6.1. Наиболее употребляемые приемы

Из 40 основных приемов разрешения технических противоречий (так Альтшуллер назвал противоречие требований), разработанных Г. С. Альтшуллером, мы рассмотрим только 21 наиболее употребляемых приемов. Остальные приемы вы можете изучить самостоятельно.

Рассмотрим следующие приемы (номера приемоу указаны по системе Альтшуллера):

1. Принцип дробления.

2. Принцип вынесения.

3. Принцип местного качества.

4. Принцип асимметрии.

5. Принцип объединения.

6. Принцип универсальности.

7. Принцип «матрешки».

10. Принцип предварительного исполнения.

11. Принцип «заранее подложенной подушки».

13. Принцип «наоборот».

15. Принцип динамичности.

16. Принцип частичного или избыточного решения.

17. Принцип перехода в другое измерение.

20. Принцип непрерывности полезного действия.

21. Принцип проскока.

22. Принцип «обратить вред в пользу».

24. Принцип «посредника».

25. Принцип самообслуживания.

26. Принцип копирования.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности.

32. Принцип изменения окраски.

Приведем примеры на эти приемы.

1. ПРИНЦИП ДРОБЛЕНИЯ

а) Разделить объект на независимые части.

б) Выполнить объект разборным.

в) Увеличить степень дробления объекта.

Пример 6.1. Секционная шина

Предложена шина, состоящая из двенадцати секций (рис. 6.1). Теоретически в такой шине могли проколоться все 12 секций.

Рис. 6.1. Секционная шина. Патент США 2 859 791

Пример 6.2. Многосекционная шина

В дальнейшем число таких секций увеличивалось. Шина уже делилась не только в радиальном, но и в продольном направлениях (рис. 6.2). Эти шины уже не боялись прокола, но их нужно было долго накачивать — каждую камеру отдельно.

Разрешение этого противоречия — в соединении отдельных секций в единый патрубок с помощью трубок. Теперь можно накачивать сразу все секции шины, но шина стала значительно тяжелее. Возникло новое противоречие. Для того чтобы шина была более надежной, количество камер в ней должно быть как можно больше, но большое количество камер усложняет накачивание, а соединение всех камер системой трубок утяжеляет шину.

Рис. 6.2. Многосекционная шина

2. ПРИНЦИП ВЫНЕСЕНИЯ

Отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

Пример 6.3. Моющая машина

Чистая вода, энергетические ресурсы вынесены в отдельный блок. Туда поступает и грязная вода (рис. 6.3а). Кроме того, эта система может подключаться к общей трубе вместо отдельного блока или блок может подключаться к этой трубе (рис. 6.3б).

Рис. 6.3. Моющая машина

Пример 6.4. Портативный электрогенератор

На стоянке электроэнергию получают от электрогенератора, работающего от двигателя ДВС. Имеется большой шум и вибрация.

Генератор помещен в герметичный контейнер, размещенный в капсуле (рис. 6.4). Контейнер имеет водяную систему охлаждения с помощь забортной воды.

Рис. 6.4. Портативный электрогенератор

Пример 6.5. Грабитель

Прежде чем проникнуть в квартиру, вор обычно звонит в звонок и смотрит в «глазок», чтобы убедиться в отсутствии кого-либо дома.

По сигналу звонка в прихожей зажигается свет и в глазке появляется изображение глаза.

Пример 6.6. Лай собаки

В Германии создали прибор, который издает звук лающей собаки, когда кто-то звонит в дверь.

Задача 6.1. Футбольный стадион

Условия задачи

Футбольное поле покрыто травяным покровом, который требует тщательного ухода, доступа солнца и свежего воздуха. В плохих погодных условиях игрокам и болельщикам комфортнее находиться в закрытом стадионе.

Как быть?

Разбор задачи

Имеется техническое противоречие между состоянием травяного покрова и комфортностью игроков и болельщиков. Это противоречие разрешается использованием приема 2. Принцип вынесения.

Решение

На крытом футбольном стадионе в немецком городе Гельзенкирхене сделано выдвижное футбольное поле (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Футбольный стадион

Поле расположено на бетонной «тележке» массой 11 тысяч тонн с песчаной подстилкой и травяным покровом. После игры поле выдвигается гидравлическим механизмом из-под крыши, чтобы трава могла отдохнуть под солнцем, ветром и дождем. Пока трава «выгуливается», стадион превращается в гигантский многоцелевой зал.

Стадион имеет высотой 50 метров и вмещает 52 тысячи зрителей.

Пример 6.7. Столкновение с птицами

Столкновения самолетов с птицами вызывают иногда тяжелые катастрофы (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Столкновение самолета с птицами

В США запатентованы самые различные способы отпугивания птиц от аэродромов (механические чучела, распыление нафталина и т. д.).

Наилучшим оказалось громкое воспроизведение крика перепуганных птиц, записанное на магнитофонную ленту.

Отделить птичий крик от птиц — решение, характерное для принципа вынесения.

3. ПРИНЦИП МЕСТНОГО КАЧЕСТВА

а) Перейти от одной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.

б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции.

в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.

Задача 6.2. Снижение волнового сопротивления

Условия задачи

При движении судна его нос (форштевень) создает волну. Чем больше скорость, тем больше волна. Волны создают волновое сопротивление, на преодоление которого расходуется значительная часть мощности двигателя. Как снизить волновое сопротивление воды движению океанских судов?

Разбор задачи

ПТ. Увеличение скорости движения судна приводит к увеличению волнового сопротивления.

