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LIVROS E ARTIGOS
A ARTE DA INVENÇÃO AS ESTRADAS QUE ESCOLHEMOS
Livros e artigos / E então veio o inventor
A atividade inventiva é multifacetada; não se trata apenas de resolução de problemas. Você precisa encontrar um problema, resolvê-lo, transformar uma nova ideia em um projeto viável, introduzir uma nova máquina, dispositivo ou método. Mesmo assim, o mais importante é resolver o problema. Você pode realizar uma tarefa pronta. Freqüentemente, os inventores resolvem problemas competitivos. O desenvolvimento de uma nova ideia, sua transformação em projeto operacional e sua implementação podem ser realizados por terceiros, afirma um grupo de especialistas: leram a descrição da invenção, solicitaram detalhes ao autor e introduziram o novo produto na produção . Claro, é melhor que o autor participe do trabalho em todas as etapas. Mas é necessário e suficiente que o autor participe na resolução do problema; aqui o autor não pode ser substituído. A decisão é a base da invenção. O inventor do século XIX era um artesão, construiu com as próprias mãos uma nova máquina, remodelou-a em todos os sentidos, certificando-se de que funcionava. Um inventor moderno é, antes de tudo, um pensador e um intelectual. Claro, é ótimo se o inventor tiver mãos habilidosas. Você precisa conhecer produção, saber fazer cálculos, projetar e desenhar. E, no entanto, o mais importante são as operações intelectuais sutis e precisas. Antes de desenhar ou fazer um modelo, é preciso desenvolver uma ideia de solução, e esse é um processo complexo. Em primeiro lugar, o inventor tem de responder a uma difícil questão: deve assumir a solução deste problema ou abandoná-lo, substituindo-o por outra tarefa que vise atingir o mesmo objetivo? Em essência, trata-se de saber se um determinado sistema técnico tem reservas para desenvolvimento ou se as reservas foram esgotadas e é necessário criar um sistema fundamentalmente novo. Vejamos exemplos específicos de como tal questão surge e como ela deve ser respondida. Problema 40. NÃO ADIVINHE! Quando o ferro fundido é fundido em altos-fornos, forma-se escória - uma mistura de óxidos fundidos de magnésio, cálcio, etc. A escória, que tem temperatura de 1000°C, é despejada em grandes panelas e levada para plantas de processamento de escória em plataformas ferroviárias. . A escória derretida é uma matéria-prima valiosa para a fabricação de materiais de construção. Mas a escória solidificada deixa de ser uma matéria-prima: não é lucrativo derretê-la novamente. A princípio, toda a escória da concha é líquida. Porém, durante o transporte, uma crosta dura se forma e cresce rapidamente em sua superfície. Você tem que perfurá-lo usando dispositivos especiais (bastante volumosos). A crosta, mesmo com furos, retém parte da escória líquida. Como resultado, apenas dois terços da escória são drenados da panela nas plantas de processamento de escória. O restante vai para aterro. Além disso, é preciso muito trabalho para liberar a concha da escória endurecida e, em seguida, retirar essa escória do território da planta. E assim foi convocada uma reunião no instituto de pesquisa. “Precisamos fazer uma concha com bom isolamento térmico”, sugeriu um cientista. “Tentamos, mas não deu certo”, objetou o representante da fábrica. - O isolamento térmico ocupa muito espaço, a caçamba fica mais larga, o que é inaceitável para o transporte ferroviário. - E a tampa? - o cientista não cedeu. - Por que não fazer uma tampa com isolamento térmico? Afinal, a maior parte do calor sai de cima - onde a escória quente entra em contato com o ar frio. “Nós tentamos”, suspirou o representante da fábrica. - Uma concha do tamanho de uma sala. Você pode imaginar que tipo de cobertura é necessária? Você deve instalá-lo e removê-lo usando um guindaste. Muitos problemas... “Precisamos resolver outro problema”, disse o segundo cientista. - Vamos pensar em reestruturar toda a produção. Para que a escória não precise ser transportada para longe. “Não sei, não sei”, objetou o terceiro cientista. - Eu definiria a tarefa de forma diferente: garantir a entrega rápida da escória. “Precisamos olhar para a raiz”, disse o quarto. - A tarefa pode ser definida de forma ainda mais ampla: fundir ferro fundido sem formação de escória. E então um inventor apareceu. “Não há necessidade de adivinhar”, disse ele. - O problema deveria ser formulado assim... Como você acha que o problema deve ser formulado? No fundo, estamos perante um amontoado de problemas (a chamada situação inventiva), e não se sabe como escolher aquele único problema, cuja solução dará o melhor resultado. Tarefa 41. VAMOS ENTENDER A SITUAÇÃO Para produzir folhas de vidro, uma fita de vidro quente é alimentada em um transportador. A fita rola de um rolo de metal para outro, esfriando gradualmente. E aí o vidro tem que ser polido por muito tempo, porque a fita de vidro, que ainda não endureceu, dobra, “rastejando” de um rolo para outro - formam-se irregularidades no vidro. Os engenheiros que encontraram esse problema