Главная    Теория    Эволюция и изобретатель

Эволюция и изобретатель

Г. Зайниев

Глава 5А. Описание работы с изобретением в стиле "научный туризм с разговорчивым гидом"

Алгоритм работы с "первичным изобретением"

Алгоритм который я буду применять в этой главе для развития, усиления и защиты "первичного изобретения":

1. Описать изобретение в таком виде, как оно появилось (в конкретных терминах с рисунками). Это описание представляет собой первичное изобретение, которое может варьировать от "почеркушки на салфетке" до полноценного патента.

2. Построить предварительное описание ПТИ-ПТС, которое будет по мере необходимости уточняться в процессе дальнейшей работы.

3. Придумать каким образом продукты, построенные на основе этой предварительной пары ПТИ-ПТС, могут "наносить пользу" людям.

4. Найти и описать другие продукты и известные способы "нанесения той же пользы".

5. Проверить изобретение на новизну сравнив его с найденными продуктами.

6. Определить к какому масштабу мира относится первичное изобретение и найти или изобрести остальные два масштабных аналога этого изобретения

7. Построить иерархии абстрактно-технических идей

8. Построить популяцию всех полученных в процессе исследования первичных изобретений.

Следующие два шага я в этой книге рассматривать не имею возможности:

· Подготовить предпатентое описание для патентной защиты всех обнаруженных идей

· Выбрать из всех изобретений то, которое окажется легче всего продать, и подготовить его к продаже. Для этого надо построить популяцию продуктов на основе этого изобретения, основу его патентной защиты и презентацию для инвестора

Схематически процесс работы по алгоритму представлен на следующем рисунке

Пример работы с "первичным изобретением".

Я согласен с теми, кто считает, что люди так и норовят все объяснять на механических моделях. Поэтому я решил не осложнять без надобности жизнь себе и читателям, и для того чтобы показать работу по алгоритму, взять какое-нибудь небольшое "околомеханическое" изобретение.

Желательно также, чтобы оно было не скучным и было из области, интерес к которой у читающей публики высок и растет. Самый модный претендент, конечно, нанотехнология.

1. Описать изобретение в таком виде, как оно появилось в конкретных терминах с рисунками

Это изобретение было сделано "на одном дыхании" в октябре 2002 года. В тот момент его ни к чему пристроить не удалось и оно так и осталось лежать в архиве. Предыстория его такова. Вместе с моим постоянным соавтором Ликой Зайниевой мы работали над проблемой сортировки по размерам наночастиц взвешенных в суспензии. Важность проблемы видна из того, что многие свойства наночастиц напрямую связаны с их размерами.

Например, так называемые "квантовые точки" (quantum dots) это наночастицы, которые переизлучают падающее на них электромагнитное излучение. Фактически это маленькие нано-лазеры свободно плавающие в виде суспензии наночастиц. Длина волны излучаемого света напрямую связана с размерами частицы.

Очевидно, что чем меньше разброс по размерам частиц в суспензии, тем лучше. Главная проблема в том, что все методы синтеза частиц принципиально дают популяцию с нормальным распределением частиц по размерам. Это распределение можно сузить, если сделать подмену и вначале построить популяцию дырок (пор) в твердой матрице. Эти поры можно сделать практически одинаковыми, потому что все эти поры образованы, например, одним и тем же многократно повторяющимся "дефектом" в кристаллической структуре тела. Внутри таких пор можно синтезировать частицы "до упора", так что синтез остановится не по химическим причинам, а по механическим. Просто не останется места куда расти. После этого надо растворить тело-матрицу и получить суспензию наночастиц.

В процессе работы мы вышли на такую немного странную идею. Если в суспензии частиц собрать все самые крупные и остановить их, то самые маленькие смогут пройти сквозь поры между этими крупными частицами.

Предыдущая наша работа была связана с разработкой микроскопических абразивных инструментов, в которых абразивом являются наноалмазы. Сегодня известно, что существуют и другие твердые наночастицы, например:

· Кремниевые наносферы сравнимы по прочности с сапфиром и алмазом, самыми твердыми материалами, известными в природе. В статье "Супертвердые силиконовые наносферы" (Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 51, 6, 2003, pp 979-992) описаны эксперименты, в которых твердость наносфер измеряли сдавливая их между зондом с алмазным покрытием и поверхностью сапфира. Авторы получили бездефектные наносферы осаждая испарения тетрахлорида кремния (SiCl4) на поверхности сапфирового кристалла. Полученные частицы содержали от 5 до 600 миллионов атомов.Чем меньше был размер наносферы, тем большую твердость она демонстрировала. Наносферы с диаметрами от 100 до 40 нм выдерживали давление от 20 до 50 гигапаскалей (ГПа) соответственно. Для сравнения, нержавеющая сталь выдерживает 1 ГПа, сапфир - около 40 ГПа, алмаз - почти 90 ГПа. Показатель обычного кремния - 12 ГПа.

Кроме этого, мы знали, что удивительным образом наночастицы некоторых материалов приобретают аномально высокую пластичность. В тот момент у меня было впечатление, что наночастицы едва ли не всех материалов становятся суперпластичными. Это ощущение, к счастью, мирно уживалось с тем, что наноалмазы сохраняют свою твердость. Сейчас, два года спустя, я обнаруживаю, что не могу "сходу" найти такие примеры, в которых наночастицы демонстрировали бы суперпластичность и наводили бы на придуманную тогда идею. Есть примеры, что тело составленное из наночастиц может стать суперпластичным, но это скорее связано с тем что "наночастицы текут или скользят друг по другу" (ссылку потерял, извините). Получается, что я, как минимум, "недопонимал" в этом вопросе.

Тем не менее, мы придумали, что сквозь порошок нано алмазов (или кремниевых наносфер) можно продавить пластичный порошок наночастиц любого материала и получить нанопроволочки, которые, (и это мы хорошо знали из наших предыдущих работ!) должны будут обладать нанокаталитическими свойствами. Ничего себе! Такая была наша первая реакция.

Анализируя процесс появления этой идеи с позиций сегодняшнего дня, я хочу обратить ваше внимание на два обстоятельства.

Во первых, у нас не было доказательств существования наноалмазов в виде отдельных частиц. Авторы работы, информацию из которой мы использовали, показали только то, что наноалмазы растут слипшись в алмазную пленку. Похоже, что именно этим и дешевизной процесса, естественно, была вызвана главная прикладная идея разработчиков - использовать наноалмазы для создания тормозных колодок автомобилей.

Во вторых, суперпластичность наночастиц не была обязательным условием реализации придуманной идеи. Более того, продавливаемый материал совсем не обязательно должен был быть порошком наночастиц.

Однако экзотичность и красота идеи были столь сильны, что мы не стали перепроверять исходные данные, но сразу стали изобретатать, как это сделать. И изобрели способ, который, как мы сегодня видим, может иметь много применений не только в области наноразмеров.

Я описываю эту ситуцию подробно для того, чтобы показать, окажись рядом с нами в тот момент уважаемый знаток специфики наночастиц, он "стер бы нас самих в нано-порошок" и убил тот восторг и энтузиазм, с которым мы в конце концов придумали идею гораздо более общую, чем того требовали начальные условия.