Такое сопротивление может, в частности, решаться, наложением двух последовательных волн, чтобы они взаимно гасили друг друга. Для создания дополнительной волны используем прием 3. Принцип местного качества.

Решение

Дополнительную волну создают с помощью утолщения в подводной части судна, подобное луковице или грушеобразной формы, которое назвали носовой бульб (от фр. bulbe — луковица). Он уменьшает образование волн, созданных носом судна при движении, и тем самым понижает волновое сопротивление. Бульб (рис. 6.7) снижает на 12‒15% расход топлива.

Рис. 6.7. Носовой бульб (обведен линией)

Задача 6.3. Курение в кафе

Условия задачи

Курение запретили во всех общественных местах. Владельцы кафе не хотят терять клиентов, которые курят. Как быть?

Разбор задачи

Курение раздражает посетителей, которые не курят.

ПТ между желанием курильщиков курить в кафе и раздражением некурящих посетителей.

Значит необходимо, чтобы сигаретный дым не распространялся от курящего.

Решение использованием приема 3. Принцип местного качества.

Решение

Во Франции нашли решение проблемы. В кафе сделали прозрачные опускающиеся колпаки с вытяжкой (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Колпак для курения

Задача 6.4. Фуршет

Условия задачи

Во время фуршета приглашенные едят стоя. Часто у них заняты обе руки. В одной тарелка, в другой бокал. Неудобно пользоваться вилкой и приветствовать друг друга рукопожатием. Как быть?

Разбор задачи

ПТ между необходимостью держать тарелку, вилку и бокал и возможностью поздороваться.

Руку с бокалом можно освободить. Решение использованием приема 3. Принцип местного качества.

Решение

Бокал вешается на шею (рис. 6.9а) или укрепляется на тарелке (рис. 6.9б).

Рис. 6.9. Фуршет

Пример 6.8. Зонтики

Японцы предложили сделать зонтики для обуви (рис. 6.10). Имеется зонтик для фотоаппарата (рис. 6.11).

Рис. 6.10. Зонтики для туфель

Рис. 6.11. Зонтик для фотоаппарата

4. ПРИНЦИП АСИММЕТРИИ

Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.

Пример 6.9. Асимметричные разъемы

Для безопасности сборки электронных приборов, например, компьютеров, разъемы делают асимметричными (рис. 6.12).

Рис. 6.12. Асимметричные разъемы

Пример 6.10. Асимметричные шины

Асимметричный рисунок протектора (рис. 6.13) оптимизирует площадь пятна контакта с дорогой на виражах и на мокрой дороге.

Рис. 6.13. Асимметричная шина

5. ПРИНЦИП ОБЪЕДИНЕНИЯ

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

Пример 6.11. Многофункциональное устройство

Выпускались отдельно телефон, факс, сканер, принтер и копировальная машина. В дальнейшем их объединили в единую многофункциональную машину (рис. 6.14), так как у них много общих функций и, следовательно, однотипных устройств. Факс имел сканер и принтер. Иногда его использовали и как копировальную машину. Копировальная машина имела сканер и принтер.

Рис. 6.14. Многофункциональная машина

Пример 6.12. Духовка-холодильник

«Умная духовка» подключена к интернету и имеет две раздельные камеры. Каждая из камер способна разогревать и замораживать продукты. Они могут это делать даже одновременно: одна камера работает как холодильник, а другая — как духовка (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Духовка-холодильник

Пример 6.13. Машина вертикального взлета

Концепт-машина вертикального взлета и посадки носит название X-50A Dragonfly («Стрекоза»). Аппарат на паритетных началах спроектирован корпорацией Boeing и агентством передовых исследований DARPA (рис. 6.16).

Рис. 6.16. Машина X-50A Dragonfly («Стрекоза»)

Задача 7.6. Обработка тонкого стекла

Условия задачи

Для изготовления одного очень важного устройства потребовалось изготовить деталь сложной формы из тонкого стекла. Есть станок для обработки стекла, но на нем можно обработать только толстое стекло, а тонкое ломается.

Как быть?

Разбор задачи

ПТ между необходимостью обработки тонкого стекла и его хрупкостью при обработке.

Воспользуемся приемом 5. Принцип объединения.

Решение

Склеить тонкие стекла в блок, обработать, а затем растворить клей.

Задача 6.7. Долгоносик

Условия задачи

Однажды в институте зерна академик Лисицын сказал изобретателю Анатолию Качугину, что намечено совещание по одной из важнейших проблем — борьбе с долгоносиком. Нужно исследовать условия существования жука, в частности определить температуру его тела (рис. 6.17).

В то время не было приборов, позволяющих решить такую задачу.

Как быть?

Рис. 6.17. Измерение температуры долгоносика

Разбор задачи

ПТ между необходимостью измерения температуры тела маленького жука и отсутствием миниатюрного термометра.

Воспользуемся приемом 5. Принцип объединения.

Решение

Качугин объяснил, как измерить температуру долгоносика обыкновенным термометром: надо набрать стакан долгоносиков (рис. 6.18) и измерить их температуру.

Рис. 6.18. Измерение температуры долгоносика

6. ПРИНЦИП УНИВЕРСАЛЬНОСТИ

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

Пример 6.14. Концепция AUTOnomy General Motors

Компания General Motors разработала автомобиль, который может менять кузов (рис. 6.19). Разработали платформу AUTOnomy, в которую вместили все механизмы. На эту платформу можно поставить другой кузов. Поэтому машина получилась универсальная.

