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LIVROS E ARTIGOS
CONSTRUA UM MODELO DO PROBLEMA
Livros e artigos / E então veio o inventor
Há trinta anos, foi desenvolvido o primeiro algoritmo para resolução de problemas inventivos (abreviado como ARIZ). A palavra “algoritmo” significa um programa, uma sequência de ações. Nas aulas de matemática você frequentemente se deparava com algoritmos. Por exemplo, as regras para extrair uma raiz quadrada são um algoritmo, uma sequência de certas operações: você precisa anotar um determinado número, dividir os números em pares, extrair a raiz do primeiro par de números (ou de um número) , anote esta raiz, etc. Algoritmos não são encontrados apenas em matemática. Aqui está a regra para atravessar a rua: “Primeiro olhe para a esquerda para ver se tem carros; ande; quando chegar no meio da rua olhe para a direita; ande” - isso também é um algoritmo. No primeiro capítulo eu disse: precisamos de uma ponte entre o problema e a resposta. ARIZ serve como uma ponte. ARIZ tem sete partes, cada parte consiste em uma série de etapas, cerca de cinquenta no total, com a maioria das etapas incluindo diversas operações. Existem regras para ajudar a evitar erros ao “pisar”; essas regras provavelmente podem ser comparadas às grades de uma ponte. Existem listas das principais técnicas e tabelas de utilização de efeitos físicos... Uma estrutura complexa - em vez de um simples “e se fizermos assim?” A primeira parte do ARIZ é a declaração do problema. Você já sabe algo sobre isso: discutimos a questão de quando é necessário resolver um determinado problema (ou seja, melhorar um sistema técnico) e quando é necessário substituí-lo (procurar algo fundamentalmente novo). O operador RVS também está incluído na primeira parte do ARIZ. Mas ainda não falamos sobre um passo muito importante – o uso dos chamados padrões. Junto com técnicas simples, existem também técnicas complexas, incluindo várias técnicas simples. Técnicas simples são universais; podem ser usadas para resolver uma ampla variedade de problemas. Quanto mais complexos os conjuntos de técnicas, mais estreitamente eles estão vinculados a uma determinada classe de tarefas. Mas o poder dos complexos especializados é muito grande: para problemas pertencentes às suas próprias classes, as técnicas complexas fornecem soluções originais próximas do IFR. Tais complexos (mais precisamente, os mais fortes deles) são chamados de padrões. Aliás, conhecemos um deles: se você precisa movimentar uma substância, comprimi-la, esticá-la, esmagá-la, enfim, se você precisa controlar a substância e se essa substância não se deteriora com os aditivos, o problema é resolvido com a introdução de partículas ferromagnéticas na substância, controladas por um campo magnético. A primeira parte do ARIZ prevê a verificação do problema: pode ser resolvido imediatamente de acordo com as normas? Se a tarefa for padrão, não adianta ir mais longe com o ARIZ. É mais fácil aplicar os padrões e obter uma resposta pronta. Mais de oitenta padrões foram desenvolvidos. A primeira parte do ARIZ elimina tarefas padrão e altera e esclarece as não padronizadas. Uma situação vaga e nebulosa transforma-se numa tarefa clara e corretamente formulada. Na segunda parte do ARIZ é feita outra transição: de uma tarefa para um modelo de tarefa. Existem muitos “atores” em um problema – partes do sistema. E no modelo existem apenas dois “atores”; o conflito entre eles é uma contradição técnica. Muitas vezes, um modelo de problema inclui um objeto e o ambiente externo que cerca o objeto. Lembre-se, por exemplo, do problema da escória. O objeto é escória quente. O ambiente externo é o ar frio em contato com a superfície da escória. Na situação e na tarefa estamos falando de sistemas técnicos reais, e no modelo da tarefa duas partes do sistema são mentalmente distinguidas. A escória derretida paira no ar e acima dela há uma coluna de ar frio. Esse é o modelo completo! Altos-fornos, plataformas ferroviárias e até caçambas - tudo isso não está incluso no modelo. Restam apenas duas partes conflitantes e isso já é um enorme avanço. Afinal, juntamente com outras partes, descartamos muitas opções “vazias” que teriam que ser consideradas. ARIZ possui regras sobre como construir um modelo de problema. O modelo deve sempre incluir o produto. O segundo elemento do modelo é o que processa e altera o produto – uma ferramenta ou parte dela que afeta diretamente o produto. Escolha correta de conflitante casais às vezes leva imediatamente a uma solução. Vejamos um problema simples. Problema 50. UM POOD DE OURO Em um pequeno laboratório, foi estudado o efeito do ácido quente nas ligas. 