Главная    Теория    Эволюция и изобретатель
Описание работы с изобретением в стиле "научный туризм с разговорчивым гидом"
Новые идеи, которые появились в процессе поиска продуктов-родственников
Новые идеи, которые появились при составлении первой иерархии АТИ
Новые идеи, которые появились при составлении второй иерархии АТИ
Глава 6. Сборное тело составленное из малых тел соединенных молекулярными мостиками (ТММ)

Эволюция и изобретатель

Г. Зайниев

Глава 7. Суперадгезия

Введение

В главе 5Б в разделе о природных нанощетках, которые растут на подошве ящерицы геккона, я упомянул, что авторы этого открытия не только взяли патент, но и работают над созданием такой поверхности, которая обладала бы супервысокой адгезивной способностью.

Патент США № 6737160 на микроструктуру копирующую подошву геккона.

Знакомство с патентом США № 6737160 показывает, что его авторы пошли по пути создания продукта, который по типу соответствует определению "уникальный". Особенно хорошо это видно в первом независимом клэйме патента, где они по существу старательно копируют структуру подошвы геккона.

What is claimed is:

1. A fabricated microstructure, comprising:

" a shaft with a length of less than 500 microns, said shaft having a diameter of between 0.01 and 0.1 times said length of said shaft; and

" an array of spatulae formed at an end of said shaft, said array of spatulae having a width of less than 10 microns, individual spatula of said array having a terminal end to provide an adhesive force at a surface

6. A fabricated microstructure comprising:

" a plurality of protrusions, each protrusion capable of providing a substantially parallel adhesive force at a surface of between about 60 and 2,000 nano-Newtons.

14. A fabricated microstructure comprising:

" an array of protrusions, said array having a width less than about ten microns and each protrusion of said array capable of providing an adhesive force at a surface by intermolecular forces

Ключевым для всех трех независимых клэймов является утверждение, что это искусственно изготовленная микроструктура, которая содержит щетинки с определенными характеристиками.

Интересно обратить внимание еще на одну особенность их формулы изобретения. В клэйме №6 они пишут о таких (любых!) щетинках или выступах (protrusions; protruding - выдающийся, выступающий вперед, торчащий; высунутый наружу), которые создают определенную удельную силу адгезии на одну щетинку и на единицу площади покрытой такими щетинками. Такой патентный клэйм защищает уже не характеристики собственно щетинок, а конечный результат их работы и поэтому уже невозможно обойти такой клэйм без изменения парадигмы "поверхность покрытая щетинками" на другую парадигму.

Судя по клэйму № 14 можно думать, что по крайней мере в момент написания патента, они еще не знали как делать микроструктуры шириной больше 10 мкм.

Совершенно очевидно, что поверхность с такими адгезивными свойствами, какие имеет подошва геккона, будет пользоваться огромным спросом. В этом смысле, изделия с такой поверхностью имеют теоретический шанс попасть в категорию продуктов массового потребления. Пока этот шанс невелик, потому что практически значимые площади таких адгезивных поверхностей должны быть не микро, а макро размеров. По этой причине единственный путь, возможный при том подходе, который защищен в патенте, это создавать мозаичные покрытия, в которых одним элементом мозаики является, своего рода микро-кафельная плитка.

Кроме того, даже при массовом производстве изделия со сложным и высокоточным микрорельефом не могут быть дешевыми, если только на раскручивание их производства не затраченны огромные деньги. Для того чтобы это произошло должно обнаружиться какое-нибудь применение важное, как минимум, для военных или медиков. Пока этого не видно.

Таким образом, микрощетка с нанощетинками, описанная и защищенная в патенте США № 6737160 - это прототип для большого количества уникальных продуктов, которые начнут появлятся в ближайшее время. С эволюционной точки зрения, если потребность в таких продуктах будет расти, то когда-нибудь произойдет смена технической парадигмы и появится альтернативный вариант, который будет массовым продуктом.

Кто нам мешает не ждать и сделать этот переход прямо сейчас? Если не получится, то, по крайней мере, мы попрактикуемся в составлении иерархий абстрактно-технических идей.

Иерархия АТИ, в которую входит первичное изобретение "микроструктура, копирующая подошву геккона"

Что такое адгезия?