Рис. 6.19. Концепция автомобиля AUTOnomy GM

Пример 6.15. Смартфон

Смартфон очень многофункциональное устройство, включающее телефон, фото- и киноаппараты, часы, компьютер и многое другое (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Смартфон

7. ПРИНЦИП «МАТРЕШКИ»

а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

Пример 6.16. Складной самолет

В патенте США 5 645 250 описывается самолет с телескопическими крыльями (рис. 6.21). В данном решении использован прием 7. Принцип «матрешки».

В этом патенте предложено использовать это свойство в полете для изменения геометрии крыла. Самолет имеет возможность заменять шасси на понтоны или лыжи во время полета и садиться твердый грунт, воду или снег. Кроме того, может меняться расположение винтов. Все это позволяет сделать самолет более безопасным. Это соответствует приему 6. Принцип универсальности.

Рис. 6.21. Многоцелевой самолет. Патент США 5 645 250

Пример 6.17. Складная гладильная доска

В патенте США 4 991 325 описывается гладильная доска, складывающаяся телескопически (рис. 6.22). В данном решении использован прием 7. Принцип «матрешки».

Рис. 6.22. Складная гладильная доска. Патент США 4 991 325

10. ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).

б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на доставку.

Задача 6.8. Окраска древесины

Условия задачи

В детских садах и в школах желательно иметь разноцветную мебель. При изготовлении на дерево наносится несколько слоев краски. Но самую прочную краску можно содрать или поцарапать. А как повысить прочность окраски древесины?

Краска должна проникнуть внутрь дерева. После того, как дерево спилено, этого сделать нельзя — иначе бы и задачи не было.

Разбор задачи

ПТ Краска должна быть во всем объеме древесины, но это невозможно сделать технически.

Воспользуемся приемами 10. Принцип предварительного действия и 5. Принцип объединения.

Значит, красить надо заранее, когда что-то может проникнуть внутрь дерева и распределиться по всему дереву.

Решение

Поливать дерево водой с красящими добавками во время его роста, тогда оно все будет равномерно окрашено.

Пример 6.18. Занавеска

Японцы выпускают специальную «занавеску», которая надевается на голову, чтобы другие им не мешали спать в общественном транспорте (рис. 6.23). В данном решении использован прием 10. Принцип предварительного действия.

Рис. 6.23. Занавеска для сна

Пример 6.19. Федоровская «ромашка»

Академик Святослав Николаевич Федоров разделил процесс офтальмологических операций на части и создал конвейерный способ в хирургии глаза. Была создана так называемая «ромашка» Федорова

(рис. 6.24). В данном решении использован прием 10. Принцип предварительного действия.

Рис. 6.24. Федоровская «ромашка» — операционный конвейер

11. ПРИНЦИП «ЗАРАНЕЕ ПОДЛОЖЕННОЙ ПОДУШКИ»

Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

Пример 6.20. Ремень безопасности

В автомобиле были введены ремни безопасности (рис. 6.25).

Рис. 6.25. Ремни безопасности

Пример 6.21. Подушки безопасности

Чтобы обеспечить защиту головы от ударов при столкновениях, создали подушки безопасности, а для случая бокового столкновения компания Volvo разработала дополнительные надуваемые занавески (рис. 6.26). Это новый тип надувного мешка, который крепится вне поля зрения вдоль боковой стороны крыши. Он обеспечивает равную защиту независимо от того, сидите ли вы спереди или сзади. Если автомобиль ударяется боковой стороной, то занавеска надувается за несколько тысячных долей секунды.

Рис. 6.26. Подушки безопасности

Пример 6.22. Система WHIPS

Удары сзади даже на низких скоростях часто приводят к травмам спины и шеи. Такие «плетевые» травмы могут быть причиной очень длительных страданий. Система WHIPS (Whiplash Protection System) разработана компанией Volvo и встроена в оба передних сидения (рис. 6.27). WHIPS срабатывает мгновенно, если ваш автомобиль получает удар сзади, уменьшая нагрузку на спину и шею.

Система срабатывает в двух фазах. В первой фазе механизм предотвращает слишком глубокое вдавливание сидящего в спинку сидения. Она также обеспечивает поддержку позвоночника и предотвращает его излишнее изгибание. В то же самое время, WHIPS позволяет всей спинке в целом двигаться назад, предохраняя пассажира двигаться вперед. Верхняя часть спинки движется вверх и вперед, заставляя подголовник лучше поддерживать шею и голову. Во второй фазе механизм WHIPS позволяет спинке еще отклониться назад, поглощая энергию удара и снижая опасный эффект катапульты. WHIPS создана для того, чтобы обеспечить защиту на скоростях до 30 км/ч, именно на этих низких скоростях причиняются т. н. «плетевые» травмы.

Рис. 6.27. Система WHIPS

Пример 6.23. Детское кресло безопасности

Разработано безопасное детское кресло (рис. 6.28).

Рис. 6.28. Детское кресло

Пример 6.24. Корпус автомобиля

Корпус современного автомобиля имеет жесткую капсулу внутри, зоны деформации для снижения силы удара (рис. 6.29), элементы, отклоняющие и рассеивающие силы удара, усилители для предотвращения проникновения передних колес в пассажирское пространство, деформируемую при фронтальном столкновении рулевую колонку.