Приведу обратный пример из жизни. Я знаю человека, который рассказывал мне, что давным-давно работая в компании Ксерокс он придумал цифровой фотоаппарат и хотел запатентовать эту идею. Но в последний момент он засомневался в реализуемости идеи и попросил своего друга програмиста оценить ее. Тот абсолютно честно и с полной серьезностью сделал оценку и сказал, что всей компьютерной памяти всего мира не хватит на одну фотографию. И в тот момент это была правда. Мой знакомец проявил практичность и не стал защищать красивую, но безнадежную идею. Каково ему сегодня?!

Эта история травмировала его на всю оставшуюся жизнь, которая еще не закончилась. Он организовал компанию, которая собирает и защищает новые идеи опережающие свое время в надежде поставить блок на дороге разработчиков какой-нибудь перспективной концепции, и таким образом заставить их, когда они начнут получать практические результаты, выкупить у него эту идею. Один из наших с соавторами патентов у него в копилке, но продать его пока не удается.

Получается, что идею надо раскручивать не за то, что она реализуема, а за то, что она может дать, если ее реализовать. Именно так поступали изобретатели вечного двигателя (тьфу, тьфу, ни к ночи будь сказано).

Возвращаемся к нашему изобретению. Еще одно знание, которое мы использовали, когда придумали эту идею состоит в том, что песок не поддается экструзии. Под давлением он заклинивает и не течет. Это свойство песка хорошо известно и широко используется.

Таким образом в своем самом конкретном виде идея родилась в виде двух следующих рисунков.

Конкретное изобретение показанное на предыдущих рисунках можно сформулировать так.

Если на поршень наслоить вначале порошок пластичных частиц, а затем несколько слоев твердого порошка так, что размер частиц в каждом следующем слое твердых частиц возрастает, то при правильно подобранных размерах, твердости и пластичности частиц, в результате давления на поршень мягкий материал заполнит пустоты в первом слое и сформируется в виде экструдированных нитей в пустотах между крупными частицами следующих слоев.

Обратите внимание, нигде не указанно каковы размеры частиц, потому что это никак не влияет на процесс.

Получается, что погнавшись за красивой, но сомнительной идеей мы придумали общий способ, который, в частности, можно использовать для достижения первоначальной цели. А не получится, так и не надо. Как мы увидим ниже, предлагаемое изобретение дает целый спектр новых возможностей.

Хочу еще раз повторить то, что говорил раньше, но другими словами. Я пишу об "изобретателях-открывателях", а не о "изобретателях-решателях".

"Изобретатели-решатели" продолжают то дело, которое существует, и к которому они уже причастны. У них есть знания и экспериментальная база для проверки своих идей. "Железячники", так они называют себя. А те из них, кто себя никак не называют или не знают, что они сами себя, оказывается, так называют, не станут от такого имени отказываться, потому что произносится и звучит оно с достоинством и означает "человек дела".

У "изобретателей-открывателей", кроме базовых знаний и умения думать, ничего нет. А идеи появляются и радуют их только в момент рождения, а потом мешают жить. Мешают, потому что невозможно отогнать от себя мысль, что идея хорошая и реальная, она могла бы получиться, и хорошо бы ее продать кому-нибудь, и на эти деньги жить и придумывать другие замечательные идеи.

Совершенно благородная, с моей точки зрения, позиция.

Вот я и хочу понять и проверить, реально ли это - сделать такое "изобретение-открытие", которое можно защитить и продать?

Первый шаг на этом пути: если идея нравится настолько, что хочется ее дожимать, то дожимать надо по таким правилам, которые позволят из этой идеи выжать максимум возможного. Именно такие правила я пытаюсь здесь описать и применить.

2. Построить предварительное описание ПТИ-ПТС.

На этой стадии мы можем сформулировать четыре вида комплексных ПТИ-ПТС

1. Система, составленная из нескольких слоев выпуклых тел (например, шариков) так, что в каждом следующем слое размер тел (диаметр шариков) и соответственно промежутков между этими телами больше, чем в предыдущем. Система позволяет продавливать сквозь нее пластичный материал таким образом, что он заполняет все пустоты в первом слое и образует нитевидные тела, которые находятся в промежутках между более крупными телами следующих слоев.

2. Система описанная в пункте 1, в которой все промежутки между телами (шариками) первого слоя заполнены пластичным материалом, а в промежутках между более крупными телами следующих слоев находятся нитевидные тела.

3. Система описанная в пункте 2, из которой все шарики, кроме шариков первого слоя, удалены, и поэтому получается тело с поверхностью, из которой выступают нити.

4. Комплект из трех отдельных групп тел.

· Первая группа - это набор отдельных нитевидных тел разной формы и размеров, которые находились между шариками, и которые можно оттуда высвободить, потому что они не соединены ни с друг другом ни с шариками.

· Вторая группа - это отдельные шарики

· Третья группа - это система описанная в пункте 3

5. Комплект из двух отдельных тел. Одно тело - это система описанная в пункте 3 в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который позволяет закреплять эту систему в устройстве, которое обеспечивает экструзию. Другое тело это система описанная в пункте 1, из которой удалены все шарики первого слоя и выступающие из этого слоя нити.

Эти системы показаны на следующем рисунке

3. Придумать каким образом продукты построенные на основе этих предварительных пар ПТИ - ПТС могут "наносить пользу" людям

Этот раздел принципиально важен и психологически нетрадиционен. Какой смысл городить одно изобретение на другое непроверенное? Если первое не сработает, то и остальные не нужны, казалось бы.

Основной риск на этой стадии, действительно, заключается в том, что интуитивное ожидание того, что идея сработает, может оказаться обманчивым.

С другой стороны, если у изобрететеля нет собственной экспериментальной базы для проверки идеи, то ему придется ее продавать. А это значит, что вначале ее надо защитить, потому что незащищенную идею никто и никогда не покупает. Ее можно украсть и переделать, но купить будет очень опрометчиво, потому что неизвестно, что именно является предметом купли - продажи.

Другими словами, нельзя продать идею, которая тебе или не принадлежит или не является новой. Именно доказательством и того и другого является патент. Но он дорог, и его нет смысла брать (да и не дадут, скорее всего) без проверки и доказательства новизны. Получается заколдованный круг.

Выходом из него является так называемая предварительная защита идеи на один год. Она стоит небольших денег, но является гарантией того, что потенциальный покупатель может сказать: я покупаю или не покупаю именно то, что описано в этом документе. Если нечто близкое или похожее не упомянуто в этой защитной бумаге, то изобретатель не имеет возможности потом "качать права" и говорить - я имел в виду именно то, что они сделали после разговора со мной, значит они украли у меня это.

Однако, прежде чем проверять или продавать идею, разумно будет подумать: ну и что? Если это сработает, то как это применить и какая от этого польза?

Предположим, что наша идея сработает. Что мы получим, и как похожие процессы и объекты применяют те, кто сотворил их раньше?

Составим список тех применений, которые достаточно очевидны, и будем искать в опубликованных работах, кто и как это делает.

