)算技 術(shù)等也首先在美國開展研究，新近開發(fā)的各種無線傳感技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)主要由美國企業(yè)所掌控。在智能微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳 感器開發(fā)方面，美國也領(lǐng)先一步，上述物聯(lián)網(wǎng)專利空間分布結(jié) 果也顯示了美國在MEMS傳感器方面的實(shí)力。在物聯(lián)網(wǎng)企業(yè) 培養(yǎng)方面，美國更是大范圍地進(jìn)行信息化戰(zhàn)略部署，推進(jìn)信 息技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)重組，努力鞏固在信息技術(shù)領(lǐng)域的壟斷地 位。美國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略得到了全面的實(shí)施，既擁有政府的大 力支持，又擁有強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)支撐；既重視標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工作, 又注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的部署；既強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的鞏固和加強(qiáng), 又努力進(jìn)行企業(yè)革新，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)。這既體現(xiàn)美國 搶占物聯(lián)網(wǎng)高地的意圖，也體現(xiàn)美國壟斷信息技術(shù)領(lǐng)域的決心。

2我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題

目前，我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展尚存在較多問題。

2.1頂層規(guī)劃缺乏

雖然各地政府也在積極地開展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作，成立了 物聯(lián)網(wǎng)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，但全國范圍內(nèi)卻沒有進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃， 各部門、各地區(qū)、各行業(yè)之間的分割情況普遍，缺乏頂層設(shè)計(jì), 資源共享不足，加上規(guī)劃意識(shí)與協(xié)調(diào)機(jī)制的薄弱，凸現(xiàn)出難以 形成產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、研究成本過高、資源利用率過低、無序重復(fù) 建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重的態(tài)勢(shì)。

2.2核心技術(shù)缺位

從專利分布情況來看，我國還遠(yuǎn)落后于美國，在物聯(lián)網(wǎng) 各個(gè)層面都沒有建立優(yōu)勢(shì)地位?？v觀我國物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新, 相當(dāng)一部分是在原有信息化技術(shù)基礎(chǔ)上的深化和發(fā)展，通過 系統(tǒng)集成，使之具備物聯(lián)網(wǎng)特性。但這并不是從無到有的原 生態(tài)創(chuàng)新，所以也很難形成核心技術(shù)，導(dǎo)致大量采用國外技術(shù)， 在專利方面受制于人，在信息安全方面沒有保障，更導(dǎo)致物聯(lián) 網(wǎng)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的傳感器、電子標(biāo)簽的成本過高拖累整個(gè)物 聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展。

2.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺少

雖然我國成為了物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一，但相 比其他主導(dǎo)國，我國還尚未擁有強(qiáng)有力的話語權(quán)?？傮w來講, 我國標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展滯后于應(yīng)用發(fā)展，“共性平臺(tái)+應(yīng)用子集”的標(biāo) 準(zhǔn)架構(gòu)下，共性技術(shù)發(fā)展不夠成熟，應(yīng)用子集也不夠豐富，特 別是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的缺失，大大制約了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化與 應(yīng)用的工程化。

2.4企業(yè)規(guī)模偏小

目前，我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基本還處在研究階段，主要的 技術(shù)研究集中在與市場(chǎng)脫節(jié)的高校及科研院所中，以企業(yè)為 主體的創(chuàng)新體系尚未完善，產(chǎn)學(xué)研用還沒有建立緊密的合作關(guān) 系，科技成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢。市場(chǎng)中，以物聯(lián)網(wǎng)為核心業(yè)務(wù) 的企業(yè)普遍較小，還沒有出現(xiàn)以龍頭企業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群， 難以支撐以應(yīng)用為牽引帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線。

3我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑探析

美國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起步早的歷史，我們無法超越，但美國 現(xiàn)行的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略部署，我們卻可以模仿，甚至可以超越。不 過，我們不能照搬照抄，應(yīng)結(jié)合我國的實(shí)際情況，進(jìn)行本土化。 針對(duì)我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，筆者提出如下建議：

3.1加大核心技術(shù)研發(fā)，搶占物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高地

在八個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中，美國在MEMS傳感器等六個(gè) 關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域處于較為領(lǐng)先的地位，而我國只在遠(yuǎn)程控制領(lǐng) 域較為領(lǐng)先。面對(duì)這樣的技術(shù)差距，我國首先應(yīng)該繼續(xù)保持 并擴(kuò)大在遠(yuǎn)程控制技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，然后在其他技術(shù)領(lǐng)域逐 步超越日本，并跟進(jìn)美國。尤其應(yīng)該重視在美國相對(duì)比較弱 勢(shì)的二維條碼領(lǐng)域的探索，學(xué)習(xí)日本在這一領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)， 爭取早日與美國拉開差距。毫無疑問，進(jìn)一步加強(qiáng)核心技術(shù)研 發(fā)，提升原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、吸收引進(jìn)再創(chuàng)新能力，仍是我 國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展道路上的重要主題。技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā) 展的基礎(chǔ)，要想我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在國際市場(chǎng)上嶄露頭角，那么 當(dāng)務(wù)之急就是提升技術(shù)創(chuàng)新能力。