Рис. 6.29. Жесткие элементы и зоны деформации корпуса автомобиля

Пример 6.25. Место взрыва

Оплетение заранее места взрыва гибкой сетью делает его безопасным для окружающих. Сеть быстро крепится к земле специальными анкерами. В данном решении использован прием 11. Принцип «заранее подложенной подушки».

Практически все аварийные средства выполняются по приему 11. Принцип заранее подложенной подушки.

13. ПРИНЦИП «НАОБОРОТ»

а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).

б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную — движущейся.

в) Перевернуть объект «вверх ногами».

Пример 6.26. Радар

Появились радары, измеряющие скорость движения автомобиля, и автоматизированные камеры, фиксирующие нарушение. С появлением радара у водителей возникла потребность знать, когда полиция фиксирует скорость движения их автомобилей. Появились детекторы, оповещающие об этом. Кроме того, появились средства предупреждения превышения скорости.

Первоначально полиция боролась с людьми, приобретавшими детекторы радара. Затем полиция не только разрешила, а даже настаивала на приобретении детектора. На дорогах поставили генераторы, имитирующие сигнал радара. Водители, услышавшие такой сигнал, тут же снижают скорость.

Пример 6.27. Тренировка бегунов

Спортсмены тренируются, бегая по беговой дорожке на стадионе. Сейчас имеются движущиеся беговые дорожки и тренажеры, в которых можно задавать скорость движения ленты, ее наклон и другие параметры (рис. 6.30). Движется лента, а спортсмен находится на одном месте.

Рис. 6.30. Тренировка бегунов

Пример 6.28. Тренировка пловцов

Создано устройство для тренировки пловца. Это не большой бассейн. Пловец на месте, а движется вода (рис. 6.31).

Рис. 6.31. Тренировка пловцов

15. ПРИНЦИП ДИНАМИЧНОСТИ

а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.

б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

Пример 6.29. Пешеходный переход

Японцы создали пешеходный переход, который может появляться там, где захотел пешеход. Он сделан в виде разворачивающейся ленты (рис. 6.32). Получился динамичный переход.

Рис. 6.32. Динамичный пешеходный переход

Задача 6.9. Динамичный автомобиль

Условия задачи

На крутых поворотах на большой скорости автомобиль заносит в сторону.

Как предотвратить заносы?

Разбор задачи

ПТ. Противоречие между центробежными силами, возникающими на поворотах и создающими занос машины, и необходимостью удержать машину на полосе трассы.

Воспользуемся приемом 15. Принцип динамичности.

Решение

Разработали автомобиль с динамичной подвеской. При поворотах корпус и колеса наклоняются в сторону к центру окружности поворота

(рис. 6.33), подобно велосипедисту или мотоциклисту.

Рис. 6.33. Динамичный автомобиль

16. ПРИНЦИП ЧАСТИЧНОГО ИЛИ ИЗБЫТОЧНОГО РЕШЕНИЯ

Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить «чуть меньше» или «чуть больше». Задача при этом может существенно упроститься.

Задача 6.10. Корчевание пней

Условия задачи

После корчевания пней остается большая и глубокая яма, так как корни могут уходить на несколько метров вглубь и в стороны (рис. 6.34а).

Как быть?

Рис. 34a. Корчевание пней

Разбор задачи

ПТ. Необходимость корчевания пней приводит к появлению больших и глубоких ям.

Для решения задачи воспользуемся приемом 16. Принцип частичного или избыточного решения.

Будем убирать только главную часть пня — его середину (частичное решение).

Решение

Создали бур, который вырезает только середину пня — сам ствол

(рис. 6.34б).

Рис. 34б. Корчевание пней

Пример 6.30. Приспособление для сна

Когда человек хочет заснуть и ему мешает свет, то он надевает на глаза повязку для сна (рис. 6.35).

Рис. 6.35. Маска для сна

Придумали устройство, закрывающее всю голову (рис. 6.36). Это по существу подушка Wrap-a-Nap. Мягкая плюшевая подушка оборачивается вокруг головы и застегивается на липучку, делая сон приятным и удобным в любом месте и в любое время. Офисная подушка окутывает голову, поэтому закрывает глаза, как маска для сна, и закрывает уши и не нужны беруши. Подушка разработана в дизайнерской студии Kawamura Ganjavian (Мадрид).

Рис. 6.36. Приспособление для сна

Пример 6.31. Окраска деталей

При покраске цилиндрических деталей на них с избытком подают краску (окунают в ванну), а затем вращением детали лишнюю краску удаляют (а. с. 242 714).

17. ПРИНЦИП ПЕРЕХОДА В ДРУГОЕ ИЗМЕРЕНИЕ

а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений.

б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.

в) Наклонить объект или положить его «набок».

г) Использовать обратную сторону данной площади.

д) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади.

Задача 6.11. Стрельба из-за угла

Условия задачи

Стрельба из-за угла требует видеть, куда нужно стрелять. В это время противник может поразить стреляющего.

Как быть?

Разбор задачи

ПТ. Стрельба из-за угла требует выглянуть, что может привести к поражению стреляющего.

Воспользуемся приемом 17. Принцип перехода в другое измерение.

Решение

Разработан автомат, передняя часть которого имеет шарнир и может загибаться вправо или влево. На подвижной части установлена камера, и стреляющий видит, что происходит за углом, не высовываясь (рис. 6.37).

Рис. 6.37. Стрельба из-за угла

Пример 6.32. Дверь автомобиля

Дверь закрывается к корпусу автомобиля. Если во время закрытия между дверью и корпусом оказывается рука или нога, то это может привести к травме. Двери багажника или двери, открывающиеся вверх, могут испортиться и падать под силой тяжести. Это может привести к травмам.

