 |
Задание для самостоятельной работы
|
|
|
|
Наука бионика изучает особенности строения и принципы функционирования живых организмов с целью их использования для создания новых приборов и механизмов. Назовите аналогичные принципы, используемые и в природе, и в технике.
4 Идеальный конечный результат
Идеальный конечный результат (ИКР) - достижение результата (решение проблемы) без усложнения технической системы с минимальными затратами ресурсов (денег, времени, металла, чистой воды и т. п.). С точки зрения решения природоохранных задач, в схему ИКР попадают все ресурсосберегающие, безотходные. малоотходные технологии. Например, в некоторых странах Евросоюза взят курс на нулевое количество отходов.
Как кратко определить понятие «идеальный конечный результат»? В работах Г.С. Альтшуллера предлагалась такая формулировка: «Технической системы нет, а ее функция выполняется». Для этого необходимо определить главную полезную функцию технической системы, т.е. ответить на вопрос «Зачем создано это устройство»? Например, мобильный телефон был создан для разговоров в отсутствие стационарного телефона. Следовательно, идеальным конечным результатом является возможность мгновенно связаться с любым человеком в любой точке планеты (частично это сейчас уже обеспечивается Интернетом). ИКР не всегда достижим, на то он и идеальный. Но можно повысить так называемую идеальность технических систем - это отношение полезных функций системы к затратам на ее эксплуатацию.
ИКР необходимо формулировать, чтобы:
1) определить направление поиска решения;
2) избавиться от заведомо пустых проб при поиске решения;
3) гарантировать высокое качество будущего решения.
|
|
|
Пример 1. Одна из глобальных экологических проблем - загрязнение воздуха. Для ее решения делается попытка перейти от бензинового транспорта к электрическому. Как избавиться от главного недостатка электромобилей - громоздких аккумуляторов? В Англии разработаны аккумуляторы, которым можно придать любую форму, например, выполнить из них корпус автомобиля. Повышение идеальности осуществляется за счет того, что подсистема (корпус автомобиля) выполняет две функции одновременно: скрепляет все детали машины и является аккумулятором.
Пример 2. Идеальное производство - производство без отходов. Возможно ли это? На некоторых производствах используется так называемая оборотная вода - после использования она очищается и снова запускается в производственный цикл. Достоинство такой технологии в том, что в окружающую среду не сбрасывается загрязненная вода, и предприятие не забирает из водоемов чистую воду, которая может пригодиться в другом месте.
Пример 3. В качестве близкого к ИКР решения можно привести сброс сточных вод в болота, где загрязняющие вещества частично разлагаются и обезвреживаются под действием живых организмов, солнечного света, частично оседают на дно.
5 Применение физических и химических явлений (научных эффектов)
В основе огромного числа процессов и явлений в природе и в технике лежат физические законы. Иногда мы используем знание физики, даже не задумываясь об этом. В ТРИЗ выбраны и сведены в отдельный указатель несколько сотен физических эффектов (явлений), использованных в патентах и авторских свидетельствах.
Научный эффект - природное явление или комбинация из нескольких природных явлений, которые могут быть использованы для решения экологических задач. В ТРИЗ понятие «научный эффект» используется как обобщение физических и химических эффектов, а также свойств математических объектов.
|
|
|
Пример использования физических эффектов: измерение температуры окружающей среды можно проводить с помощью регистрации теплового расширения (привычный градусник), изменения ферромагнитных свойств (точка Кюри), фазовых переходов (плавление, кипение).
Химический эффект - явление, помогающее разрешить техническое противоречие; особенность которого в том, что эффект достигается посредством изменения химического состава технической системы или её отдельных частей. Химические эффекты весьма многообразны, однако поддаются классификации.
Для тех, кого заинтересовало применение научных эффектов, можно обратиться к ресурсам Интернет. Указатель физических явлений размещен на сайте http://www.triz-summit.ru.
В качестве примера применения физических и химических явлений можно привести патент РФ № 2255898. Изобретение относится к способам получения коагулянта (реагента, образующего крупные хлопья осадка, ухватывающего загрязнители и оседающего на дно; коагулирование широко применяется для очистки природных и сточных вод) на базе основных хлоридов алюминия. Здесь используются одновременно химические и физические эффекты: растворение, гидролиз, коагуляция, фазовые переходы. Новый коагулянт может быть использован для очистки различных типов вод от взвесей и обладает дезинфицирующими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам, что позволяет получать питьевую воду в экстремальных условиях при индивидуальном применении в виде таблеток. Твердый хлоралюминий, содержащий коагулянт, получают из жидкого коллоидного раствора гидроксохлорида алюминия, который подвергают взаимодействию с гесаметилентетраамином. Процесс получения твердого коагулянта протекает при комнатной температуре без затраты энергии в течение короткого времени. Из полученного продукта легко получить таблетки, что удобно для индивидуального применения при получении питьевой воды.