Начнем с определения, что такое адгезия. Вот что написано в Большой Советской Энциклопедии:

"Адгезия (от лат. adhaesio - прилипание), слипание поверхностей двух разнородных твёрдых или жидких тел:

А. твёрдых тел с неровной поверхностью обычно невелика, т. к. они фактически соприкасаются только отдельными выступающими участками своих поверхностей. А. жидкости и твёрдого тела и двух несмешивающихся жидкостей достигает предельно высокого значения вследствие полного контакта по всей площади соприкосновения.

Для достижения предельной А. твёрдые тела соединяют в пластическом или эластичном состоянии под давлением, например при склеивании резиновым клеем или при холодной сварке металлов. Прочная А. достигается также при образовании новой твёрдой фазы на поверхности раздела, например в случае гальванических покрытий, или при возникновении поверхностных химических соединений (окисные, сульфидные и др. плёнки). Явление А. имеет место при сварке, паянии, лужении, склеивании, при изготовлении фотоматериалов, а также при нанесении лакокрасочных полимерных покрытий, предохраняющих металлические детали от коррозии; причинами нарушения А. в последнем случае являются напряжения, возникающие вследствие усадки плёнки, а также различие коэффициентов теплового расширения плёнки и металла."

Следующие фрагменты взяты из статьи в Физической Энциклопедии (http://phys.web.ru/)

"Адгезия, связь между разнородными конденсированными телами при их контакте. Частный случай адгезии - аутогезия, проявляющаяся при соприкосновении однородных тел. При адгезии и аутогезии сохраняется граница раздела фаз между телами, в отличие от когезии, определяющей связь внутри тела в пределах одной фазы.

А. зависит от природы контактирующих тел, свойств их поверхностей и площади контакта. А. определяется силами межмолекулярного притяжения и усиливается, если одно или оба тела электрически заряжены, если при контакте тел образуется донорно-акцепторная связь, а также вследствие капиллярной конденсации паров (например, воды) на поверхностях, в результате возникновения химической связи между адгезивом и субстратом. В процессе диффузии возможны взаимное проникновение молекул контактирующих тел, размывание границы раздела фаз и переход адгезии в когезию. Величина адгезии может измениться при адсорбции полимерных цепей. Между твердыми телами в жидкой среде формируется тонкий слой жидкости и возникает расклинивающее давление, препятствующее адгезии. Следствием адгезии жидкости к поверхности твердого тела является смачивание."

Из всего этого многообразия нас интересует только такой вариант адгезии, при котором дело ограничивается силами межмолекулярного притяжения. Напомню, что в главе 5Б был приведен пример, в котором было показано, что именно такой вариант адгезии обеспечивает феномен прилипания подошвы гекконов к поверхности.

Предварительная АТИ

Таким образом, можно сформулировать предварительную АТИ: "Контакт двух поверхностей обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними не возникает никаких связей кроме сил Ван дер Ваальса и не происходит диффузии атомов и молекул одного тела в другое; после разъединения поверхностей на них не остается молекул и атомов другой поверхности".

При таком контакте поверхностей обеспечить максимальную адгезию - это значит обеспечить максимально возможное количество контактов между атомами двух поверхностей.

Напомню, что в главе 5А я специально упоминал, что начинать построение иерархии АТИ можно с любого места двигаясь далее в обоих направлениях: к более абстрактным и более конкретным характеристикам.

Для того чтобы построить иерархию АТИ, вначале перечислим возможные варианты структуры и свойств поверхностей и способов обеспечить их контакт.

Поверхности могут быть:

" обе твердые (жесткие)

" обе твердые (пластичные)

" одна твердая (жесткая), а другая твердая (пластичная)

" одна твердая, а другая жидкая

" обе жидкие (несмешивающиеся жидкости)

При данной площади двух поверхностей они будут иметь максимальный контакт, если это:

" две идеально гладкие поверхности

" идеально комплементарные твердые поверхности

" деформируемые поверхности, которые становятся комплементарными в результате прижимания одной поверхности к другой

Если первая поверхность неровная, то для увеличения площади контакта, вторая поверхность должна иметь специальные свойства, например:

" вторая поверхность представляет собой щетку, щетинки которой могут гнуться или не изгибаясь вдвигаться-выдвигаться внутрь тела этой щетки. Все щетинки касаются противоположной поверхности торцами. Размеры щетинок на конце таковы, что позволяют им проникать во все углубления на первой поверхности.