Одно из предложенных решений — дверь открывается вниз — «падает». Это решение защищено патентом США 5 524 960 (рис. 6.38).

Дверь убирается в дно автомобиля.

Кроме безопасности, такая дверь создает удобство при посадке и выходе из машины.

Рис. 6.38. «Падающая» дверь. Патент США 5 524 960

20. ПРИНЦИП НЕПРЕРЫВНОСТИ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).

б) Устранить холостые и промежуточные ходы.

Пример 6.33. Зонт собирает воду

Японцы предложили зонт, который кроме своей основной функции, собирает дождевую воду (рис. 6.39).

Рис. 6.39. Зонт собирает воду

Пример 6.34. Домашние тапочки

Предложены домашние тапочки, на подошве которых имеются тряпки, которые во время ходьбы по квартире убирают пыль с пола (рис. 6.40).

Рис. 6.40. Домашние тапочки

Пример 6.35. Порожний рейс

Транспорт везет груз в одну сторону и часто возвращается порожним. Подбирают специально груз, который нужно отвезти в обратную сторону.

Пример 6.36. Автомобили в поездах

Немецкие специалисты из Технического университета в Брауншвейге (Technical University of Braunschweig) в 2001 году разработали концепцию AutoShuttle — автомобильного шаттла, перевозящего автомобили по рельсам в специальных вагонах (рис. 4.41).

Согласно расчетам авторов, концепция AutoShuttle обладает следующими преимуществами:

— дешевле, чем ехать на той же машине по дороге;

— быстрее, скорость — 180 км/час;

— экологически чисто;

— в-четвертых — безопасность;

— никаких пробок.

Можно еще добавить, что во время транспортировки водитель не занят управлением автомобиля и может заниматься другими делами.

Машина с автострады подъезжает к станции «Автошаттла», где датчики замеряют ее габариты, и передается запрос на подходящую кабину. Машина въезжает в прозрачную кабину и двигатель глушится.

Рис. 6.41. Концепция перевоза автомобиля AutoShuttle

Пример 6.37. Автомобили в поездах

Другую концепцию предложила американская компания Autran Corp. Пассажиры едут отдельно, машина отдельно — на грузовой платформе (рис. 6.42). Платформа открытая, имеет возможность поворота и снабжена системой крепления автомобиля.

Рис. 6.42. Концепция платформы компания Autran Corp

Пример 6.38. Автомобили в поездах

Еще одну концепцию транспортировки по рельсам автомобиля представила американская компания AVT-Solatrek Trains (рис. 6.43). Машина помещается в фешенебельное звукоизолированное купе с кондиционером, диванами, туалетом и игровыми автоматами.

Машина пакуется на челнок (рис. 6.43а). Затем станция по отдельной колее догоняет поезд (рис. 6.43б) и стыкуется с пустым купе. Дверь купе открывается, и машина посредством выдвижной платформы перегружается на поезд (рис. 6.43в). Когда погрузка автомобиля в AVT-TRAIN завершена, пассажиры могут расслабиться (рис. 6.43г).

Рис. 6.43. Концепция перевоза автомобиля AVT-Solatrek Trains

21. ПРИНЦИП ПРОСКОКА

Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

Пример 6.39. Резка труб

При резке труб нож сминает края. Предложено резку труб осуществлять на большой скорости (рис. 6.44).

Рис. 6.44. Резка труб

Задача 6.12. Каскадеры

Условия задачи

Трюки в кино делают каскадеры. Это опасная профессия. Известно много случаев, когда каскадеры погибали. Каскадер по ходу сюжета должен поехать через огонь.

Как сделать, чтобы трюк был безопасный?

Разбор задачи

Воспользуемся приемом 21. Принцип проскока.

Решение

Каскадер проезжает через огонь на очень большой скорости (рис. 6.45).

Рис. 6.45. Каскадер

Задача 6.13. Картофель

Условия задачи

Картофель может гнить из-за бактерий, находящихся на его поверхности. Тепло убивает бактерии, однако слишком много тепла превратит сырой картофель в печеный.

Как быть?

Разбор задачи

ПТ. Тепловая обработка картофеля уничтожает бактерии, но делает его печеным.

Воспользуемся приемом 21. Принцип проскока.

Решение

Картофель обрабатывают пламенем 500—850 °С в течение короткого времени, 4—8 секунд. Этого достаточно, чтобы убить бактерии на поверхности и не влиять на внутреннюю часть картофеля.

22. ПРИНЦИП «ОБРАТИТЬ ВРЕД В ПОЛЬЗУ»

а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта.

б) Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором.

в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

Задача 6.14. Туман в аэропорту

Условия задачи

Туман создает проблемы для аэропортов, вызывая задержки рейсов, в связи с безопасностью взлетов и посадок и т. д.

Разбор задачи

Используем прием 22. Принцип «обратить вред в пользу».

Решение

Было предложено бороться с туманом, распыляя искусственный туман, насыщаемый заряженными частицами аэрозоля. Капли естественного тумана соединяются с искусственными, образуя дождь.

Пример 6.40. Тушение пожара

Огонь, распространяющийся в поле или в лесу, можно погасить встречным огнем. Когда два пожара соединяются, то они гасят друг друга (рис. 6.46).