pela primeira vez sugeriram tornar os rolos o mais finos possível. Quanto mais finos forem os rolos, menor será a depressão entre eles. Isso significa que a fita de vidro ficará mais lisa. Mas aqui surgiu uma contradição técnica: quanto mais finos os rolos, mais difícil é fazer deles um enorme transportador - dezenas de metros. Se, digamos, a espessura de um rolo for igual à espessura de um fósforo, cada metro de transportador exigirá 500 rolos, e eles terão que ser instalados com extrema precisão. E se o rolo for mais fino que a linha? “Está tudo bem”, disse um jovem engenheiro. - Há mestres que pintam um quadro inteiro numa semente de papoula. Vamos projetar um transportador com rolos muito finos. E haverá montadores qualificados. “Pense em quanto custará essa correia transportadora”, eles se opuseram a ele. - Não, vamos deixar os rolos grandes, vamos tentar melhorar o processo de polimento, vamos endireitar a superfície ondulada do vidro. - Precisamos jogar fora a esteira de uma vez! - alguém sugeriu. - Seria bom substituí-lo por algo fundamentalmente novo. E então um inventor apareceu. “Vamos analisar a situação”, disse ele. - Dessas tarefas, você deve preferir... E explicou qual tarefa deveria ter prioridade. E o que você acha? Os problemas 40 e 41 são relativamente fáceis de entender. O Problema 40 apresenta o sistema “Transporte de Escória”, que faz parte do supersistema “Produção de Ferro”. Não temos queixas sobre o supersistema; não há necessidade de mudá-lo. O sistema também cumpre sua tarefa principal - mover escória. Está tudo bem, exceto que parte da escória endurece durante o transporte. Não faz sentido reconstruir todo o sistema, muito menos o supersistema, por causa disso. Afinal, é ridículo desistir do carro porque às vezes o vidro dianteiro fica sujo... Nesses casos, a transição da situação para a tarefa ocorre de acordo com uma regra muito simples: “Tudo permanece como estava, mas a desvantagem desaparece”. Deixe a escória continuar a ser transportada em baldes abertos comuns, mas não deve se formar uma crosta dura. O problema 41 mostra uma imagem diferente. O sistema não cumpre a sua função principal: o transportador deve, em primeiro lugar, formar uma fita de vidro uniforme, e só então - esta é a segunda coisa - transportá-la do forno. O transportador de rolos esgotou suas possibilidades de desenvolvimento (não em geral, é claro, mas na produção de vidro) e precisa ser substituído por um novo sistema. É claro que pode haver casos intermédios em que não há uma certeza firme: quer para preservar o sistema existente, quer para procurar um sistema fundamentalmente novo. Nesses casos, deve-se começar pela formulação do problema no qual o sistema é preservado. Qualquer ciência exata não exclui a arte. Por exemplo, utilizando o mesmo telescópio podem ser obtidos resultados diferentes, dependendo da habilidade do pesquisador. Muito depende dos objetivos que ele estabelece para si mesmo. Suponha que a tarefa seja substituir os navios convencionais por algo fundamentalmente novo. Um navio é um sistema que opera no nível macro: o casco, os motores, as hélices - tudo isso são “peças de hardware” e, ainda por cima, peças muito, muito grandes. Mais cedo ou mais tarde, esse sistema deverá passar para o nível micro, embora hoje seja difícil imaginar exatamente como seria tal nave. O que pode dizer a teoria da resolução de problemas inventivos? Em primeiro lugar, a tarefa de passar para o nível micro é, em princípio, completamente solucionável. Em segundo lugar, o sistema “Navio” ainda não entrou na terceira fase de desenvolvimento, quando a forma rígida e constante será substituída por uma forma flexível e mutável. As reservas de desenvolvimento do sistema estão longe de estar esgotadas e, portanto, podem passar muitas décadas antes da transição para o nível micro. Isso é tudo! Neste ponto a teoria silencia. A escolha da tarefa depende da pessoa. Ele deve decidir por si mesmo o que prefere: uma torta no céu ou um pássaro na mão. Basta entender claramente: se você assumir a criação de um sistema técnico fundamentalmente novo, e o antigo ainda não tiver esgotado as possibilidades de desenvolvimento, o caminho para o reconhecimento e implementação da invenção será longo, muito longo. Um problema à frente de seu tempo não é fácil de resolver. E é ainda mais difícil provar que um novo sistema é possível e até necessário. No capítulo anterior mencionei um giroscópio vibratório. Assim, o pedido desta invenção foi apresentado em 1954, e o inventor recebeu o certificado de direitos autorais apenas vinte e um anos depois. Demorou duas décadas para provar a viabilidade, utilidade e novidade da invenção! Imagine que há duzentos anos um inventor veio até os construtores navais e disse: "Por que vocês estão se preocupando com velas? Remova as velas, instale uma bomba de vapor - existe uma máquina assim nas minas de carvão. Deixe a bomba girar as rodas como um moinho rodas... Isso vai ser ótimo!” É improvável que alguém acredite que isso não é uma piada e que estamos falando de uma