15-20 cubos de ligas diferentes foram colocados em uma câmara com paredes grossas de aço e o ácido foi derramado. Em seguida a câmara foi fechada e o forno elétrico ligado. O experimento durou de uma a duas semanas, depois os cubos foram retirados e sua superfície examinada ao microscópio. “Nossos negócios vão mal”, disse certa vez o chefe do laboratório. - O ácido corrói as paredes da câmara. “Devíamos cobri-los com alguma coisa”, sugeriu um funcionário. - Talvez ouro... "Ou platina", disse outro. “Não vai funcionar”, objetou o gerente. - Ganharemos em sustentabilidade, perderemos em custo. Eu já estava fazendo as contas: preciso de meio quilo de ouro... E então um inventor apareceu. - Por que desperdiçar ouro? - ele disse. - Vamos olhar para o modelo do problema e automaticamente obter outra solução... Como construir um modelo de tarefa? Qual é a resposta para o problema? Vamos descobrir isso juntos. O problema é apresentado por um sistema técnico composto por três partes - uma câmara, um ácido e cubos. Geralmente se acredita que esta é a função de prevenir a corrosão das paredes pela ação do ácido. Ou seja, voluntária ou involuntariamente, consideram o conflito entre a câmera e o ácido, e buscam meios de proteger a câmera do ácido. Você pode imaginar o que acontece? Um modesto laboratório de pesquisa de ligas deve abandonar esse trabalho e começar a resolver o problema mais difícil no qual milhares de pesquisadores trabalharam e trabalham sem muito sucesso: como proteger o aço da corrosão. Vamos até supor que esse problema possa eventualmente ser resolvido. Mas muito tempo vai passar e os testes de ligas precisam ser feitos hoje, amanhã... Usamos a regra para construir modelos. O produto é um cubo. O cubo é afetado por ácido. Aqui está o modelo do problema – um cubo e um ácido. A câmera simplesmente não atinge o modelo! Precisamos apenas considerar o conflito entre os cubos e o ácido. Isto é onde a diversão começa. O ácido corrói as paredes da câmara. Está claro qual é o conflito entre a câmera e o ácido. Mas o nosso modelo de problema inclui apenas um cubo e um ácido. Qual é o conflito entre eles?! Qual é a tarefa agora? O ácido está corroendo as paredes do cubo? Deixe-o corroer! É por isso que os testes são realizados. Acontece que não há conflito... Para compreender a essência do conflito entre o cubo e o ácido, devemos lembrar que não incluímos câmera no modelo. O ácido deve ficar perto do cubo sem câmara, mas o ácido em si não fará isso, ele se espalhará... Esse é o conflito que temos que eliminar. Substituímos um problema muito difícil (como evitar a corrosão) por um muito fácil (como evitar que o ácido próximo ao cubo se espalhe). A resposta é clara sem análise adicional: você precisa deixar o cubo oco, como um copo, e despejar o ácido dentro do cubo. Você pode chegar à resposta usando a análise de campo Su. O campo gravitacional Ptr (gravidade) altera o estado do ácido B1 (faz com que ele derrame) e não altera o estado do cubo B2:
Não há campo su, falta pelo menos uma flecha. Só pode haver duas opções:
A primeira opção: o ácido transfere seu peso para o cubo, pressionando-o. Para fazer isso, você terá que colocar o ácido dentro do cubo. Segunda opção: o cubo e o ácido experimentam o mesmo efeito do campo gravitacional. O ácido derramado cai livremente e o cubo cai livremente. Neste caso, o ácido não sairá do cubo. Teoricamente, a resposta é adequada, embora na prática – para as condições do nosso problema – seja muito complicada. Atenção: o palpite deu uma resposta, a análise “pegou” ambas. Sim, Sherlock Holmes não rejeitou o palpite à toa...
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