Рис. 6.46. Огонь гасят встречным огнем

Пример 6.41. Резка хлеба

Когда режут хлеб, то остаются крошки.

На разделочной доске можно сделать отверстия, а под доской поместить кормушку для птицы (рис. 647).

Рис. 6.47. Кормушка для птиц

24. ПРИНЦИП «ПОСРЕДНИКА»

Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие.

Задача 6.15. Глухой охотник

Условия задачи

На белок охотятся с помощью собаки, которая загоняет животное на дерево и лает.

Охотник оглох и не слышал лая собаки.

Как быть охотнику?

Разбор задачи

ПТ. Охотник должен слышать лай собаки, чтобы идти на ее голос, но он оглох и не может слышать лай.

Используем прием 24. Принцип «посредника».

Решение

Охотник приобрел еще одну собаку и держал ее на коротком поводке. Когда эта собака слышала лай другой собаки, то она приводила охотника к другой собаке.

Задача 6.16. Чистка трубы

Условия задачи

Физику Роберту Вуду нужно было чистить от пыли и паутины спектроскоп (деревянная труба 20 метров длиной и 15 см в диаметре).

Разбор задачи

Используем прием 24. Принцип «посредника».

Решение

Он использовал своего кота, запустив его в трубу, и блокировал вход. Кот, тянущий длинный хвост паутины, выполз из другого конца.

25. ПРИНЦИП САМООБСЛУЖИВАНИЯ

а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции.

б) Использовать отходы (энергии, вещества).

Задача 6.17. Очистка железнодорожных путей

Условия задачи

Очистку железнодорожных путей осуществляют с помощью специального локомотива или навесного оборудования. Это не идеально. Необходимо приобретать специализированное оборудование, тратить лишнюю энергию, время, человеческие ресурсы на эксплуатацию и ремонт.

Как избежать этого?

Разбор задачи

ПТ. Необходимость чистить железнодорожные пути от снега и грязи, требует приобретения специального оборудования, лишних затрат энергии и обслуживающего персонала.

Используем прием 25. Принцип самообслуживания.

Решение

Очистку железнодорожных путей можно проводить набегающим на локомотив потоком воздуха, направляя его в нужное место с помощью специальных экранов и отверстий (рис. 6.48). Каждый локомотив может быть снабжен при изготовлении таким приспособлением (а. с. 1 054 483). Тогда железнодорожные пути не нужно будет специально очищать.

В этом изобретении использовали ресурсы — набегающий поток воздуха.

Рис. 6.48. Очистка железнодорожных путей. А. с. 1 054 483

1 — шасси; 2‒4 — воздуховоды; 2 — заборный воздуховод;

3 — направляющий воздуховод; 4 — вспомогательный воздуховод; 5 — передние стенки воздуховода; 6 — боковые стенки воздуховода; 7 — выпускные окна.

Пример 6.42. Ткань для автомобильных кресел

В автомобильных креслах разводятся клещи. Компания Toyota разработала ткань, которая препятствует аллергенам клеща становиться активными в салоне транспортного средства. Этой тканью будут покрываться автомобильные кресла. Ткань содержит вещество, способное нейтрализовать 98% аллергенов клещей. Это вещество не влияет на цвет или структуру ткани. Принцип работы антиаллергена показан на рис. 6.49.

Другие разработки компании включают в себя появление сидений Fraichir, в состав которых входит серицин — белок, получаемый из натурального шелка, препятствующий раздраженю кожи; автоматический кондиционер, способный оперативно бороться с аллергенами типа пыльцы; и, наконец, первый в мире кондиционер, поддерживающий в салоне машины надлежащий уровень кислорода.

Зона обработки антиаллергенным реагентом

Распространение аллергенных клещей подавлено

Рис. 6.49. Действие ткани на клеща

Пример 6.43. Посадка-высадка из автомобиля

Удобство посадки-высадки значительно усовершенствовано в некоторых автомобилях. В автомобиле Toyota-PM-Personal-Mobility

(рис. 6.50а) корпус максимально поднят, а кресло выдвигается вперед. У автомобиля Toyota Fine-X concept (рис. 6.50б) две боковые широкие двери поднимаются наверх, полностью освобождая пространство для входа и выхода. На парковке пол опускается на 20 сантиметров, а кресла разворачиваются на 90 градусов к выходу, немного выступая за пределы автомобиля, облегчая посадку-высадку. В автомобиле Nissan Pivo 2 (рис. 6.50в) разворачивается кабина на 90 градусов.

Рис. 6.50а. Toyota-PM-Personal-Mobility

Рис. 6.50б. Toyota Fine-X concept

Рис. 6.50в. Nissan Pivo 2

26. ПРИНЦИП КОПИРОВАНИЯ

а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии.

б) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии).

в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым.

Пример 6.44. Полицейская машина

В США на дорогах ставят силуэт полицейской машины, сделанной из фанеры (рис. 6.51). Водитель, заметивший такой силуэт, непроизвольно снижает скорость до разрешенной величины.

Рис. 6.51. Силуэт полицейской машины из фанеры

Задача 6.18. Платье для Портоса

Условия задачи

Портосу нужно было сшить новый костюм, но он не захотел, чтобы к нему прикасались для снятия мерок. Что изобрел драматург Мольер, оказавшийся в приемной портного?

Разбор задачи

ПТ. Для снятия мерок необходимо прикоснуться к Портосу, но он не допускает этого.

Используем прием 26. Принцип копирования.

Решение Мольер подвел Портоса к зеркалу и снял мерки с изображения мушкетера (рис. 6.52).