" вторая поверхность составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей, и которые сшиты с друг другом молекулярными мостиками, при этом

o длина мостиков может меняться

o длина мостиков не меняется, но они могут при удалении шариков обратимо разрываться, а затем при их сближении восстанавливаться.

Итак базовые варианты свойств поверхностей для создания максимальной площади контакта между ними:

1. Идеальная гладкость

2. Идеальная комплементарность формы поверхностей

3. Щетка на одной или обеих поверхностях

4. Одна или обе поверхности могут деформироваться.

Работа с предварительной АТИ

Выделим в предварительной формуле АТИ места, где формулировка может быть абстрагирована или наооброт конкретизирована.

Предварительная АТИ:

Контакт двух поверхностей (они могут быть разными по фазе, свойствам, форме и другим характеристикам) обеспечивает обратимое слипание (более общая формулировка - слипание) этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними не возникает никаких связей кроме Ван дер Ваальсовых (можно указать более общий вариант - возникают "адгезивные" связи и далее перечислить все варианты, например, из статьи в физической энциклопедии) и не происходит диффузии атомов и молекул одного тела в другое (в случае обратимого слипания вариантов нет; в общем случае есть вариант, когда диффузия происходит). После разъединения поверхностей на них не остается молекул и атомов другой поверхности. (в случае "обратимого слипания" вариантов нет, т.к."обратимое слипание" означает, что поверхности после контактирования и разъединения остаются такими же как до контакта)

В практическом отношении нас интересует контактирование двух твердых поверхностей, поэтому я не буду встраивать в иерархию АТИ жидкие поверхности.

Далее, формы поверхностей и неровностей на них могут быть любые, поэтому я также не буду рассматривать эту характеристику на стадии построения общей иерархии. В каком либо практически важном случае будет нетрудно включить разнообразие по этой характеристике в уже готовую иерархию

Учет свойств поверхности, кроме способности образовывать межмолекулярные связи, нас в практическом отношении тоже не интересует, поэтому я также не буду их рассматривать.

Итак, я начну иерархию с самого верхнего уровня и все ответвления, которые мы не будем прорабатывать буду обозначать надписью - "другое".

Построение иерархии АТИ

АТИ

Контакт двух поверхностей обеспечивает слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними возникают адгезивные связи

АТИ 1.

Контакт двух твердых поверхностей обеспечивает слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними возникают адгезивные связи.

АТИ 2. - другое

АТИ 1.1.

Контакт двух твердых поверхностей обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними возникают адгезивные связи

АТИ 1.2. другое

АТИ 1.1.1.

Контакт двух твердых поверхностей обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними не возникает никаких связей кроме Ван дер Ваальсовых и не происходит диффузии атомов и молекул одного тела в другое. После разъединения поверхностей на них не остается молекул и атомов другой поверхности. (Это утверждение сделано для теоертической четкости. При написании клэймов патента никто так подставляться не будет)

АТИ 1.2.1. другое

Далее работая с АТИ 1.1.1. надо выбрать из тех вариантов структур поверхностей, что приведены выше, те, которые попадают под нашу формулировку АТИ 1.1.1.

Поверхности могут быть:

" обе твердые (жесткие)

" одна твердая (жесткая), а другая твердая (пластичная)

" обе твердые (пластичные)

Из этих трех вариантов нас интересует только первый.

При дальнейшем построении иерархии, для того чтобы сделать ее читаемой, я не буду каждый раз, кроме самой последней формулировки, повторять ее концевую часть, а именно: при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними не возникает никаких связей кроме Ван дер Ваальсовых и не происходит диффузии атомов и молекул одного тела в другое; после разъединения поверхностей на них не остается молекул и атомов другой поверхности.

Имейте в виду, что фактически она там присутствует, но по договоренности мы ее не пишем.

АТИ 1.1.1.1.