По аналогии с обычными и микро- нитями, фибриллами и проводами можно ожидать, что нанопроволочки предлагают и пробуют применять как проводники электрического тока и для механического соединения элементов нано- и микро- размеров.

Надо отметить, что длинные полимерные фибриллы диаметром в сотни нано метров уже много десятилетий изготавливают и применяют в воздушных фильтрах. Например, нити диаметром 250 нанометров уже двацать лет изготавливают в коммерческих масштабах методами электроспининга. Из длинных нитей можно изготовить короткие, поэтому может быть такие "вторичные" короткие нанонити уже применяют для чего-нибудь. Это может подсказать идею как использовать наши нити.

Одна из тех систем, которые мы предлагаем, похожа на поверхность покрытую травой. Возможные применения поверхностей такого типа могут быть очень актуальны. Так можно думать, например, потому что сравнительно новый термин "нанотрава" (nanograss) уже практически сравнялся по популярности на интернете с давным-давно известной "нанопроволокой" (nanowire). Например, Google 28 ноября 2004 выдал для них примерно 41 и 58 тыс ссылок, соответственно.

Не менее интересно то, что короткую нано проволочку можно рассматривать как длинную нано частицу. Исчезают ли качественно новые свойства "точечных" наночастиц когда они удлиняются и становятся "одномерными"? Это тем более интересно, что метод позволяет ожидать, что нанопроволочки разной длины можно будет получать как из сплошного пластичного материала, так и из крупных наночастиц; будут ли отличия в свойствах?

Более того, сама возможность прокатать крупную наночастицу в проволочку меньшего диаметра и сравнить свойства до и после может оказаться, как минимум, уникальным инструментом для научных исследований. (прекрасно помним ограничение - если получится! Но ведь для того и фантазируем, чтобы потом проверить, получится ли.)

Практически важные применения могут быть построены на том, что многие материалы в диапазоне наноразмеров начинают проявлять каталитические свойства и ускоряют химические реакции.

Наконец, на ум приходят, так называемые, "нано лазеры" или "квантовые точки" (quantum dots) - нано частицы, которые переизлучают электромагнитное излучение. Сохранится ли эта способность у сравнительно длинных нанопроволочек, изготовленных либо из таких "нано лазеров", либо из того же самого материала?

Мы перечислили только некоторые из областей применения, но похоже, что этого достаточно для перехода к поиску информации. Ситуация в области нанотехнологий меняется очень быстро и открытия появляются одно за другим, поэтому я укажу, что основной поиск был сделан в ноябре - декабре 2004.

4. Найти и описать другие известные способы "нанесения той же пользы"

Фактически, нашу идею, которая первоначально была сформулирована как способ изготовления напроволочек, можно переформулировать как способ изготовления щетки выдавливанием пластичного материала через специальным образом структурированные фильеры, изготовленные из порошка частиц разных размеров. Это означает, что мы не будем, по крайней мере вначале, искать методы изготовления собственно нанопроволок, но начнем именно с щеток.

Изобретением может оказаться как метод изготовления щеток, так и разные применения таких щеток. Поэтому мы рассмотрим ниже виды, способы изготовления и варианты применения различных нано- и микро- щеток. Подробные результаты поиска представлены в следующей главе 5Б.

Поиск показал, что известны следующие виды нано- и микро- щеток:

· молекулярные щетки - длинные молекулы иммобилизованные одним концом на поверхности так, что они на этой поверхности не лежат, но торчат вертикально

· щетки, сделанные из нанотрубок (nanotubes), которые прикреплены одним концом к поверхности и стоят на ней вертикально. Кроме широко известных углеродных нанотрубок, оказывается, есть аналогичные по структуре нанотрубки построенные из других атомов, а также из комбинаций двух или нескольких видов атомов. Более того, нанотрубками называют также трубки, которые имеют другую структуру и происхождение, но размеры их находятся в диапазоне нанометров

· щетки сделанные из нанопроволочек (nanowires), которые прикреплены одним концом к поверхности и стоят на ней вертикально

· щетки сделанные из нанопалочек или наностолбиков (nanorods or nanopillars), которые прикреплены одним концом к поверхности и стоят на ней вертикально

· природные щетки, образованные тонкими нано-волосками, которые растут, например, на подошве маленьких ящериц гекконов, широко известных тем, что они могут бегать по стенам и потолку

· природные щетки, которые образуются в результате роста кристаллов различных минералов и металлов в определенных условиях

· щетки, полученные в результате обработки пучком ионов твердой поверхности так, что на ней образуются нано- и микро- пики, у которых высота и ширина сравнимы

· щетки, полученные в результате такой обработки твердой поверхности, которая образует на ней столбики, например:

o Изготовление "силиконовой нанотравы (nanograss)" вытачиванием на силиконовой поверхности канавок, которые расположены перпендикулярно друг другу. Масштабная аналогия - это небоскребы и улицы между ними

o Точечная обработка металлической поверхности пучком электронов таким образом, что на поверхности образуются металлические микро-столбики

· природные щетки, образованные микро-волосками, диаметр которых измеряется микронами. Например диаметр волосинок на голове у человека около 50 - 100 микрон.

· природные щетки - перья птиц

· искусственные щетки изготовленные человеком способом сборки из отдельных микро- нитей и волосков, которые были затем объединены в одну щетку.

· природные щетки - эпителий выстилающий поверхность кишечника

· природные щетки образованные растущими рядом травинками

Из всего этого разнообразия в следующей главе рассмотрены только природные нано- и микро-щетки и щетки, в которых щетинки сделаны из

· длинных молекул

· нанотрубок (nanotubes),

· нанопроволочек (nanowires),

· нанопалочек или наностолбиков (nanorods or nanopillars),

· нано-волосков

· микро-волосков

· металлических микро-столбиков

5. Оценить новизну предложенных комплексных ПТИ-ПТС

После того как мы провели поиск мы можем вернуться к комплексным ПТИ-ПТС, которые мы сформулировали ранее и оценить их новизну.

· Система, составленная из нескольких слоев выпуклых тел (например, шариков) так, что в каждом следующем слое размер тел (диаметр шариков) и, соответственно, промежутков между этими телами, больше, чем в предыдущем. Система позволяет продавливать сквозь нее пластичный материал таким образом, что он заполняет все пустоты в первом слое и образует нитевидные тела, которые находятся в промежутках между более крупными телами следующих слоев.

· Система описанная в предыдущем пункте, в которой все промежутки между телами (шариками) первого слоя заполнены пластичным материалом, а в промежутках между более крупными телами следующих слоев находятся нитевидные тела.

Такие системы нам в процессе поиска ни разу не попались и на этой стадии мы можем ожидать, что это новая концепция

· Система описанная в предыдущем пункте, из которой все шарики, кроме шариков первого слоя, удалены, и поэтому получается тело с поверхностью, из которой выступают нити.

Фактически это описание щетки. Поверхность, из которой выступают щетинки, представляет собой поверхность композитного тела, которое образованно одним или несколькими слоями твердых шариков, промежутки между которыми заполнены тем материалом, из которого сделаны щетинки. Концепция нано- и микро-щетки, которая устроена таким образом может быть новой.

· Комплект из трех отдельных групп тел.