3.2強(qiáng)化實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航

隨著全球知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)水平的不斷提高，知識(shí)產(chǎn)權(quán)在世 界經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中的作用日益顯著，很多國家把知識(shí)產(chǎn)權(quán)保 護(hù)問題提升到國家戰(zhàn)略的高度，我國作為世界經(jīng)濟(jì)體系中的一 份子，要想在國家市場(chǎng)中占有一席之地，就必須與國際接軌， 努力實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，否則便會(huì)成為其他國家的打擊對(duì)象， 很難在國際市場(chǎng)中立足。物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施離不開知識(shí)產(chǎn)權(quán) 的保護(hù)，只有努力實(shí)施和完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，才能為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航，才能推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。 3.3重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)，掌握在國際市場(chǎng)的話語權(quán)

"一流企業(yè)賣標(biāo)準(zhǔn)，二流企業(yè)賣技術(shù)，三流企業(yè)賣產(chǎn)品， 四流企業(yè)賣服務(wù)”是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的普遍規(guī)律。標(biāo)準(zhǔn)之爭就是市場(chǎng) 之爭，誰掌握了標(biāo)準(zhǔn)，誰就先拿到市場(chǎng)的入場(chǎng)券，就能先一步 從市場(chǎng)中獲益，甚至成為行業(yè)的掌控者、指揮者。美國為何如 此重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)，根本目的即是為了瓜分物聯(lián)網(wǎng)國際 市場(chǎng)，鞏固其在信息技術(shù)領(lǐng)域的壟斷地位。在標(biāo)準(zhǔn)工作主體 方面，我國應(yīng)該提升企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)制定中的地位，逐漸由政府 主導(dǎo)參與過渡到企業(yè)主導(dǎo)參與，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容方面，應(yīng)該多參 與核心技術(shù)、核心解決方案標(biāo)準(zhǔn)的制定，而不能僅局限與規(guī)范 或者術(shù)語。知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“盾”，用來保 護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成果，抵擋其他國家的侵略，而標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略則 是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“矛”，用于向國際市場(chǎng)進(jìn)攻，“矛” “盾” 雙方相結(jié)合，才能推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展。因此，重視物 聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)，才能使得我國物聯(lián)網(wǎng)在國際市場(chǎng)中立于不敗 之地。

3.4加大產(chǎn)學(xué)研用合作，提升物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化能力

近年來，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，取得了一定的研究 成果。然而，從專利產(chǎn)出量來說，研究成果基本集中在高校及 科研院所。高校及科研院所在人才、知識(shí)、儀器設(shè)備方面擁有 明顯的優(yōu)勢(shì)，但也存在著市場(chǎng)化能力弱等天生的劣勢(shì)。于是， 產(chǎn)學(xué)研用關(guān)系的不緊密，導(dǎo)致市場(chǎng)化能力強(qiáng)的企業(yè)因缺乏研究 能力而不能與國外物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相抗衡，而具備較強(qiáng)研究能力的 高校及科研院所又因市場(chǎng)化運(yùn)作能力缺乏導(dǎo)致大量研究成果 的閑置或者失效。面對(duì)如此低效率的產(chǎn)業(yè)化局面，必須加強(qiáng)和 完善產(chǎn)學(xué)研用的合作。高校及科研院所的角色是科研，其不 可能在市場(chǎng)化方面投入過多的精力，其角色也不可能允許其過 分重視市場(chǎng)化，而企業(yè)的主要角色是市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化，其角色 也不可能允許其在科研方面投入過多精力，除非其有強(qiáng)大的 經(jīng)濟(jì)支撐。所以，產(chǎn)學(xué)研用合作是最佳的發(fā)展途徑，而現(xiàn)實(shí) 中合作機(jī)制存在著各種問題，大量研究成果仍被閑置，無法 被產(chǎn)業(yè)化。因此，我國應(yīng)該努力完善產(chǎn)學(xué)研用合作機(jī)制，在“研 究成果轉(zhuǎn)化”這個(gè)問題上進(jìn)行深入地探索。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次 信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，它進(jìn)一步拓展了 IT 和通信廣闊市場(chǎng)。權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2020年，物物互聯(lián)業(yè)務(wù) 與現(xiàn)有的人人互聯(lián)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到30 : 1，下一個(gè)萬億級(jí)通信 業(yè)務(wù)將是物物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)專利全球空間分布結(jié)果顯示，美 國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域不僅具備先天的優(yōu)勢(shì)，而且當(dāng)前的研究成果 已超越其他國家，在多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn) 業(yè)在美國已得到政府的積極回應(yīng)，其不僅擁有強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)支 撐，而且在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、企業(yè)培訓(xùn)等多個(gè)方面已開 始周密的戰(zhàn)略部署。如何與在信息技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)壟斷地位的美 國搶占物聯(lián)網(wǎng)這一巨大的市場(chǎng)？本文認(rèn)為，我們必須認(rèn)清當(dāng)前 我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，借鑒其他國家，尤其是美國 的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域繼續(xù)保持優(yōu)勢(shì)，在弱勢(shì) 領(lǐng)域逐步縮短與優(yōu)勢(shì)國家的差距，只有這樣，我們才能搶占物 聯(lián)網(wǎng)國際市場(chǎng)，才能站穩(wěn)甚至掌控在信息技術(shù)領(lǐng)域的地位。

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