Контакт двух твердых (жестких) поверхностей обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.2. - другое

Если одна твердая (жесткая) поверхность сплошная и неровная, то для увеличения поверхности контакта, вторая твердая (жесткая) поверхность должна иметь специальные свойства, например:

" Вторая поверхность представляет собой щетку, щетинки которой могут гнуться или не изгибаясь вдвигаться-выдвигаться внутрь тела этой щетки. Все щетинки касаются противоположной поверхности торцами. Размеры щетинок на конце таковы, что позволяют им проникать в углубления на первой поверхности.

" Вторая поверхность составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей..

" Вторая поверхность составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей, и которые сближены за счет внешней силы. При необходимости проникнуть в неровности первой поверхности, шарики могут сдвигаться относительно друг друга удаляясь или сближаясь.

" Вторая поверхность составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей, и которые сшиты с друг другом молекулярными мостиками, при этом

o длина мостиков может меняться

o длина мостиков не меняется, но они могут при удалении шариков обратимо разрываться, а затем при их сближении восстанавливаться.

Продолжим построение иерархии АТИ

АТИ 1.1.1.1.1.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая представляет собой шетку, щетинки которой (в идеальном варианте -все) касаются первой поверхности торцами. Размеры щетинок на конце таковы, что позволяют им проникать в углубления на первой поверхности, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.1.1.1. - щетинки гнутся

АТИ 1.1.1.1.1.2.- щетинки вдвигаются-выдвигаются в тело щетки

АТИ 1.1.1.1.2.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей первой поверхности, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.1.2.1.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей первой поверхности, и которые сближены за счет внешней силы; при необходимости проникнуть в неровности первой поверхности шарики могут сдвигаться относительно друг друга удаляясь или сближаясь, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.1.2.2.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей первой поверхности, и которые сшиты с друг другом молекулярными мостиками, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.1.2.2.1.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей первой поверхности, и которые сшиты с друг другом молекулярными мостиками, длина которых может меняться, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей.

АТИ 1.1.1.1.2.2.2.

Контакт двух поверхностей, первая из которых твердая (жесткая) сплошная и неровная, а вторая составлена из мелких шариков, диаметр которых меньше размера неровностей первой поверхности, и которые сшиты с друг другом молекулярными мостиками; длина мостиков не меняется, но они могут при удалении шариков обратимо разрываться, а затем при их сближении восстанавливаться, обеспечивает обратимое слипание этих поверхностей, при котором в момент максимального сближения атомов обоих поверхностей между ними не возникает никаких связей кроме Ван дер Ваальсовых и не происходит диффузии атомов и молекул одного тела в другое; после разъединения поверхностей на них не остается молекул и атомов другой поверхности.

Забегая вперед, не могу сдержать эмоций. Последнюю идею, которая сформировалась в виде АТИ 1.1.1.1.2.2.2., я придумал раньше, чем увидел патент на подошву геккона. По этой причине знакомство с этим патентом фактически вывело меня на новое применение для ранее сделанного изобретения. Это приятно, но не удивительно, потому что происходит часто.

Но вот что удивительно. Клянусь, ни слухом ни духом, до того как я начал строить эту иерархию, я не думал о том, что магнит слепленный из слоев магнитных шариков (АТИ 1.1.1.1.2.1.), размеры которых послойно уменьшаются до микро- и нано-шариков может быть будет не менее "смачно" прилипать и к любой немагнитной поверхности!!!.

Представьте себе магнит, который одной частью (сплошной) прилипает к железу, а другой частью , которая собрана из микро- и нано- шариков и выглядит как такая же сплошная поверхность, (потому что частицы в абразивной пасте, которой полируют металлические поверхности крупнее, чем наношарики) насмерть липнет к стеклу или пластику! Забавно.

Правда, если такую сборную часть магнита прилепить к железу, то все наши шарики могут оторваться от магнита.

Как бы то ни было, в том, что идея такой поверхности, которая составлена из шариков соединеных мостиками, у меня была "до того", я признался. Но это не вся правда.

Правда в том, что концепция ТММ (тела составленного из маленьких тел соединенных молекулярными мостиками) была придумана и проработана мной совместно с Ликой Зайниевой достаточно глубоко, но мы, тем не менее, не смогли увидеть, что поверхность такого тела может обладать уникальными адгезивными свойствами.

И вот этот факт в этой книге для меня дороже возможности "показать фокус-покус и вынуть из иерархии АТИ новую идею". (Хотя новая идея о сборном магните, тем не менее, выплыла).