· Первая группа - это набор отдельных нитевидных тел разной формы и размеров, которые находились между шариками, и которые можно оттуда высвободить, потому что они не соединены ни с друг другом ни с шариками.

· Вторая группа - это отдельные шарики.

· Третья группа - это система описанная в третьем пункте.

Концепция получения нано или микро проволочек, методом заполнения нанопор уже описана. Например, в работе, где висмут экструдировали сквозь нанопористую окись алюминия. Концепция, в которой нанопроволочки выдавливаются наружу из пор и сохраняются в виде свободных проволочек, отличается от простого заполнения пор жидким металлом и, в этом смысле, может оказаться новой.

· Комплект из двух отдельных тел. Одно тело - это система описанная в третьем пункте, в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который позволяет закреплять эту систему в устройстве, которое обеспечивает экструзию. Другое тело это система описанная в первом пункте, из которой удалены все шарики первого слоя и выступающие из этого слоя нити.

Очевидная новизна этой системы заключается, например, в том, что с щетки, которая еще не вынута из держателя можно "состричь" все щетинки и затем выдавить комплект новых щетинок. Если мы найдем такое применение щетки, при котором щетку можно использовать не вынимая из держателя, и при котором щетинки изнашиваются, то это система позволит регулярно "обновлять" щетку, экструдируя новые щетинки.

Таким образом, мы в очередной раз можем переформулировать предмет изобретения следующим образом :

· Нано- или микро-щетка, тело которой представляет собой композитное тело, образованное одним или несколькими слоями твердых шариков, промежутки между которыми заполнены тем материалом, из которого сделаны щетинки.

· Вышеописанная щетка в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который является частью устройства обеспечивающего экструзию.

· "Многодырчатая фильера" (сборное тело, составленное из множества тел, сжатых формообразующей силой так, что они контактируют и при этом между ними остаются полости), которая устроена таким образом, что позволяет получать выше описанные нано- или микро-щетки.

6. Определить к какому масштабу мира относится изобретение и найти или изобрести остальные два "масштабных аналога" этого изобретения

Границы между "мирами" можно провести следующим образом. Макро размеры начинаются с миллиметров. От микронов до миллиметра это микромир. Меньше микрона это наномир.

В таком случае щетка, в которой много щетинок может одновременно попадать в два и даже три мира. Например, макрощетка с макрощетинками, каждая из которых на торце выполнена в виде щетки составленной из микрощетинок, которые в свою очередь могут иметь на торце нанощетинки (патент США № 6737160 на продукт копирующий строение подошвы ящериц гекконов).

Исходное изобретение появилось как способ изготовления нанопроволочек из наночастиц. Так оно и было сформулировано. Первая идея, которая нас более всего впечатлила была идея использовать нанопроволочки, находящиеся в пустотах между шариками, в качестве катализаторов. Это отчетливая альтернатива классическому варианту гетерогенного катализатора, в котором на поверхности пор пористой гранулы нанесены наноколичества каталитического вещества, например, платины. В нашем случае аналог пор - это промежутки между шариками, а катализатор это нанопроволочки.

В процессе работы с исходной идеей мы увидели, что набор шариков можно разобрать, чтобы высвободить проволочки. Однако все или часть проволочек все равно останутся прикрепленными к поверхности, и поэтому еще надо придумать, как их отделить от поверхности. И вот тут-то и выяснилось, что проволочки можно и не отделять, а в качестве изобретения рассматривать щетку с нанощетинками.

Таким образом произошла переинтерпретация изобретения. До меня дошло, что на самом деле мы предложили способ изготовления не проволочек, а щеток, в которых проволочки выполняют роль щетинок. Тем не менее, достаточно долго я подсознательно представлял себе, что проволочки очень тонкие и сами щетки по размерам тоже маленькие и соответственно применения для этих щеток лежат где-то на границе микро и макро миров.

Это представление было ключевым в процессе поиска информации о микро и нанощетках. Оно не исчезало по мере знакомства с материалом, а только усугублялось колосальными возможностями применения нано и микро щеток, которые я обнаружил и описал в главе 5Б. По крайней мере десяток новых идей сами собой и мимоходом выскочили из головы как боковой результат процесса поиска информации, и все эти идеи достаточно близки к исходной. С моей стороны это была явная и сильно выраженная психологическая инерция.

Я прошел в своем развитии через романтическую стадию, когда я с искренним энтузиазмом ругал психологическую инерцию и соглашался с теми, кто высчитывал, сколько вреда она наносит обществу и как тормозит развитие технологий.

Сейчас же я хочу с удовольствием написать о том благотворном, защитном и плодотворном воздействии психологической инерции, которая позволяет с большим удовлетворением раскапывать ближайшие окрестности той идеи, которую ты сам придумал, и не позволяет тебе сразу же убить эту идею и перескочить к другой, которая выглядит лучше.

Ценители и производители новых идей, как правило, беспощадно ругают психологическую инерцию и обзывают ее нехорошими словами. Дескать она ограничивает кругозор и приводит к потере времени, и вообще, ее надо беспощадно разрушать и заниматься брэйнстормингом. Справедливости ради я должен здесь признать, что молодые люди часто готовы и даже хотят все вокруг решительно менять, но люди средне-старческого возраста уже начинают понимать, что лучше не надо все и сразу, а лучше добавлять только то новое, что не отменяет, а использует уже существующее.

Именно психологическая инерция является источником сил и надежд, с которыми изобретатель на самой первой стадии приступает к разработке своей идеи, вместо того чтобы бросить ее и искать другую. Отсутствие алгоритма такой разработки приводит к тому, что изобретатель потыркавшись и наткнувшись на первые сложности бросает эту работу и кидается искать другую идею. Наконец он ее находит и она достаточно богатая, чтобы ее можно было защитить и внедрить. Казалось бы: ура! Но скелет-то, которому эта кость (идея) принадлежит, остался нераскопанным! И еще неизвестно, может быть изобретатель защитил только ничтожную часть того, что было совсем рядом?

Я утверждаю, что любая идея - это всего лишь одна кость (а чаще всего маленькая косточка) большого скелета, ценность которого много больше, чем цена кучи костей, из которых он составлен. Именно выяснение системы, по которой эти кости соединены, дает качественно новую информацию, которую нельзя получить из одной изолированной кости (идеи).

Наконец, с точки зрения распространенности "способность творчески прыгать от идеи к идее" встречается гораздо реже психологической инерции, которая является обязательной принадлежностью мышления каждого человека.

Отсюда вывод: нашел идею - молодец. Радуйся, и начинай ее дожимать, пока радость от находки дает тебе силы делать эту занудную дожимательную работу. Я думаю и хочу верить, что к моменту когда это надоест, алгоритм выведет автора на новую идею, которой у него до этого точно не было. Это будет такая подпитка энтузиазма, которая позволит продолжать работу. Остановится можно в любом месте, но чем дальше, тем труднее, потому что уже сделанные неожиданные находки жгут душу и говорят, а вдруг впереди и совсем рядом еще большая находка?!