grande invenção – o barco a vapor. O famoso inventor soviético Alexander Grigorievich Presnyakov apresentou um pedido para um navio incomum - sem hélices e rodas de pás. Sob o fundo do navio existe um eletroímã em forma de tubo. Existem também duas placas de metal conectadas a uma bateria elétrica. A água do mar é condutora de eletricidade, portanto a corrente flui entre as placas. E um campo magnético (lembre-se da física do sétimo ano) põe em movimento um condutor que transporta corrente. Como resultado, a água é jogada para trás e o navio avança. Presnyakov apresentou um pedido para a invenção em 1955... e foi recusado. Os especialistas ficaram indignados: que bobagem - jogue fora os motores e substitua-os por uma bomba eletromagnética!.. O inventor teve que argumentar, provar, convencer... Somente em 1969 Presnyakov recebeu um certificado de autor. Durante quatorze anos ele buscou reconhecimento! E havia outras etapas pela frente - desenvolvimento de projeto detalhado, experimentos, implementação... Ainda não há navios com motores Presnyakov. Embora com o tempo eles definitivamente apareçam. A transição dos sistemas técnicos para o nível micro é uma lei. Mas a mesma lei é a sequência do desenvolvimento: o sistema deve primeiro esgotar as possibilidades de desenvolvimento ao nível macro e só então poderá ser feita a transição para o nível micro. Alexander Grigorievich Presnyakov não recebeu royalties, sua invenção ainda existe apenas no papel. Mas uma página ficará para sempre inscrita na história da construção naval: o primeiro navio com motor magnético-hidrodinâmico, à frente de seu tempo, foi inventado por A.G. A alegria da criatividade, a consciência de que você conseguiu resolver o problema do futuro - essa é a recompensa do inventor. A sociedade também foi beneficiada: quando chegar o momento de transferir o sistema “Navio” para o nível micro, um dos caminhos para esta transição estará claro. As invenções prematuras acabam por revelar-se grandes e praticamente lucrativas... Há outra possibilidade: o sistema “Navio” hoje não está de forma alguma ultrapassado; a energia pode ser direcionada para resolver problemas relativamente pequenos de melhoria do navio e de suas partes individuais no nível macro. Existem muitas tarefas aqui - resolver e implementar. Em poucos anos você poderá receber vinte, trinta, cinquenta certificados de direitos autorais, implementar a maioria das invenções, ver o que você inventou na realidade, ouvir palavras de gratidão de pessoas para quem sua invenção facilitou seu trabalho. E receba royalties. Problema 42. A CHUVA NÃO É UMA INTERFERÊNCIA Um navio estava sendo carregado no porto. Um poderoso guindaste baixou paletes com sacos até a abertura do porão do navio. Chovia muito e a água entrava no porão. “Que tempo”, resmungou um dos carregadores. - Encharcado... “Nada pode ser feito”, respondeu o outro. - Durante o carregamento não se pode fechar o porão, não se pode colocar no telhado... E então um inventor apareceu. “Precisamos de um telhado especial”, disse ele. - Para que a chuva não passe e as cargas caiam livremente. Olhar... Que tipo de telhado o inventor propôs? Milhares de navios estão nos portos. Dezenas de milhares de pessoas trabalham ao sol, à chuva, à neve. Sem dúvida, é necessário um teto sobre os porões. E não é difícil chegar a isso. Problema semelhante surgiu há muito tempo: para evitar correntes de ar no chão de fábrica, as portas devem estar fechadas. E para que as empilhadeiras passem livremente, as portas devem estar abertas. A contradição foi eliminada de forma muito simples: as folhas das portas eram de borracha grossa. A carregadeira passa livremente - as portas abrem e fecham sozinhas. A abertura do porão do navio é mais larga que as portas da fábrica. Mas as abas do telhado podem ser infláveis - elas ficarão acima do porão como um telhado de duas águas. A carga afastará livremente essas portas e cairá. Um certificado de copyright foi facilmente emitido para esta invenção - tudo é tão óbvio...
É necessário resolver todos os tipos de problemas - pequenos, médios, grandes e grandes. Mas as desvantagens do método de tentativa e erro tornam-se mais pronunciadas quanto maior a tarefa. Portanto, grandes instituições estão a trabalhar para melhorar os sistemas existentes e não há instituições para “inventar” sistemas fundamentalmente novos. Com o surgimento do TRIZ, a situação está mudando e é preciso supor que, com o tempo, os bureaus de invenções serão organizados, especializados em encontrar e resolver problemas de um futuro distante. A situação mais vantajosa é quando o sistema esgotou as suas possibilidades de desenvolvimento e deve ser substituído hoje por outro sistema baseado em princípios diferentes. As deficiências do antigo sistema são óbvias para todos; uma nova ideia é aguardada com ansiedade. Como no problema 41: não é lucrativo tornar os rolos ainda mais finos. O transportador de rolos claramente precisa ser substituído por algo completamente diferente.
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