Совершенствование всего живого
Сначала напомним, что совершенствование всего живого на нашей планете шло до последнего времени под действием двух могучих факторов: мутаций и естественного отбора. Природа случайным и непонятным до сих пор способом вносила изменения в наследственный код и создавала новые формы живого. Естественный отбор, или борьба за существование, завершал этот процесс творения нового, давая преимущества более совершенному.
ЭВМ по методу мутаций действует так. В память машины вводится исходная форма, программа ее изменений и программа оценки эффективности («жизнеспособности») любой измененной формы. Далее ЭВМ приступает к процессу эволюции. Исходная форма случайно или детерминированно изменяется. Затем вычисляется эффективность новой формы по сравнению с исходной, то есть с прототипом.
Если новая лучше, она становится прототипом для дальнейшей эволюции. Если же нет, ее уничтожают, или, на машинном языке, стирают, и исходный прототип снова подвергают изменению. После многократных изменений ЭВМ находит некоторую оптимальную форму. Повторение этого эволюционного процесса приводит иногда к нескольким результатам. С этим мы сталкиваемся и при ручном, безмашинном поиске новых решений.
Такой эволюционный метод был использован при разработке рациональных форм бетонных сооружений, крыльев самолетов, дисков турбины, зрительных залов с хорошей акустикой и др. Любопытно, что в процессе решения задачи на дисплее, то есть на экране типа телевизионного, можно наблюдать процесс эволюции формы, осуществляемой ЭВМ. Число изменений формы в зависимости от задачи и ее описания может колебаться от нескольких десятков до нескольких тысяч.
Некоторые из найденных форм оказались не только лучше известных, но даже патентоспособны.
«Беседы об изобретательстве», Н.Петрович
Принципом «самообслуживания» назван изобретательский прием, при применении которого объект частично или полностью сам себя обслуживает. Так, выдано авторское свидетельство на способ сооружения оросительных каналов из сборных элементов, при котором транспортировка их осуществляется по самому каналу. Для этого после монтажа участка канала его торцы закрывают временными диафрагмами, заполняют водой и последующие элементы сплавляют по этому участку…
Один из приемов АРИЗ имеет странное на первый взгляд название «принцип антивеса». Не подумайте, что найден простой способ регулировать или совсем подавлять ньютоновскую силу тяготения. К сожалению, это умеют делать только герои научно-фантастических романов. Имеется в виду другое — компенсация веса объекта за счет взаимодействия со средой или соединения с другим объектом, обладающим подъемной силой….
Кроме АРИЗ, у нас находит применение методика, разработанная рижанином Г. Бушем. В частности, ею пользуются при обучении новаторов в латвийских народных университетах технического творчества, в Рижском общественном институте патентоведения, на курсах изобретателей при Латвийском союзе ВОИР. Интересны рекомендации, которые дает эта методика, если длительный поиск все-таки не привел к решению, если задача кажется неразрешимой. Во-первых,…
Один из самых древних приемов, применяемых и до сих пор изобретателями, носит название «принцип дробления». Суть его проста — разделение объекта на независимые части, повышение степени измельчения используемых элементов. Например, разделение камеры автомобильного колеса на 15—20 отсеков делает ее практически нечувствительной к проколам. Улучшения вентиляции легких при искусственном дыхании, по авторскому свидетельству № 168195, можно…
Профессор. Скажите, что происходит с телом, погруженным в воду? Студент. Оно становится влажным. Профессор. Это верно, но малоинтересно. А что еще? Студент. Тело либо тонет, либо плавает на поверхности. Профессор. Вы наблюдательны. Почему же некоторые тела идут ко дну? Студент. Потому, что они тяжелее воды. Профессор. Брусок железа всегда тонет? Студент. Конечно! Профессор. А если…
Обучая своих учеников по эвристической методике, Сократ, по существу, уже опровергал свой знаменитый афоризм «Я знаю, что ничего не знаю». Современная эвристика ищет ответ на один-единственный вопрос. Но это вопрос из вопросов: как муза находит новые решения? Вопрос касается не только изобретений, а любого творчества: открытий и изобретений! стихов и прозы, живописи и графики, симфоний…
Даже если быстродействие ЭВМ резко возрастает, скажем, до миллиарда действий в секунду, но она будет продолжать «думать» методом перебора вариантов, все равно дела ее безнадежны, звание гроссмейстера она никогда не получит! Судите сами, общее число возможных вариантов шахматных партий составляет 2 * 10116. Это настолько гигантское число, что даже общее количество звезд (видимых и невидимых)…
Занимаясь разработкой астрономических приборов, Ф. Цвики создал метод, который он применил и здесь. Суть метода в исследовании всех мыслимых вариантов, вытекающих из строения совершенствуемого объекта — его морфологии. Поэтому он получил несколько странное название — «метод морфологического ящика». Применение метода осуществляется в три этапа Первый: расчленение объекта на важнейшие функциональные узлы. Второй: независимое рассмотрение всех…
Чем может сегодня помочь ЭВМ в их решении? Тут наметились два основных направления. Так, при поиске технического решения используется один из рассмотренных выше (или им подобных) методов, разработанных для безмашинного творческого труда, но вся рутинная, нетворческая работа передается машине. Это обработка и анализ существующей информации, расчет и сопоставление вариантов и т. д. Даже такое использование…
Решено сконструировать раздвигающуюся стенку. Для обозрения всех возможных ее вариантов строится морфологический ящик, в котором за оси принимаются основные параметры стенки, и на них откладываются все возможные варианты этих параметров. Ось первая Материал стенки: дерево, пластик, пленка, бумага, металл, струи воды, картон, плексиглас, стекловолокно, камыш, солома, бамбук, ковер. Ось вторая Движущая сила: человек, электромотор, пружина,…