Я думаю, что на первой стадии работы с новой идей психологическая инерция выполняет очень важную защитную функцию. Она удерживает изобретателя от "растекания мыслями" и фокусирует его поисковые усилия вокруг исходной идеи.

Главный вопрос: что именно делать и какова цель поиска?

Главный ответ: такой целью не является проверка идеи на правдоподобность и не является ее внедрение.

Целью является построение всего семейства родственников этой идеи, для того чтобы выбрать из этого семейства самую реальную и достойную для продажи и внедрения идею, родственную той исходной, на которую у изобретателя есть все права, потому что он ее первый придумал. После этого надо будет эти права сформулировать в таком виде, который позволит запатентовать, если не все, то максимально возможное количество идей этого семейства. И после этого выбранную идею надо продавать.

Таким образом для "изобрететеля-открывателя" самым главным является не правдоподобность и внедряемость стартовой идеи, а ее новизна, которая позволит перенести всю или часть этой новизны на другую идею, которую уже можно будет продать

Итак, вначале - новая идея, далее семейство ее родственников, далее система связей между родственниками. После этого: выбор идеи, которую можно защитить и продать; соединение исходной идеи с той, которая выбрана для продажи таким логическим мостиком, который подтвердит и усилит ее новизну. Далее, построение прототипа системы клэймов, которые могут защитить выбранную для продажи идею. (Собственнно клэйм патента это не технологическое, а юридическое утверждение, поэтому его должен формулировать патентовед) Далее, демонстрация надежности защиты продаваемой идеи и построение основы для зонтичного патента. Вот идеология работы "изобрететеля - открывателя".

При переходе к макро масштабу появляются еще две концепции, которые описаны в следующей главе:

· большая "волосатая пленка" и ее применение для изготовления как макро так и микро продуктов.

· каталитические таблетки (размером больше миллиметра) и макро лента носитель нано-катализаторов.

7. Построение иерархий абстрактно-технических идей

Исходная идея, которая привела к изобретению в его первоначальном виде, может быть сформулирована так: тело проходит сквозь дырки в другом сборном теле, составленном из нескольких тел прижатых к друг другу.

Подробное и пошаговое описание процесса построения такой иерархии дано в главе 5Б. Здесь я приведу только конечный результат.

Каждый прямоугльник содержит одну идею. Содержание этих идей подробно описано в следующей главе. Здесь же для нас важно следующее.

Можно отчетливо видеть цепочку идей, которые были непосредственно и неосознанно использованы в интуитивном процессе рождения новой идеи "продавливание пластичного порошка через твердый порошок для получения нанопроволочек".

Я не утверждаю в предыдущем абзаце, что описываю подход, который позволяет, зная определенные правила, вначале построить такую иерархию, а потом увидеть те изобретения, ни об одном из которых строитель иерархии не имел понятия до того, как начал ее строить.

Забегая вперед скажу, и потом еще не раз повторю, что, по крайней мере, одно изобретение должно загадочным и необъяснимым способом появится в голове изобретателя за счет его таланта. После этого он, используя предлагаемый подход, может сделать из этого одного десятки, а если надо, и сотни патентуемых изобретений, которые будут развитием первого интуитивно найденного изобретения.

Многим хотелось бы найти такой метод изобретательства, который не нуждается в таланте изобретателя. В этом случае можно было бы послать подальше всех невыносимых по характеру изобрететелей, которые по мнению менеджеров, просто выпендриваются и по общепринятому американскому выражению представляют собой "жжение в заду". Обязательно хочу подчеркнуть, что никакого грубого смысла, кроме яркой иллюстрации степени неприятности и неудобства (которое, тем не менее, вполне переносимо), в это выражение никто не вкладывает.

В данном конкретном случае я действительно построил эту диаграмму стартовав только с одного изобретения, потому что задача моя была проверить подход в максимально трудных условиях, когда есть только одно конкретное изобретение. Должен честно признаться, что это было достаточно скучное и трудное занятие, которое тем не менее как мы увидим ниже, вполне себя окупило.

В жизни гораздо чаще встречаются ситуации, когда изобрететель имеет в руках несколько достаточно разных идей, которые надо объединить мостиками и затем вписать в одну обобщающую иерархию абстрактных идей. Это делать интереснее и, как не странно, легче. Чуть позже я опишу один из таких случаев.

Хорошо видно, что реально использованная цепочка идей (затемненные боксы на рисунке) описывает только часть тех возможностей, которые могли быть использованы для систематического построения того изобретения, которое было придумано интуитивно.

Из диаграммы видно, что первая развилка на боксы 8 и АТИ 3.4.1.2 - это разделение на два идеальных процесса. Бокс 8 утверждает, что одно тело проходит сквозь другое не взаимодействуя с ним, например, маленький бумажный самолетик пролетает сквозь большое окно в стене. АТИ 3.4.1.2. утверждает, что одно тело проходит сквозь другое взаимодействуя с ним тем или иным образом. В реальности это разделение означает, что в одном случае мы можем себе позволить принебречь последствиями взаимодействия этих двух тел, а в другом - нет.

Бокс 8 описывает, в частности, идею идеальной трубы, в которой поток любого вещества не взаимодействует со стенками. Мимоходом отмечу, что этот бокс накрывает большое количество интересных изобретений, на которые мы не имеем возможности отвлекаться.

Следующая развилка, которая создает четыре направления: боксы 9, 10, 11 и АТИ 3.4.1.2.4., построена на комбинаторике двух вариантов последствий такого прохождения одного тела сквозь другое. Каждое тело может быть повреждено обратимо или необратимо.

Рассмотрим те варианты (боксы 9, 10, 11), которые в случае необходимости можно будет использовать как ресурс для построения новых изобретений методом объединения двух разных идей в одну гибридную.

АТИ 3.4.1.2.1 - тело, сквозь которое с обратимыми взаимодействиями, без повреждения обоих тел может пройти другое тело.

Примеры - труба; пленка масла на поверхности воды, сквозь которую насквозь проходит пузырек воздуха, который всплывает в воде; пленка масла на поверхности воды, сквозь которую насквозь проходит гидрофильное (несмачиваемое маслом) тело, например дождевая капля.

АТИ 3.4.1. 2.2 - тело, сквозь которое с необратимыми повреждениями обоих тел, может пройти другое тело.

Пример - твердая мишень, которую пробивает пуля.

АТИ 3.4.1. 2.3 - тело, сквозь которое с необратимыми повреждениями этого тела, может пройти без повреждения себя другое тело.

Пример - тонкий слой льда на поверхности воды, сквозь который насквозь, разрушая этот слой, проходит камень и тонет в воде.

Обобщаемое изобретение соответствует случаю

АТИ 3.4.1. 2.4 - тело, сквозь которое без повреждения (или с обратимыми повреждениями) этого тела, может пройти необратимо повреждаясь другое тело.

Следующая развилка, которая создает три направления: боксы 12, 13 и АТИ 3.4.1.2.4.3, построена на комбинаторике трех вариантов фазового состояния (твердое, жидкое, газообразное) того тела, сквозь которое проходит другое тело.

