Бесплатная техническая библиотека

ЗНАКОМЬТЕСЬ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

Теперь в вашем арсенале три приема, и вам может показаться, что дальше всё просто: нужно освоить сотню приемов - и тогда не страшна ни одна задача. Увы, всё гораздо сложнее. Поясню это на примере.

Существуют трубосварочные станы, обладающие очень высокой производительностью. В цехе устанавливают рулон металлической ленты и, постепенно разматывая его, подают ленту в стан. А оттуда со скоростью примерно 1 метр в секунду выходит готовая труба.

Всё прекрасно, но изготовленную трубу надо разрезать. Допустим, длина каждого отрезка десять метров. Значит, отрезать десятиметровую трубу нужно за десять секунд. И не только отрезать трубу, но и вернуть режущее устройство (оно уйдет вместе с трубой на десять метров) в начальное положение.

Режущее устройство, похожее на дисковую пилу, называют летучим. И в самом деле режущий диск "летает" взад-вперед с огромной скоростью: резать приходится на ходу, труба непрерывно выходит из стана.

Посмотрите, что получается. Чтобы резать быстро, нужно мощное режущее устройство. Такое устройство неизбежно оказывается тяжелым, громоздким; режет оно быстро, но передвигается медленно. Если же сделать режущее устройство полегче, оно будет быстро передвигаться, но медленно резать. Заколдованный круг! Выбрать что-то среднее? Так и делают. В результате "летучий" нож и режет неважно, и передвигается не очень быстро... Приходится в полтора-два раза уменьшать скорость сварки трубы. Обидно!

Наверное, вы уже подумали о приеме "сделать заранее". Действительно, разрезать ленту намного проще, чем разрезать трубу: быстрый удар ножа - и лента разрублена. Но задачу это, увы, не решает. Представьте себе киноаппарат или магнитофон, которые работают на коротеньких кусках ленты. Сколько будет хлопот с заправкой и наладкой! Высокая производительность трубосварочных станков как раз и достигнута за счет непрерывности процесса, от этого нельзя отказаться.

Задачу долгое время не удавалось решить. Ценой разных ухищрений повышали скорость "полета" режущих устройств, но тут же снижалась точность - трубы выходили то длиннее, то короче. Приходилось сооружать сложные электронные системы контроля: точность повышалась, но машина становилась дорогой, капризной, ненадежной.

Разумеется, в конце концов появился изобретатель. Он предложил использовать одновременно два приема: "сделать заранее" и "сделать чуть меньше". Суть второго приема в том, что, если какое-то действие нельзя осуществить полностью, его надо выполнить частично. То есть ленту надо не отрезать, а надрезать. Если после сварки посильнее дернуть трубу, она сама отделится. Красивое изобретение, правда? "Летучее" режущее устройство вообще не нужно. Труба проходит внутри электромагнита; импульс тока, рывок - и отделяется нужный отрезок...

Как видите, "хитрость" тут в сочетании двух приемов. Порознь эти приемы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочетаний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четырех, пяти приемов, то число "ключей" к задачам становится практически безграничным... И мы возвращаемся к необходимости наугад перебирать варианты.

Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобретатели, психологи, разные специалисты приводили списки, иногда включавшие до двадцати - тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать немногое - пополнить списки, классифицировать приемы - и, пожалуйста, можно решать любые задачи. Но обнаружилось, что одиночные приемы применяются не так уж часто и количество сложных, составных, комплексных приемов астрономически велико. Никак не удавалось уйти от метода проб и ошибок.

А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое - изобретательская задача?

Возьмем хотя бы задачу о резке труб. Существовала техническая система - комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы - сварочный стан улучшили, сделали более мощным. И возникло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало отрезать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режущему устройству. Попробовали переделать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа - выиграешь в скорости резания, но проиграешь в утяжелении устройства, замедлится его перемещение.

Технические системы, подобно живым организмам, состоят из взаимосвязанных частей. Если "просто так" увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские задачи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое - то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всю систему в целом. Сделать изобретение - значит преодолеть техническое противоречие.

Задача 8. ВЕЗДЕХОД НА МАРСЕ

В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Космический корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быстро снарядили вездеход - колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок.

Учтите, у космонавтов не было возможности переделывать вездеход.