Этот факт означает, что идея суперинкубатора действительно (без педагогически оправданного обмана) продуктивна. Мы имели инкубатор на ТММ и даже подали на него предварительную заявку (G.Zainiev, I.Zainieva. Body built using molecular bridges. Serial # 60/624,313) постаравшись впихнуть в нее все, что только возможно, а "липкой поверхности" не увидели.

Достаточно было сделать инкубатор на микро и нано- щетки и в процессе его изготовления изучить патент на подошву геккона, как сразу стало ясно, что у нас в руках есть альтернатива этому изобретению.

Мое убеждение, что это результат построения родственных связей между первичными изобретениями. Более подробно на эту тему я буду умничать в следующей части.

Следующий шаг обобщения

После того как мы увидели, что два варианта по разному структурированных поверхностей могут проявлять аномально высокие адгезивные свойства, можно отойти от шариков и щетинок и построить более обобщенное утверждение на эту же тему.

В патенте защищена изготовленная заранее микроструктура, которая не меняется в результате контакта с поверхностью. Поверхность ТММ, в отличие от этого, каждый раз подстраивается под конкретный рельеф той поверхности, с которой она контактирует.

Можно сделать обобщение и сказать, что мы предлагаем поверхность, у которой выступы (protrusions), обеспечивающие адгезивный контакт, не изготовлены заранее, но образуются непосредственно в процессе контактирования. Такая формулировка дает обход патента по другому параметру: вместо статической формулировки мы предлагаем динамическую.

Итак, первый маршрут обхода идет по линии смены сплошных продолговатых щетинок на круглые шарики, которые формируют щетинки. Второй маршрут - щетинки сделаны заранее и не меняются, а шарики формируют "по месту" такие щетинки, которые нужны в этом месте.

Таким образом, переступив через щетинки и шарики мы можем сформулировать следующую АТИ: "Поверхность составленная из мелких твердых и жестких ( не пластичных) тел, способная при контакте с другой поверхностью измениться так, чтобы проникая во все неровности, образовать максимальную площадь контакта."

Что собой представляет эта АТИ с точки зрения написания патента? Это предпатентная формулировка независимого клэйма. Теперь патентовед должен понять ее и определить надо ли написать то же самое другими словами, чтобы это было юридически грамотно и правильно.

Глава 8. Откуда берутся идеи. Аналогии

Аналогия 1.

Если воспользоваться аналогией и сказать, что мозги это вода, а идеи это рыбы, которые в воде плавают, то мы не знаем откуда берутся рыбы, но мы знаем как их ловить и у нас есть инструменты для ловли. Но самое замечательное, и весь мой опыт изобретательства, методических разработок и обучения студентов подтверждает это - "в этой воде у каждого человека плавает много больше рыб-идей, чем ему кажется"

Продолжая эту аналогию можно сказать, что в этой книге речь идет о смене парадигмы и переходе от удочки к сети

Аналогия 2.

Другая аналогия, представим себе, что идея это пирожок. В этом случае некий пекарь в подсознании лепит и жарит пирожки-идеи. ОТК контролер оценивает и пропускает из подсознания в сознание только готовые пирожки-идеи. Как повысить эффективность этого процесса, если никто не знает как пекарь работает и как ему помочь (в предыдущей аналогии мы не знали откуда берутся рыбы-идеи)?

В рамках этой аналогии успех обучения изобретательству можно интерпретировать как обучение ОТК контролера "парадигме полуфабриката", а именно: он должен знать, что между временем появления пирожка-идеи и временем его использования есть время и возможности дополнительно обработать его и улучшить. Обученный ОТК контролер, вместо того чтобы не пропускать в сознание неполноценные пирожки-идеи, будет пропускать их с пометками, например, сырой, надо дожарить; подгорел, надо срезать горелый угол; тесто плохое, но начинка хороша, надо ее выковырнуть.

Но для того чтобы наш ОТК контролер начал так оценивать пирожки-идеи, он должен поверить, что существуют правила такой дополнительной обработки, что эти правила универсальны и любой обученный человек может их применять и, наконец, что хозяин, в голове у которого работает наш пекарь, тоже умеет это делать.

Аналогия 3.