АТИ 3.4.1.2.4.1 - твердое тело, сквозь которое без его повреждения может пройти необратимо повреждаясь другое тело

АТИ 3.4.1.2.4.2 - жидкое тело, сквозь которое без его повреждения может пройти необратимо повреждаясь другое тело

АТИ 3.4.1.2.4.3 - газобразное тело, сквозь которое без его повреждения может пройти необратимо повреждаясь другое тело.

Каждое из этих направлений далее раскладывается на три, в соответствии с тем, что тело проходящее сквозь другое может быть твердым, жидким или газообразным. В результате мы получаем боксы 14 - 21, и АТИ 3.4.1.2.4 3.1.

Далее мы рассмотрели единственный вариант - "твердое тело проходит сквозь твердое тело" и вышли на исходное изобретение. Однако вышеприведенные примеры пузырька воздуха или капли воды, проходящих сквозь пленку масла намекают, что не менее интересно было бы рассмотреть каждый из боксов 14 - 21 и дойти в этом рассмотрении до уровней ПТИ - ПТС.

Прежде чем строить эти ветви единой иерархии абстрактных идей надо отметить, что порошок, который мы интуитивно использовали для продавливания сквозь другой порошок, строго говоря, является "гибридным телом", которое содержит две фазы - твердую и газообразную, неустранимо присутствующую между твердыми частичками. Это означает, что обобщая это наблюдение, мы должны рассмотреть также и гибрид, в котором частички взвешены в жидкости - суспензию.

Таким образом, процессы, которые должны интересовать нас - это продавливание не только твердого, но и жидкого и газообразного материала через твердый порошок, который организован таким образом, что обладает свойствами твердого тела с отверстиями.

Почему? Потому что мы можем построить гибридные тела, в которых носителями частиц твердого тела является не только газ (получается порошок), но и жидкость (получается суспензия).

В этом месте невозможно не подумать о том, что гибридные тела, которые образованы газом и жидкостью, тоже могут быть интересны и работая с ними можно найти идеи, которые затем можно будет, как минимум, использовать для усиления и развития исходного изобретения.

Итак, переосмыслив порошок как "двуфазовый" гибрид твердого тела и газа мы видим, что надо пробовать не только порошок, но и суспензию - взвесь твердых частичек в жидкости.

Некоторые из новых изобретений, которые были сделаны на основе такого анализа описаны в следующей главе.

Продолжим построение иерархий АТИ для тех новых формулировок изобретения, которые были получены выше при оценке новизны изобретения.

Можно сформулировать предметы изобретения следующим образом:

· Нано- или микро-щетка, тело которой представляет собой композитное тело, образованное одним или несколькими слоями твердых шариков, промежутки между которыми заполнены тем материалом, из которого сделаны щетинки.

· Вышеописанная щетка в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который является частью устройства обеспечивающего экструзию.

· "Многодырчатая фильера" (сборное тело, составленное из множества тел, сжатых формообразующей силой так, что они контактируют и при этом между ними остаются полости), которая устроена таким образом, что позволяет получать выше описанные нано- или микро-щетки.

Для того чтобы построить иерархию абстрактных идей, к которой принадлежит какая-либо конкретная идея, удобно вначале превратить эту идею в комплект из трех идей, отвечающих на следующие вопросы. Что собой представляет рассматриваемая система, как ее можно изготовить, и как она работает? После этого для каждой идеи этого комплекта надо построить свою иерархию.

Нашей целью является построение по возможности полной иерархии, поэтому необязательно начинать с самой конкретной или с самой абстрактной идеи. Если это легче, можно начать с любой АТИ, которая в конечной иерархии окажется где-нибудь в середине.

Предмет изобретения: нано- или микро щетка

Что собой представляет?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

"Нано- или микро-щетка", тело которой представляет собой композитное тело, образованное одним или несколькими слоями твердых шариков, промежутки между которыми заполнены тем материалом, из которого сделаны щетинки

Это описание является одним из этапов конкретизации абстрактно-технической идеи "щетка" и мы построим его ниже.

Как ее можно изготовить?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

Пластичный материал надо продавить сквозь первый слой "многодырчатой фильеры" таким образом, чтобы он заполнил все пустоты в первом слое, а в промежутках между более крупными телами следующих слоев образовал нитевидные тела.

Это описание является одним из этапов конкретизации рассмотренной выше абстрактной идеи: "тело проходит сквозь дырки в другом сборном теле, составленном из нескольких тел прижатых к друг другу"; поэтому мы не будем с ним работать.

Как она работает?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

"Нано- или микро-щетка" работает как составная часть сложной системы, которая может содержать в своем составе различные подсистемы.

Построить такую иерархию невозможно без учета специфики других систем, совместно с которыми работает рассматриваемая щетка. Для этого надо рассмотреть все известные варианты применения щеток и для каждого из них определить ту систему, частью которой оказывается наша щетка в процессе такого применения, и построить иерархию для такой системы. Весь мой опыт подсказывает, что в результате этого будут найдены новые идеи. К нашему взаимному облегчению спешу сообщить, что в формате этой книги мы этого делать не будем.

Предмет изобретения: нано- или микро щетка в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который является частью устройства обеспечивающего экструзию

Что собой представляет?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

"Нано- или микро-щетка" (тело которой представляет собой композитное тело, образованное одним или несколькими слоями твердых шариков, промежутки между которыми заполнены тем материалом, из которого сделаны щетинки) в таком состоянии, когда она еще не вынута из держателя, который является частью устройства обеспечивающего экструзию

Построить такую иерархию невозможно без учета специфики держателя и устройства, которое обеспечивает экструзию. Двигаться в этом направлении было бы слишком большим отвлечением от основной темы этой книги, поэтому мы не будем этого делать

Как ее можно изготовить?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

Пластичный материал надо продавить сквозь первый слой "многодырчатой фильеры" таким образом, чтобы он заполнил все пустоты в первом слое, а в промежутках между более крупными телами следующих слоев образовал нитевидные тела. После этого надо вытащить щетку из "многодырчатой фильеры так, чтобы она осталась закрепленной в держателе таким образом, чтобы после удаления щетинок тело щетки можно было присоединить к оставшейся части "многодырчатогй фильеры" и повторить экструзию для получения новых щетинок.

Мы не будем строить всю иерархию, но рассмотрим кратко как и для чего эту идею можно было бы использовать.

Как она работает?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

Тело щетки (вытащенной из "многодырчатой фильеры" так, что щетка осталась зарепленной в держатель) после удаления щетинок, надо присоединить к оставшейся части "многодырчатогй фильеры" и повторить экструзию для получения новых щетинок

Мы не будем строить всю иерархию, но рассмотрим кратко как и для чего эту идею можно было бы использовать.

Какие параметры надо учесть при составлении абстрактного описания щетки

Щетку можно определить как тело, на поверхности которого есть выступы (щетинки), длина которых больше, чем поперечные размеры.

Форма поперечного сечения щетинки может быть любой. Количество щетинок на поверхности тела может быть одна и больше. Щетинка может быть соединена с поверхностью одним концом или обоими концами образуя, например, подобие петли. Поверхность щетинки может быть гладкой или может иметь свои щетиночки.

Щетка как всякая система имеет форму, размеры и может быть сделана из различных материалов.

