Применение методов технического творчества в инновационной деятельности

А.Б. Бушуев, Применение методов технического творчества в инновационной деятельности – СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. – с. © А.Б.Бушуев, 2011.

Оглавление

2. Математическая модель передачи наследственной информации в изобретательской задаче

2.1. Методы эволюционной кибернетики в техническом творчестве

2.2. Система мысленного слежения

2.2.1. Режимы поиска и слежения в сознании

2.2.2. Режимы поиска цели в подсознании

3. Поиск физического решения изобретательской задачи

3.1.Математический базис изобретательской физики. Система кинематических величин Р.О. Бартини

3.1.1. Анализ размерностей в конфликтной модели изобретательской задачи

3.1.2. LT-таблица физических величин

3.1.3. Тренды свойств ресурсов

3.1.4. Передача наследственной информации в пространственном тренде

3.1.5. Тренды свойств вещественно-полевых ресурсов

3.1.6. Синтез свойства вещественно-полевого ресурса

2. Математическая модель передачи наследственной информации в изобретательской задаче

2.1. Методы эволюционной кибернетики в техническом творчестве

В 70-80-х годах прошлого века получило начало новое направление в теории техники, связанное с использованием достижений биологических наук, в частности, в области биологической эволюции. В технике были введены понятия технической эволюции: вид, популяция, техногенетика, генотип и др. [24]. Собственно, это направление проявилось уже давно, о чем говорит термин «поколение техники». Этот термин предполагает сменяемость техники в терминах биологических поколений. В ТРИЗ известная S-кривая развития технических систем задает три этапа эволюции технических систем. Она также впервые была получена в биосистемах для описания развития популяций микроорганизмов.

Основной вывод, который можно сделать в этом направлении, такой: эволюция в технике осуществляется под действием закона информационного отбора, аналогичного закону естественного отбора Ч.Дарвина, и ряда закономерностей развития техники. Основным носителем информации, которая передается по наследству от поколения к поколению в технике, является проектно-конструкторская документация. В изобретательстве таким носителем являются патенты на изобретения.

Изобретение описывается формулой изобретения, которая составляется по определенным правилам. В частности, формула изобретения содержит признаки прототипа, которые передаются новому решению. Это признаки ограничительной части формулы. Например, для датчика давления, рассмотренного в разделе 1.4., ограничительные признаки следующие:

«Датчик давления, содержащий корпус, в котором закреплена мембрана, связанная с преобразователем перемещений, к выходу которого подключен усилитель».

После слов «отличающийся тем, что», приводятся отличительные признаки: «…он снабжен нагревательным элементом, установленным на мембране и подключенным к выходу усилителя, а мембрана выполнена из металла с деформационной памятью».

Таким образом, можно сказать, что новому решению передаются по наследству от прототипа, во-первых, название «датчик давления», определяющее функцию устройства, а во-вторых, часть конструкции.

Поставим вопрос, каким образом передаются наследственные свойства от предыдущего поколения техники последующему поколению, или от прототипа к новому решению? Очевидно, что техника или проектная документация и патенты сами себя не воспроизводят. В этом отличие технических систем от биологических. Наследственные свойства в технике передает человек, проектируя или изобретая новую техническую систему, т.е. производя информацию усилиями своего мышления. Следовательно, в техническом творчестве недостаточно рассматривать только эволюцию техники, но необходимо также рассматривать и процесс мышления изобретателя, работу его психики, его мозга.

Мозг человека также прошел стадии биологической эволюции, пока не превратился в совершенный биологический управляющий компьютер. Причем его эволюции предшествовала эволюция нервной деятельности животных, а до этого эволюция реакции на внешние раздражения вообще живых существ. Очевидно, что мозг человека развивался параллельно с созданием техники. Следовательно, процессы мышления формировались как эволюционные механизмы. Особенность мышления человека заключается в том, что его мозг как биологический компьютер одновременно является и объектом управления, и управляющим устройством, и в процессе решения изобретательской задачи, в быстром времени, повторяет длительный процесс эволюции мышления. Можно сказать, что при поиске нового решения мысли зарождаются и умирают в процессе гомеостаза, выражающего закон единства и борьбы противоположностей, а наше мышление управляет этим процессом. Изучению специфики процесса вызвали появление нового направления - эволюционной кибернетики [6,25]. Эволюционная кибернетика изучает процессы возникновения естественного интеллекта, эволюцию биологических систем обработки информации и выработки управлений. Важнейшей целью эволюционной кибернетики является создание искусственного интеллекта.

Применительно к техническому творчеству искусственный интеллект должен решать изобретательские задачи, т.е. генерировать новые идеи на основе наследственной информации прототипа, забывать старые идеи, преодолевая психологическую инерцию мышления, осуществлять естественный отбор наилучших решений, используя генетические алгоритмы.

Моделирование мышления изобретателя в ходе решения изобретательской задачи по АРИЗу рассмотрено в [1] (раздел 3.2.3 – Динамический вепольный анализ в АРИЗ). Модель представляла гомеостаз противоположных свойств технического противоречия. В рамках биологических моделей развития популяций рассмотрены две стадии: а) эмбриональный рост решения или Х-элемента, в мышлении, б) рождение и существование Х-элемента.