6 Разрешение противоречий
Одна из ключевых идей ТРИЗ: технические системы развиваются через обострение и разрешение противоречий.
Суть рассматриваемого приема: сначала нужно сформулировать техническое противоречие, а потом его преодолеть. Техническое противоречие - ситуация, когда попытка улучшить одну характеристику системы приводит к ухудшению другой ее характеристики.
|
|
|
Например, увеличение мощности некоторых устройств приводит к росту шума при работе (происходит так называемое акустическое загрязнение). Однако попытки снизить шум от работающих машин зачастую сводятся к снижению их мощности. Противоречие разрешено в патенте РФ №2334059: предложен слоистый теплозвукоизоляционный блок, который снижает уровень шума в заданной полосе частот. В техническом решении использован типовой прием разрешения технических противоречий - принцип дробления.
Ключевая проблема нашей цивилизации - противоречие между ростом потребностей человечества и ограниченной емкостью окружающей среды (в том числе ограниченной возможностью по утилизации отходов). Это противоречие необходимо учитывать каждому человеку и строить свою жизнь и профессиональную деятельность так, чтобы был минимальным экологический след и его, и его ближайшего окружения (родных, знакомых), и предприятия (организации), в котором работает.
7 Ведение картотек
Картотеку как систему для сбора и организации информации в 17 веке изобрел немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц. Немецкий астроном Иоганн Кеплер воспользовался картотекой наблюдений, которую 25 лет собирал его учитель Тихо Браге, и, анализируя ее, обнаружил законы движения планет. На основе информации о многих тысячах видов живых организмов шведский ученый Карл Линней построил классификацию растений и животных. Систематизация данных позволяет выйти на новый уровень обобщения, вскрывать не известные ранее зависимости, предсказывать характеристики объектов и др.
Работа с картотекой открывает исследователю следующие возможности:
- опыт сбора и анализа информации по проблеме;
- способ вести исследовательскую деятельность;
- приучение к систематизации информации и к регулярной работе.
Пример отдельной карточки приведен ниже.
|
|
|
«В самом конце XIX века английский натуралист доктор Карутерс наблюдал над Красным морем грандиозное переселение саранчи с берегов Северной Африки в Аравию. В течение трех дней плотные тучи насекомых, закрывая Солнце и производя тревожный шум, непрерывно проносились над головой наблюдателя. Обычное в этих местах, часто повторяющееся явление поразило Карутерса своими размерами, и он решил определить количество насекомых в одной из туч, пролетавшей над ним 25 ноября 1889. Оказалось, что туча занимала пространство в 5967 квадратных километров и весила 44 миллиона тонн».
Как же вести картотеки? Прежде всего, необходимо сформулировать тему (учтите, что тема картотеки может меняться, уточняться, возможно, неоднократно). Подбирайте тему, близкую и интересную Вам.
Возможные темы картотек:
способы решения экологических проблем;
способы выявления загрязнений и их устранения;
экозащитная техника (устройства для очистки сточных вод и газовых выбросов, способы рекультивации земель и т.д.);
методы сохранения биоразнообразия;
альтернативные источники энергии и др.
После выбора темы нужно регулярно работать с информационными источниками. Откуда брать информацию? Можно выделить четыре группы источников информации:
- информация реального времени (беседа, случай на улице или на природе, радио, телевидение - все, что исчезает и проходит бесследно, если специально не фиксируется);
- периодические издания - журналы, газеты, Интернет - рассылки, реферативные журналы ВИНИТИ;
- книги из личной библиотеки;
- информация из общественных библиотек или информационных сетей.
Рекомендуем вести картотеку на компьютере. Для каждой карточки заводите отдельный файл, файлы собирайте в отдельную папку. Если же нет такой возможности, делайте ксерокопии доступных Вам материалов, которые опять же следует собирать в одном месте.
При оформлении отдельной карточки нужно кратко сформулировать информацию и указать источник. Если это газета или журнал, нужно указать название издания, год, номер выпуска, страницы, на которых была размещена информация.
Еще один пример карточки.
Земля, заряженная отрицательно, и ионосфера, заряженная положительно, образуют конденсатор. Мы живем в постоянном электрическом поле, по данным автора, его напряженность — 150 В/м. Автор предлагает извлекать энергию из этого дармового источника, тем более, что заряд Земли и ионосферы постоянно самовозобновляется. (Источник: Горбунов О. Электричество из... воздуха. // Изобретатель и рационализатор, 2009, №1, с.16-17.)
|
|
|