Тело щетки может быть таким, что все щетинки торчат наружу. Тело может иметь внутренние полости, которые доступны или нет для проникновения снаружи. Щетинки могут находиться на этих внутренних поверхностях. Наконец, само тело может быть подобно щетинке и из поверхности этой щетинки могут торчат другие щетинки, например, перо птицы.

Еще одно свойство тела щетки, которое надо учесть это связность. Связным называется тело, в котором из любого места можно попасть в любое не выходя из тела. По этому параметру щетки могут быть обычные (связные) и такие, у которых щетинки и/или само тело сделаны из цепочек. Например в случае молекулярных щетинок это могут быть молекулы катенанов.

Диапазоны разных размеров, которые надо рассмотреть, мы определили ранее как нано-, микро- и макро- миры. В дополнение к этому в данном случае, зная из результатов поиска, что бывают молекулярные щетки, мы должны ввести уточнение.

Первый размер щетинок - молекулярный. Такая щетинка присоединена к поверхности только одной ковалентной связью.

В качестве промежуточного между молекулярным и нано размером могут быть такие варианты как углеродные нанотрубки, которые представляют собой одну молекулу, в которой все атомы соединены ковалентными связями, а сама молекула-трубка может быть присоединена к поверхности другого тела одной ковалентной связью.

Следующий уровень это нанощетинки, у которых толщина достаточно мала для того, чтобы работали квантовые эффекты.

Следующий уровень начинается с таких толщин шетинок, когда наноэффекты исчезают и появляются микро свойства. Далее следуют макро-размеры.

Если взять за основной параметр классификации поперечные размеры щетинки, то можно получить четыре направления эволюции щетки, которые имеют молекулярные, нано, микро и макро щетинки. На каждом из этих направлений возможны различные комбинации остальных параметров, таких как форма и размеры тела несущего щетинки, форма щетинок, способ прикрепление щетинки к поверхности одним или обоими концами, материалы, из которых изготовлены тело и щетинки.

Кроме этого должны существовать "гибридные щетки", составленные из элементов, которые по своим размерам принадлежат разным из этих четырех направлений эволюции.

Таким образом, абстрактная идея щетки может быть конкретизирована шаг за шагом, каждый раз за счет конкретизации только одного из описывающих ее параметров. Каждый более конкретный уровень при этом оказывается уже упомянутым (без деталей) в формулировках более высокого уровня абстракции. По этой причине описатель (изобрететель) может остановится, когда ему надоест это занятие. С практической точки зрения это удобно, потому что полностью объять все разнообразие вариантов, во-первых, невозможно и, во-вторых, по правилам патентования не требуется.

В этом месте я хочу отметить, что построение такой иеррархии очень напоминает способ построения патентных клэймов. В патенте, как правило, первым клэймом является независимый клэйм, сформулированный в виде достаточно абстрактного утверждения. За ним следуют зависимые клэймы, каждый из которых конкретизирует независимый клэйм только по одному параметру. Сколько параметров, столько может быть зависимых клэймов; при этом предполагается, что те параметры, о которых не идет речь в процессе данного уточнения, могут быть в той же мере любыми, в какой это сформулировано в независимом клэйме. Очень похоже на то, что мы делаем. Еще одна похожая область - это эволюционная классификация живых организмов (виды, роды, семейства, отряды, классы, типы), в основе которой лежат переходы от конкретных характеристик к более и более общим.

Общее описание щетки можно найти в главе 5Б. Один из примеров: Макрощетка с микрощетинками (поперечный размер щетинки 100 микрон) имеет связные тело и щетинки; "двумерную" поверхность, с щетинками, которые обращены наружу и присоединены к поверхности одним концом. Щетинки имеют гладкую поверхность, круглые в поперечном сечении, прямые, длиной сантиметр, сделанны в основном из кератина. Как сейчас помню - моя голова перед стрижкой налысо в детстве.

Предмет изобретения: "Многодырчатая фильера", которая устроена таким образом, что позволяет получать выше описанные нано- или микро-щетки

Что собой представляет?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

"Многодырчатая фильера", составленная из нескольких слоев выпуклых тел (например, шариков) так, что в каждом следующем слое размер тел (например, диаметр шариков) и, соответственно, промежутков между этими телами, больше, чем в предыдущем.

Как ее можно изготовить?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

Для изготовления "многодырчатой фильеры" необходимо каким-либо образом, образовать многослойное тело состоящее из нескольких слоев выпуклых тел (например, шариков) так, что в каждом следующем слое размер тел (например, диаметр шариков) и, соответственно, промежутков между этими телами, больше, чем в предыдущем.

Как она работает?

Надо построить иерархию абстрактных идей, частью которой является следующее описание:

"Многодырчатая фильера" позволяет продавливать сквозь нее пластичный материал таким образом, что он заполняет все пустоты в первом слое и образует нитевидные тела, которые находятся в промежутках между более крупными телами следующих слоев

Какие параметры надо учесть при составлении абстрактного описания "многодырчатой фильеры"

"Многодырчатую фильеру" мы ранее определили как сборное тело, составленное из множества тел, которые сжаты некой формообразующей силой так, что они контактируют и при этом между ними остаются полости. Этим требованиям, например, удовлетворяет куча песка, для которой формообразующей силой является сила гравитации. Другой пример это песок насыпанный в стакан; в этом случае дополнительную формобразующую силу создают стенки стакана. После убирания формообразующей силы к сборному телу может быть приложена деформирующая сила.

Система описанная на таком высоком уровне обобщения и абстрактности не может быть изобретением. В случае "многодырчатой фильеры" мы вносим в эту систему специфику и конкретизируем ее определяя, что тело "многодырчатой фильеры" имеет слоистую структуру, которая построена по определенным правилам и обеспечивает выполнение определенных функций. Если эти правила и функции не общеприняты и не очевидны, то это будет изобретение.

"Многодырчатая фильера", составлена из нескольких слоев выпуклых тел (например, шариков) так, что в каждом следующем слое размер тел (например, диаметр шариков) и, соответственно, промежутков между этими телами, больше, чем в предыдущем. Каждое из этих тел имеет форму, размеры и изготовлено из определнного материала. Формообразующие силы могут иметь различную природу

Иерархия абстрактных идей описывающая "многодырчатую фильеру"

Начнем с самого высокого уровня абстрагирования или, другими словами, общности описания. Сборное тело образуется за счет того, что формообразующая сила сближает до контакта два или больше тел так, что между ними образуются полости, и удерживает их в таком состоянии. При убирании формообразующей силы сближенные тела могут отделится от друг друга. После убирания формообразующей силы к сборному телу может быть приложена деформирующая сила.

На следующем абстрактном уровне надо составить описание того, что может произойти после убирания формообразующей силы. Тела составляющие сборное тело либо остаются соединенными, либо отделяются от друг друга. Далее необходимо учесть типы связей, которые могут удерживать эти тела вместе и варианты внутренней структуры сборного тела (случайная или упорядоченная) . После этого необходимы ответы на вопросы каким образом эта структура упорядочена

В процессе построения этой иерархии стало ясно, что предварительное название "многодырчатая фильера" свою роль уже выполнило и его надо заменить на другое более адекватное.