Еще одна аналогия. Представим себе, что идея это человек, который не известно как рождается в подсознании. Этот человек-идея хочет войти в сознание, но на его пути стоит вахтер, который не пропускает плохо одетых и нездоровых. Если этого вахтера научить, что в сознании есть магазин готовой одежды и аптека, то он пропустит каждого человека-идею, который может самостоятельно передвигаться, даже если он хромает, кашляет и практически не одет.

Пропускная способность такого обученного вахтера будет определяться не только качеством исходной идеи-человека, но и богатством магазина готовой одежды и аптеки со стандартными лекарствами, которые стоят за спиной у вахтера.

Обобщение аналогий

Обобщая все эти аналогии можно сформулировать тезис о том, что подсознание у всех людей генерирует идеи, но у большинства людей контроль на переходе из подсознания в сознание слишком строг и безразличен.

Вахтер из предыдущей аналогии ведет себя не специфически, он просто проверяет - соответствует новорожденная идея некому стандарту или нет. Совершенно непонятно, как рождаются идеи, и что это за вахтер такой, и как он работает, но стандарты в сознании, с которыми идет сравнение (что бы это ни было), это понятно, потому что это то, что появилось у человека в голове в результате обучения. И это вселяет надежду.

Обратите внимание, не новые знания как изобретать, не новые талантливые мозги, а просто знание "как дожимать" сырую идею и тренировка в применении этого знания, вот о чем идет речь. Я утверждаю, что одно это уже даст более высокий, чем сейчас процент новых идей из той же головы. Потому что идеи и сейчас там есть, их просто не выпускают на свободу.

Заключение

То что мы делали в этой части - это, на первом шаге, упрощение первичного изобретения до ПТИ-ПТС, а на втором, построение иерархии отношений между абстрактно-техническими идеями, одним из воплощений которых является эта ПТИ-ПТС.

В составе этой иерархии мы получили множество новых ПТИ-ПТС, которые можно называть родственниками исходной ПТИ-ПТС. Они все "одного поля ягоды", поэтому они могут подменять друг друга в составе какой-либо комплексной системы, и это один из путей эволюции техники.

Биология изучает разнообразие жизненных форм, которое существует независимо от людей, и задача биологов классифицировать его. В нашем случае мы должны такое разнообразие одновременно и построить и описать в виде иерархии.

В этом месте я должен напомнить, что кроме иерархии как принципа объединения объектов в единое целое, возможен еще и принцип комбинирования. В соответствии с ним мы можем объединять в единое целое такие объекты, которые отличаются друг от друга и, может быть, даже не имеют ничего общего. Основой объединения является то, что они способны объединяясь в разных комбинациях образовывать новые "жизнеспособные" объекты. Другими словами, образовывать такие новообразованные комплексы, которые предпочитают не распадаться на исходные объекты, породившие этот комплекс.

Пример: комбинаторика 3-х ПТИ-ПТС: трубка (пустотелая игла), сосуд и пробка.

Рассмотрим АТИ: "Два объема, в одном из которых находится жидкость, разделены стенкой; давление в объеме с жидкостью выше, чем в соседнем пустом объеме; если проколоть общую стенку, то жидкость из одного объема потечет в в другой".

Например, в случае повреждения стенки кровеносного сосуда начинается кровотечение.

Как работает традиционный шприц, которым в большинстве Российских поликлиник берут дозу крови из вены? После того как вена проколота иглой, оттягивание поршня создает внутри шприца объем с пониженным давлением, в который начинает перетекать кровь из вены.

Можно построить первичное изобретение и описать в нем такой шприц для флеботомии (кровопускания из вены). Я не буду приводить здесь эту иерархию. Отмечу только, что в ней в качестве одной из ПТИ-ПТС легко получается другая концепция, которую с 40-х годов практикуют в США.

Согласно этой концепции, заранее изготавливают стеклянные пробирки заткнутые резиновой пробкой. Эти пробирки по диаметру соответствуют диаметру поршня шприца. Внутри такой пробирки создан вакуум. Шприц не имеет поршня, но имеет две иглы - одна наружу а другая внутрь шприца, фактически внутренняя игла - это продолжение наружной. Вначале наружную иглу вставляют в вену, а затем, вставляя пробирку как поршень внутрь шприца, прокалывают резиновую пробку внутренней иглой. В результате доза крови сразу попадает в закрытую стерильную пробирку.