Эту задачу тоже напечатали в "Пионерской правде". В большинстве писем был такой ответ: "Под днищем вездехода подвесить груз. Центр тяжести станет ниже, машина будет устойчивее". Не спешите выдвигать свою идею, давайте сначала оценим чужие предложения. У нас теперь есть критерий для оценки: преодолевается техническое противоречие или нет?

Груз, подвешенный под днищем машины, повысит ее устойчивость. Но одновременно ухудшится проходимость: груз будет цепляться за выступы в почве, за камни. Техническое противоречие!

Были и другие предложения: выпустить воздух из шин, чтобы они просели наполовину; снабдить вездеход дополнительной парой боковых колес; экипажу высовываться из окон и дверей и держать равновесие, как это делают мотогонщики...

Нетрудно заметить, что в каждом из этих предложений выигрыш связан с проигрышем. Просевшие наполовину шины резко замедлят движение вездехода. Дополнительные колеса - серьезное усложнение конструкции, а мастерских на Марсе нет. Заставлять космонавтов выполнять опасные акробатические трюки - недопустимый риск... Избежать противоречий так трудно, что автор одного из писем признался: "Ничего не могу придумать. Пусть космонавты идут пешком..."

Представьте себе моряка, который не знает, что рифы и скалы надо обходить. Примерно так выглядит изобретатель, не учитывающий, что нужно обязательно устранять технические противоречия. Помните задачу об измерении давления газа внутри лампы? Идея разбивать лампы была запатентована, но изобретения фактически не получилось: противоречие не было устранено. Чем больше ламп мы разобьем, тем точнее будет проверка... и тем больше получится брака, лома!

Прежде чем сказать: "Я решил изобретательскую задачу!" - обязательно спросите себя: "Какое противоречие я устранил?" Подвесить груз к вездеходу нетрудно, но подвешивать надо как можно ниже, а чем ниже расположен груз, тем чаще он будет задевать за камни и выступы. Попытка повысить устойчивость машины, не применяя изобретательской хитрости, приводит к ухудшению проходимости машины: вездеход перестает быть вездеходом...

Используем теперь такую хитрость: пусть груз будет расположен очень низко, у самого грунта, но не снаружи, а внутри вездехода. Спрячем груз в... колеса! Поместим туда металлические шарики или круглые камни - пусть перекатываются... Такое изобретение запатентовано в Японии для повышения устойчивости автопогрузчиков, тягачей, автокранов. Запомните этот прием, он называется "матрешка": для экономии места можно расположить один предмет внутри другого.

Задача и ответ - два берега реки. Попытка сразу угадать ответ - все равно что попытка перепрыгнуть с берега на берег. Технические противоречия, приемы образуют мост. Теория решения изобретательских задач - это, в сущности, наука о том, как возводить незримые мосты, по которым мысль приходит к новым идеям.

Впрочем, противоречия и приемы правильнее сравнить с опорами моста. Перепрыгнуть с опоры на опору тоже не так просто: нужна догадка, чтобы перейти от задачи к противоречию и от противоречия к приему. Кроме опор необходимы балки, соединяющие опоры, - вот тогда получится хороший мост, по которому можно спокойно и уверенно, шаг за шагом, перейти от задачи к ответу.

О таком мосте мы еще поговорим. Пока важно одно: изобретателю необходимо находить и преодолевать технические противоречия. С этой простой идеи и начинается теория решения изобретательских задач.

Дальше >>

Смотрите другие статьи раздела И тут появился изобретатель.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Эстроген для терапии приливов при менопаузе 17.10.2026

Менопауза сопровождается не только прекращением менструаций, но и целым рядом физиологических изменений, которые у некоторых женщин заметно влияют на самочувствие и качество жизни. Одними из наиболее распространенных проявлений становятся так называемые вазомоторные симптомы - прежде всего внезапные приливы жара и ночная потливость. Теперь специалисты Американской коллегии врачей предложили обновленный подход к их лечению, распределив доступные методы на три линии терапии в зависимости от эффективности, надежности доказательств и стоимости. Основное место в новых рекомендациях заняла гормональная терапия эстрогеном. После анализа данных 90 исследований эксперты определили ее как наиболее предпочтительный вариант для пациенток, которым такое лечение не противопоказано. Женщинам с сохраненной маткой рекомендуется сочетание эстрогена с прогестогеном, тогда как после удаления матки может применяться только эстроген. По оценке авторов рекомендаций, такая терапия лучше других рассмотренны ...>>