Я многократно писал, продолжая инерцию первоначальной идеи, что надо насыпать много слоев шариков и так далее. На самом деле, по сути рассматриваемого явления, нам нужно только два слоя, которые будут обеспечивать две функции.

Первый слой должен обеспечить отверстия, через которые будет продавлен материал для получения щетинок. При этом нет никаких ограничений на его природу, кроме одного - в конечном итоге этот слой войдет в состав тела щетки (!), потому что дырки будут заполнены материалом щетинок, и мы получим сплошное композитное тело, из поверхности которого будут выступать щетинки.

Далее нам нужен такой второй слой, который обеспечит против каждой дырки полость, такую чтобы в нее могла проникнуть щетинка. И все.

Поэтому на следующем этапе работы мы будем пользоваться более абстрактной и, в то же время, более адекватной формулировкой - двуслойное сборное тело. Максимальная на данный момент абстракция исходной идеи представлена на следующем рисунке

Прочтите еще раз эту формулировку - "двуслойное сборное тело для производства щеток" и попробуйте объяснить, а почему оно обязательно должно быть только сборным?

В процессе анализа мы обнаружили еще одну "новизну", на которую достаточно долго не обращали внимания - часть устройства для изготовления щетки становится составной частью самой щетки.

Так дела не делаются, вообще-то. Не напасешься устройств, если каждое из них оставлять в массовом продукте, казалось бы. А с другой стороны, давайте не будем этот слой определять как устройство, а сразу посмотрим на него как на заготовку для тела щетки и внесем в него дополнительную функциональную нагрузку, которая не нужна для производства щетки, но понадобится для ее будущей работы. Например, шарики сделаны из такого материала, который можно будет растворить и превратить щетку в "щетку- решето". Как мы увидим позднее, очень даже богатая идея.

При таком повороте дел мы имеем полное право начать обобщать АТИ "двуслойное сборное тело для производства щеток" в направлении -"тело". Надо сформулировать частным случаем какого тела является "сборное тело", и так далее. Не знаю заранее имеет ли смысл уходить в эту сторону, но быстренько попробовать надо.

Главная новизна в самом общем смысле сейчас получается такая, что мы используем два слоя - один имеет столько дырок сколько нам надо щетинок и становится частью тела щетки. Второй слой образует полости. Если второй слой сделать постоянным, а первый превратить в заготовку тела щетки, то получится процесс совместимый с автоматикой и конвеером. Если так, то давайте сделаем вторую часть постоянной и, следовательно, такой как надо для "оптимальности производственного процесса". А первую часть оставим сборной, потому что трудно найти что-нибудь более простое и дешевое, чем стандартного размера шарики, которые надо просто насыпать в форму. Кроме того, в промышленных масштабах налажено производство шариков любых размеров от микронов до миллиметров (нам больше не надо) и из любых материалов.

Итак, обратите внимание, что сейчас произошло. Мы осознали, что две части нашего двуслойного тела выполняют разные функции и прикинули, что лучше для каждой из них в зависимости от этих функций. И теперь будем рассматривать их порознь, но с условием, что они должны быть согласованы по одному признаку - вторая часть должна обеспечивать полость против каждой дырки первой части.

Давайте немного отвлечемся от механики и передохнем и вспомним, что вся борьба в первой части шла за единство восприятия мира. За то, что все объекты вокруг нас это равноправные технические системы, которые развиваются и меняются и существуют по одним и тем же законам эволюции. Это значит, что мы можем переносить концепции, которые красиво и сильно работают в одном диапазоне размеров, в другие диапазоны.

В предыдущих разборах молекулярных и нано щеток мы постоянно сталкивались с тем, что одним из ярчайших принципов на молекулярном уровне является самосборка. Существуют молекулы и молекулярные структуры, которые таким образом согласованы, что для них достаточно встретиться, для того чтобы они начали легко и непринужденно объединяться в сложные комплексы, которые в свою очередь оказываются согласованы с какими то другими молекулами и молекулярными комплексами.

Давайте придумаем такой второй слой, что при насыпании на него кучки шариков они сами встанут куда надо, в таком количестве сколько надо, и образуют нужный нам первый слой, а все лишние шарики просто куда-нибудь денутся. В этом случае мы осуществим самосборку шариков в некую структуру. Можно красиво сказать, что это будет матричный синтез двумерной структуры из шариков на плоской матрице.

Прежде чем переходить к описанию различных способов изготовления вторых слоев различной структуры рассмотрим еще одну АТИ.

Объединяя эти два набора идей можно построить следующую иерархию абстрактно-технических идей, которая описывает наше изобретение в общем виде.

Дальнейшая конкретизация этой АТИ приводит к следующей схеме

Случай, когда оба слоя сделаны из сплошного материала мы в этой работе не рассматриваем. Остальные варианты мы рассмотрим ниже.

Прежде чем переходить к детальному разбору сорока возможных сочетаний первого и второго слоев, который сделан в следующей главе, посмотрим на построенную иерархию абстрактных идей "с высоты птичьего полета", для того чтобы увидеть общую картину.

Нижние в иерархии идеи, с которыми мы дальше будем работать - это десятый шаг в иерархии, если считать в левой ветви и седьмой - в правой. Образно выражаясь, в левой ветви мы рассматриваем "сборное тело", а в правой - "сборную дырку".

Зачем все эти заумные сложности? "Чисто конкретно", как говорят сейчас многие, что это дает?

Основных ответов два. Во-первых, чем больше популяция, из которой выбираешь, тем больше шансов, что выбор будет удачен. Во-вторых, мы делаем это для усиления патентной защиты того варианта "уже замученной нами щетки", который мы выставим на продажу. Этот вариант попадет на рынок, где есть множество ниш, пригодных для нашего продукта, о существовании которых мы даже не подозреваем. Идеальный вариант заключается в том что те, кто увидят новые возможности использования нашего продукта начнут их изобретать … и с неизбежностью попадут под действие нашего патента, в котором мы с занудством предусмотрели все, что могли, в самом общем виде. Практически это означает, что такие "вторичные изобретатели" вынуждены будут покупать лицензию на право использования нашего "первичного изобретения".

Общих формулировок подкрепленных хотя бы одним частным примером достаточно для того, чтобы претендовать на все остальные "частные случаи", а фактически на те "чужие" в кавычках изобретения, которые когда нибудь появятся. Почему "чужие" в кавычках? Да потому что на самом деле они уже наши, мы их уже сейчас предвидим и формулируем! Конечно, это "нечестно" с точки зрения будущего конкретного изобретателя, который сам додумается до идеи, которая оказывается уже накрыта, …увы.

Эволюционная причина, по которой разновидность "изобретателей-открывателей" с неизбежностью должна появится, в том, что закон позволяет делать конкретное изобретение и формулировать его в такой общей форме, которая накрывает окрестности этого изобретения. А как далеко способен увидеть изобретатель зависит не только от его глаз, но и от качества "подзорной трубы", если она у него есть. Вот мы и натираем мозоль на глазе этой трубой. Я лично уже замучился. Но бросать жалко.

Продолжение работы


Главная    Теория    Эволюция и изобретатель