Рис. 6.52. Платье для Портоса

Задача 6.19 Яд-Ва-Шем

Условия задачи

Нет человека в Израиле, который не посетил бы музей памяти катастрофы еврейского народа. Больше всего потрясает павильон памяти погибших 1.000.000 детей. При задумке этого павильона возникла изобретательская ситуация. В честь погибшего необходимо ставить свечу. Значит, нужен павильон, где зажжено такое большое количество свечей. Их нужно не только разместить, но и следить за тем, чтобы они во время работы музея постоянно горели. Как это обеспечить?

Разбор задачи

ПТ. Необходимость иметь очень большое количество зажженных свечей требует помещение большой площади и поддержание горения всех свечей.

Создатели этого павильона очень красиво решили эту изобретательскую задачу. Они использовали прием 26. Принцип Копирования.

Решение

Легко разместить и следить за одной свечей.

Значит, одна свеча должна показывать много — т. е. многократно отразиться (вспомни калейдоскоп).

Именно так и поступили создатели этого музея.

Для усиления впечатления там сделано еще кое-что.

Ты поднимаешься в темную комнату по наклонной плоскости, держась за поручень, перед тобой и над тобой купол с большим количеством огоньков от горящих свечей и слышны детские голоса. Дорога постепенно заворачивает и начинает плавно спускаться…

27. ДЕШЕВАЯ НЕДОЛГОВЕЧНОСТЬ ВЗАМЕН ДОРОГОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

Заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

Задача 6.20. Обучение парикмахеров

Условия задачи

Обучение парикмахеров бритью связано с опасностью порезать клиента.

Как обучить ученика брить клиента, не причиняя ему вред?

Разбор задачи

ПТ. Обучение ученика брить клиента может нанести ему вред.

Воспользуемся приемом 26. Принцип копирования.

Решение

Мыльную пену наносят на воздушный шарик (рис. 5.53).

Если обучающийся сделает ошибку, то шарик лопнет.

Рис. 6.53. Обучение парикмахеров

Пример 6.45. Одноразовая посуда

Одноразовая посуда и все одноразовые вещи, например салфетки подгузники и т. д., — яркий пример приема 27. Принцип дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности.

32. ПРИНЦИП ИЗМЕНЕНИЯ ОКРАСКИ

а) Изменить окраску объекта или внешней среды.

б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.

в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки.

г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.

Задача 6.21. Варка яиц

Условия задачи

Как определить степень готовности яиц во время их варки?

Разбор задачи

Используем прием 32. Принцип изменение окраски.

Решение

Яйцо красят термочувствительной краской. По мере готовности будет появляться надпись «всмятку», «в мешочке», «крутое».

На этом принципе создали устройство, которое постепенно меняет цвет от оранжевого до белого с краев до середины (рис. 6.54.

Рис. 6.54. Варка яиц

Задача 6.22. Лодка

Условия задачи

Когда люди катаются на лодке, то им трудно наблюдать что происходит под водой.

Как быть?

Разбор задачи

Используем прием 32. Принцип изменение окраски.

Решение

Создали прозрачную лодку, в которой легко видеть, что творится под водой прямо под их ногами (рис. 6.55).

Рис. 6.55. Прозрачная лодка

Пример 6.46. Хамелеон

Природа часто использует прием 32. Принцип изменения окраски. Этот процесс часто используется для маскировки. Типичные примеры — это хамелеон (6.56), осьминог.

Рис. 6.56. Хамелеон

Дополнительные примеры на приемы устранения противоречий можно посмотреть в книге «Универсальные приемы разрешения противоречий».

 

6.2. Сочетание приемов

Как правило, наиболее сильные решения получаются сочетанием различных приемов. Приведем примеры только на сочетание некоторых приемов.

Пример 6.47. Напильник

Японский изобретатель Хабаро Такэси предложил делать напильник из набора плоских элементов типа ножовочных полотен. Такой напильник можно легко разобрать, при этом он очищается от опилок, после сборки он снова готов к работе. При этом разрешается физическое противоречие — зубья напильника должны находиться БЛИЗКО друг от друга, чтобы можно было им работать, и должны находиться ДАЛЕКО друг от друга, чтобы не забиваться опилками.

Напильник сначала раздробили на отдельные полотна (принцип дробления), потом объединили (принцип объединения).

В решении использован прием-антиприем «Принцип дробления — объединения».

Пример 6.49. Французское вино J. P. Chenet

Однажды французскому королю Людовику XIV подали к обеду бутылку красного вина от винодела Шене. Вино было превосходно, а вот бутылка кривовата. Людовик рассердился и велел доставить винодела Шене в Лувр.

— Что такое, господин Шене? — спросил Людовик, ткнув пальцем в кривую бутылку.

— Она склоняется перед блеском Вашего Величества, тут же нашелся хитрый винодел.

Людовик оценил находчивость придворного и щедро наградил его. С тех пор все вина Шене разливают в такие бутылки (рис. 6.57).

Сама бутылка симметричная, а горлышко — не симметричное.

Использован прием—антиприем «Принцип симметрии — асимметрии».

Рис. 6.57. Французское вино Шене

Дополнительные примеры на приемы можно посмотреть в [9, 10].

 

6.3. Самостоятельная работа

6.3.1. Вопросы для самопроверки

1. Назовите приемы разрешения противоречий. Приведите примеры на каждый из них.

2. Сколько существует наиболее употребляемых приемов? Приведите примеры некоторых из них.