Печатный сенсорный интерфейс с распознаванием пользователей 17.10.2026

Сенсорные поверхности давно стали привычной частью электроники, однако большинство таких интерфейсов требует достаточно сложной конструкции с электродами, проводниками и специальными чувствительными слоями. Японские инженеры предложили значительно более простой подход: превратить обычный прозрачный лист ПВХ в сенсорную панель при помощи лазерного принтера. При этом нанесенный рисунок способен не только фиксировать движение пальца, но и помогать системе различать пользователей. Разработкой занималась команда Технологического института Сибаура. Создание интерфейса сводится к нанесению тонером специального узора непосредственно на пластиковый лист. В отличие от традиционных сенсорных панелей, внутри такой поверхности не требуется размещать электроды или прокладывать провода. Регистрация возникающих сигналов и их последующая интерпретация выполняются отдельной электронной системой. В основе технологии лежит трибоэлектрический эффект - возникновение электрического заряда при контакте ...>>

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Случайная новость из Архива Камера на основе зрения насекомых 21.01.2025 Современные технологии все чаще черпают вдохновение из живой природы, совершенствуя оптические системы и алгоритмы обработки изображений. Ученые из Корейского института передовой науки и технологий (KAIST) разработали уникальную камеру, способную снимать даже при крайне слабом освещении и фиксировать объекты, движущиеся с высокой скоростью. Основой для создания устройства послужила зрительная система насекомых, которая позволяет им различать мельчайшие движения даже в условиях почти полной темноты. Разработанная камера сочетает сложную оптическую архитектуру и передовые алгоритмы анализа изображений. В ее основе лежит способность насекомых накапливать свет и интегрировать его во времени, что дает возможность фиксировать быстро движущиеся объекты в условиях низкой освещенности. Этот принцип позволил ученым создать устройство, которое может снимать объекты, светимость которых в 40 раз ниже порога чувствительности традиционных высокоскоростных камер. Группа исследователей под руководством профессоров Ки-Хун Джонга и Мин Х. Кима применила технологию параллельных оптических каналов, позволяющую фиксировать изображения с разных временных интервалов. Это новшество, известное как метод "разделения каналов", в сочетании с механизмом накопления света, значительно улучшает качество съемки при недостатке освещения. Одним из главных достижений разработки стала способность камеры записывать видео со скоростью 9120 кадров в секунду. Это в девять раз превышает возможности стандартных датчиков изображения, что делает ее крайне перспективной для использования в различных технологических сферах. Экспериментальные испытания показали высокую точность устройства. Камера успешно зафиксировала вращение диска со скоростью 32,5 оборота в секунду в условиях слабого освещения, при этом различая шесть различных цветовых спектров. Более того, она смогла точно определить световой спектр отдельных участков диска. Для сравнения, частота взмахов крыльев бабочки составляет от 15 до 20 раз в секунду, а камера без труда фиксирует движения даже с большей скоростью. Перспективы применения новой технологии весьма широки. Разработчики планируют интегрировать систему в медицинские приборы, системы видеонаблюдения и камеры мобильных устройств. В настоящее время ведутся исследования по совершенствованию алгоритмов, что позволит создавать трехмерные изображения и повышать разрешающую способность съемки. Идея использования особенностей зрения животных в инженерных разработках не нова. Ранее специалисты из Института науки и технологий Кванджу создали систему компьютерного зрения, вдохновленную строением глаз кошек. Эта технология позволила роботизированным системам лучше распознавать объекты в условиях нестабильного освещения, что стало важным шагом в развитии автономных машин. Таким образом, изучение природы продолжает открывать перед человечеством новые горизонты в области высоких технологий.

Другие интересные новости:

▪ Рация в часах

▪ Планшет Samsung Galaxy Tab 2 с ОС Android 4.0

▪ Kodak Zi8 Pocket Video Camera

▪ Присоска из капли воды

▪ Рубашка, увеличивающая силу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Нервные болезни. Конспект лекций

▪ статья Правда ли, что вода, в которую погружен серебряный предмет, убивает микробы? Подробный ответ

▪ статья Куркума домашняя. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Демпинг-фактор, мифы и реальность. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебная палочка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026