Интересен следующий шаг эволюции, который также оказывается описанным в иерархии АТИ. Между этими двумя иглами появляется длинная тонкая пластиковая прозрачная трубка. Это позволяет не вставлять пробирку внутрь шприца, а прокалывать ее снаружи, что намного безопаснее и легко позволяет набирать несколько доз в разные пробирки. Более того, в такой трубке может быть сделан кран, который можно закрывать и открывать (или просто перегибать тонкую трубку). Следующая возможность, которая тоже присутствует в иерархии - вместо второй иглы можно поставить пробку, которую можно будет прокалывать иглой шприца многократно и безболезненно для пациента. Более того в этой же иерархии появляются современные капельницы, которые позволяют понемногу добавлять в кровь различные растворы.

А теперь представьте себе, что все эти системы, которые в результате эволюции появлялись одна за другой в течение десятков лет, могли быть описаны сразу после демонстрации того, что заостренной трубкой (будущей иглой шприца) можно так проколоть вену, что кровь будет течь внутри этой трубки. Для того чтобы получить такое описание надо всего-навсего честно построить все возможные комбинации между новой ПТС (заостренная трубка, которую при желании можно рассматривать как гибрид иглы и трубки) и другими системами, которые давным-давно всем известны (трубка, сосуд и пробка).

Конечно, в "старые добрые времена" (медицинский шприц появился в середине 19 века) десятки лет эволюции первой "пустотелой иглы" до капельницы были неизбежны. Скорость эволюции была ограничена скоростью появления новых материалов (полимеры) и технологий (например, вакуумирование и стерилизация пробирок) и медицинскими знаниями. Но сегодня эти скорости колосальны и, самое главное, накоплен огромный избыток и материалов и технологий и знаний, которые получены порознь и просто ждут, когда их объединят в работающие комбинации. Обычно эта мысль звучит в такой словесной упаковке как "междисциплинарные исследования". На нашем языке мы можем назвать это "комбинаторика простых систем".

Вслед за иерархией идет комбинаторика

Получается, что построив иерархию АТИ, которая содержит множество ПТИ-ПТС мы должны будем подумать о комбинаторике этих ПТИ-ПТС, для того чтобы построить две новых разновидности популяций.

" Одна из них - это популяция продуктов на основе данной ПТИ-ПТС, которая получится за счет различных вариантов усложнения этой ПТИ-ПТС.

" Другая популяция - это комплексные ПТИ-ПТС, которые получаются за счет комбинирования данной ПТИ-ПТС с теми, которые не входят в данную иерархию абстрактно-технических идей.

После того как мы накопим достаточное количество разнообразных иерархий АТИ перед нами встанет задача более высокого уровня, а именно, классификация и систематизация различных АТИ, которые были построены независимо от друг друга в процессе перевода описаний разных "первичных изобретений" на новый язык.

Таким образом, все что мы сделали в этой главе - это всего-навсего перевод описания исходной идеи (первичного изобретения) с одного языка на другой. Этот другой язык оперирует такими понятиями, которые невозможно использовать, не поняв в чем суть изобретения, поэтому мы в этой сути разобрались и получили более широкое и глубокое описание нашей исходной идеи.

В заключение, должен признать, что такая красивая аналогия с восстановлением скелета, частью которого является найденная "кость-идея", не точна, потому что в скелете все кости разные.

То, что мы пытаемся сделать - это, может быть, обнаружив одну кость, определить какую функцию она обеспечивает (например, ребро) и выявить все возможные варианты таких костей? Или нет?

А может быть - это больше похоже на другую крайность: мы нашли не кость, а целый скелет канарейки, а в результате анализа построили возможные варианты скелетов других птиц, среди которых, например, изобрели пингвинов и страусов и так далее? Или тоже нет?

Если бы эти лекции были настоящими, я бы в этом месте остановился и с удовольствием сказал "сами подумайте", а на следующей лекции мне расскажите, и я с еще большим удовольствием вас послушаю.

В письменном варианте у меня такой возможности нет, поэтому забегая вперед, я скажу, что для такого скелета больше подходит сравнение с суперинкубатором, который мы будем обсуждать в части 4.

Продолжение следует


Главная    Теория    Эволюция и изобретатель