6.3.2. Темы докладов и рефератов

1. Использование приемов разрешения противоречий в информационных технологиях.

2. Использование приемов разрешения противоречий в вашей области.

3. Использование приемов разрешения противоречий в любой области области на ваш выбор.

6.3.3. Выполните задания

1. Приведите примеры разрешения противоречия.

1.1. Приведите по 2—4 примера на каждый из рассмотренных приемов (желательно из вашей области знаний).

2. Решите задачи, используя логику АРИЗ.

2.1. Задача 6.23. Беременная женщина

Условия задачи

Во время беременности женщина не может лежать на животе. Как быть?

2.2. Задача 6.24. Автомобильные фары

Условия задачи

Дальний свет автомобильных фар может ослепить встречного водителя. Как быть?

2.3. Задача 6.25. Перевозка оконных стекол

Условия задачи

Оконные стекла для транспортировки укладывают в дощатый ящик и пересыпают стекло каким-либо «мягким» материалом, например опилки, стружки, полиуретан и т. п.

При таком способе упаковки стекло во время транспортировки и неосторожной разгрузки бьется. Кроме того, на упаковку расходуется много древесины (доски, опилки или стружка).

Как быть?

2.4. Задача 6.26. Робин Гуд

Условия задачи

Во время съемки фильма «Робин Гуд» на Ленинградской киностудии необходимо было отснять эпизод, когда стрелу выпускают из лука, показывают ее полет и попадание стрелы в жертву. Режиссер настаивал на том, чтобы это была реальная съемка, а не комбинированная.

Решили под одежду актера, игравшего эту жертву, положить деревянную дощечку и пригласили лучших лучников страны. Тем не менее была опасность, что даже лучший лучник может промахнуться и травмировать актера.

Как сделать так, чтобы стрела однозначно попала бы только в деревянную плиту?

2.5. Задача 6.27. Лодки поморов

Условия задачи

Лодки поморов отличаются особо высокой надежностью. Эта надежность достигается тем, что лодки выполнены из цельного дерева. Но вот что интересно: ширина лодки втрое больше ширины самого большого дерева. Как же поморам удавалось строить такие лодки?

2.6. Задача 6.28. Кресло парикмахера

Условия задачи

Парикмахеры часто выезжают к клиенту на дом. Как правило, у клиента нет специального кресла, удобного для парикмахера. Ему приходится стричь клиента на неудобном для него стуле или кресле.

Как быть?

2.7. Задача 6.29. Пайка проводов

Условия задачи

Имеются полистироловые катушки с тонким изолированным проводом и металлическими ножками. Припайку провода к ножкам осуществляли окунанием в ванну с припоем при 280°. Однако при этом требовалась зачистка концов провода. С целью повышения производительности было предложено вести пайку при температуре припоя 380°. При этой температуре изоляция провода сгорает, происходит лужение провода. Однако при такой температуре ножки катушки перегреваются, полистирол размягчается и ножки перекашиваются, а это недопустимо. Как быть?

2.8. Задача 6.30. Уничтожение немецких мин

Условия задачи

Во время I мировой войны одна из немецких подводных лодок поставила много мин у входа в порт Уотерфорд (Ирландия).

Как быть?

2.9. Задача 6.31. Затонувшие вазы

Условия задачи

Корабль вез ценные вазы для японского императора и затонул. Ныряльщики не могли достать вазы, так как это было глубоко для них. Как быть?

2.10. Задача 6.32. Труба

Условия задачи

По трубам подавали щелочную жидкость. Трубы зарастали. По другим трубам подавали кислую жидкость. Кислота разъедала стенки труб. Как быть?

2.11. Задача 6.33. Обнаружение новой звезды

Условия задачи

Астрономы наблюдают за звездным небом. С определенной периодичностью делают снимки участков неба (рис. 6.58). Чтобы обнаружить появление новой звезды на небе, снимки сравниваются. На снимке тысячи звезд и сравнивать снимки достаточно сложно.

Как упростить этот процесс?

Рис. 6.58. Фотография звездного неба

2.12. Задача 6.34. Повязка

Условие задачи

Повязка позволяет изолировать рану от окружающей среды, способствуя заживлению, но для наблюдения за процессом заживления приходится снимать повязку, травмируя рану. Особенно это важно для лечения всех плохо заживающих ран в фазе грануляции и эпителизации (трофические язвы, пролежни, ожоги I и II ст., ссадины, в местах взятия расщепленных кожных трансплантатов). Как улучшить процесс наблюдения за раной, не снимая повязки?

2.13. Задача 6.35. Тостер

Условия задачи

Когда поджаривается хлеб в тостере, то не видно степень поджаривания. Можно не дожарить или пережарить тост.

Как быть?

2.14. Задача 6.36. Пароход во льдах

Условия задачи

Судно «Гаусс» немецкой антарктической экспедиции (1901—1903 гг.), руководимой Эрихом фон Дригальским (Drуgalski), было зажато во льдах (рис. 6.59) недалеко от Антарктиды и не могло двигаться дальше. С этой позиции проводились санные вылазки и полеты на воздушном шаре на Антарктиду для исследований. Наконец, решили высвободить судно изо льдов. Несмотря на то, что они были в 600 м от открытых вод, моряки не могли прорваться через лед. С помощью взрывчатых веществ им удалось освободить только 6 м. Работа двигалась очень медленно. Как быть?

Рис. 6.59. Пароход зажат льдами