Тайната на изобретението: Инструментите на изобретателя
Ето и четвъртата статия от поредицата Тайната на изобретението, публикувана в популярното българско списание "Млад конструктор" през 1984 г. В нея съм разгледал набора от "инструменти", които изобретателят използва при решаване на изобретателски задачи.
Инструментите на изобретателя
След като се запознахме с най-общите принципи, формиращи изобретателски поглед:
- подтискане на критиката и самокритиката
- образно мислене
- използване на аналогии
- използване на случайността
нека разгледаме някои конкретни методи за генериране на нови идеи, като се ограничим с най-универсалните от тях (те са предложени е от съветския изобретател Хенрих Алтшулер).
1. МЕТОД НА РАЗДРОБЯВАНЕТО
Светът е непрекъснат по своята природа, но за да го опознае, човекът го дели на отделни блокове. Това са различните предмети, "тухлите", от които е изграден светът. За да ги различаваме един от друг, предметите получават имена и от този момент "застиват", стават неизменни. Ако преодолеем инерцията на мисленето си и продължим да раздробяваме предмета, можем да получим нов, положителен ефект.
Например кораб, разделен с водонепроницаеми прегради на голям брой клетки, е практически непотопяем. Автомобилна гума, състояща се от няколко независими една от друга секции, е "непробиваема". Транспортно средство, разделено на отделни части, свързани подвижно една с друга, е гъвкаво и маневрено (влак, камион с ремарке и др.). Оптическа неща, раздробена на много отделни лещички, усилва многократно зрението на почти слепи хора (между другото, това е един от патентите на природата - т.нар. "фасетъчни очи", каквито притежават например пчелите). Идеята да се "раздроби" оптическото изображение в пространството и времето е довела до създаването на фототелеграфа и телевизията.
Раздробяването може да продължава до безкрайност и това показва неизчерпаемите възможности на метода. Обърнете обаче внимание на факта, че изобретения има само, ако в резултат на раздробяването се получи нов положителен ефект, както в примерите с кораба и гумата се получава висока надежност.
2. МЕТОД НА ОБЕДИНЯВАНЕТО
Това е един от най-елементарните методи за генериране на нови идеи, благодарение на който са се родили велики изобретения. Такива са например параходът (парна машина + кораб), автомобилът (двигател с вътрешно горене + кола), динамитът (нитроглицерин + поресто вещество) и много други. Обединяването може да включва различни комбинации - "старо + старо", "старо + ново", "ново + ново".
Почти всички изобретения в областта на електронната схемотехника се създават чрез обединяване по комбинацията "старо + старо". И наистина електронните елементи (транзистори, резистори, кондензатори и др.) са отдавна известни, но от обединяването им може да се "роди" схема, която е изобретение.
3. МЕТОД НА ПЕРИОДИЧНОТО (ИМПУЛСНОТО) РЕШЕНИЕ
Изключително плодоносен метод за решаване на изобретателски задачи, който намира приложение във всички области на техниката. Възможни са следните му варианти:
а) ако обектът е с непрекъснато действие, се преминава към прекъснато импулсно действие.
Кой не е виждал ослепителния блясък на фотосветкавицата? А задавали ли сте си въпроса защо тя не свети постоянно, а само в продължение на хилядни от секундата?
Фотосветкавицата съдържа кондензатор, включен паралелно на импулсна газоразрядна лампа, който се зарежда до напрежение, по-ниско от напрежението ѝ на запалване. С помощта на кратък управляващ импулс лампата се "запалва" и кондензаторът се разрежда през нея - получава се светлинен импулс с голяма интензивност. Процесът може да се раздели на два етапа: продължителна пауза (в кондензатора се натрупва голямо количество енергия) и кратък импулс (енергията се освобождава). Каква е ползата от всичко това?
б) ако обектът е с периодична импулсно действие, да се използват паузите между импулсите за извършване на друго действие.
Този метод е реализиран например в радиолокационните станции. Предавателят излъчваа периодично импулсни сигнали, в паузите между които се измерва разстоянието от него до обекта.
Методът намира широко приложение в изчислителната техника. Сърцето на електронноизчислителната машина (процесорът) има многократно по-голямо бързо действие от едно входно-изходно устройство (например перфокарно четящо устройство). За да не бездейства, в паузата между две последователни прочитания на перфокарти, процесът се натоварва с решаването на някаква друга програма.
4. МЕТОД ОБРЪЩАНЕ НА ВРЕДАТА В ПОЛЗА
Почти всеки е чувал досадното пищене на високоговорителите по време на концерт - т.нар. микрофония. Тя се дължи на акустическата обратна връзка, която се затваря през въздушната среда между микрофона и високоговорителя, включени съответно към входа и изхода на един усилвател. На това е явлияние е лепнат етикетът "вредно" и специалистите всячески се стремят да го избягнат. Благодарение на него обаче е възможно да се направи много проста и ефикасна алармена система. За целта микрофонът се поставя в охраняването помещение, а високоговорителят - извън него. При отваряне на врата, прозорец или въобще при образуване на произволен отвор в стената на помещението, от високоговорителя се разнася характерният звук на микрофонията.
Много изобретения са направени благодарение на факта, че на даден "отрицателен" ефект може да се намери полезно приложение. И тук "твърдата" класификация на явленията пречи за генерирането на нови идеи. Явленията са вредни не въобще, а по отношение на нещо. Вредното в една област може да се окаже полезно в друга област и обратно. За да се установи това обаче, са необходими широка общотехническа култура и изобретателски поглед. Оттук следва изводът, че изобретателят не трябва да бъде тесен специалист, а да разбира от всичко. Това ще му позволи лесно да се прехвърля от една област в друга, като намира подходящи приложения на забелязаните от него полезни и вредни явления.
5. МЕТОД НА ДИНАМИЧНОСТТА
Същността му се състои в това, че характеристиките на обекта се изменят непрекъснато и са оптимални във всеки момент. Какво ще рече това?
Да вземем например един маховичен двигател, който се използва в големите металообработващи машини (преси, щанци, гилотини и др.). Към маховика на такъв двигател се поставят противоречиви изисквания. От една страна, той трябва да е възможно по-масивен, за да натрупва голямо количество кинетична енергия, но, от друга страна, това затруднява пускането и ускоряването на двигателя. Налице е явно техническо противоречие, което се решава с т.нар. маховик с променлив инерционен момент. Той представлява голямо чугунено колело с кухи специ, в които е поставено бутало, движещо се по дължината им, а свободното пространство е запълнено с живак.
При пускане на двигатели живакът се намира близко до центъра, и инертността на маховика е малка. С увеличаване на оборотите, живакът се изтласква към периферията (под действието на центробежните сили) и инертността на маховика расте. С други думи, обектът се приспособява към условията на околната среда.
Автоматичните предпазни колани в леките автомобили също действат съобразно метода на динамичността. При нормална обстановка те са свободни и не ограничават движенията на пътниците. При аварийна ситуация (рязко спиране) те се застопоряват от просто инерционно устройство и не позволяват на пътуващите да "излетят" напред.
(следва продължение)
Инж. Кирил Мечков
Comments
Post a Comment