|
© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1983, № 2. – С.10-11, "Техника и наука", 1983, № 3. – С. 12-14.
НОВАЯ МОДИФИКАЦИЯ АРИЗ
РАЗБОР УЧЕБНОЙ ЗАДАЧИ ПО АРИЗ-82
ЗАДАЧА ОБ ОПЫЛЕНИИ
При искусственном опылении растений поток воздуха от воздуходувки переносит пыльцу. Но растения в процессе эволюции выработали способность быстро закрывать цветы (смыкать лепестки) при сильном ветре. А слабый ветер плохо переносит пыльцу. Как быть?
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
2.1. Мини-задача.
Дана система из пыльцы, лепестков цветка и ветра. Лепестки закрываются от сильного ветра, не выпуская пыльцу. При слабом ветре лепестки раскрыты, но ветер не переносит пыльцу. Необходимо обеспечить опыление, сохранив имеющуюся схему с применением воздуходувки.
Пояснения.
Может возникнуть вопрос: если сильный ветер закрывает цветы, а слабый не переносит пыльцу, как же осуществляется естественное опыление?
Естественный ветер одинаков на площади всего поля. Если он слаб, ничего не происходит. Если он силен, цветы закрываются. Если он оптимален, идет перенос пыльцы по всему полю. Ветер от воздуходувки силен вблизи воздуходувки, но быстро спадает по мере удаления от нее. Оптимален ветер лишь где то в середине зоны действия — в очень узком диапазоне. Таким образом, при искусственном опылении имеются только два инструмента (или два режим работы воздуходувки) — сильный ветер и слабый ветер, причем оба инструмента плохи. Смысл мини-задачи в том, чтобы имеющимся плохим инструментом обеспечить хорошее действие.
2.2. Конфликтующая пара: цветок (лепестки и пыльца) — сильный ветер.
Пояснения.
Очевидно, что конфликт возникает между цветами и ветром. Могут быт два пути устранения конфликта: научиться переносить пыльцу слабым ветром или сделать так, чтобы сильный ветер не закрывал цветы. По правилу 1 выбираем второй путь. Правило 2 позволяет ограничиться рассмотрением действий (состояний) одного цветка. Но один цветок содержит много одинаковых лепестков. Для построения модели задачи достаточно иметь два лепестка: можно моделировать состояния "цветок открыт" и "цветок закрыт".
2.3. Конфликтующие действия.
-
Сильный ветер А хорошо переносит пыльцу Б (если лепестки открыты).
-
Сильный ветер А закрывает лепестки В цветка (мешая выходу пыльцы).
2.4. Модель задачи.
Даны цветок (два лепестка и пыльца) и сильный ветер. Сильный ветер обладает способностью хорошо перемещать пыльцу (при раскрытых лепестках), но закрывает лепестки (поэтому нет доступа к пыльце).
Пояснения.
Следующий шаг (3.1) — выбор изменяемого элемента. Может ли сильный ветер считаться изменяемым элементом?
По примечанию 9 элемент является изменяемым, если он допускает изменение параметров и (или) введение добавок. Скорость ветра менять нельзя (правило 1)— ветер должен остаться сильным. Но можно вводить различные добавки. Следовательно, "сильный ветер" — элемент изменяемый.
Любопытно углубить анализ, "вцепившись" в идею введения добавок. Особенность задачи в том, что события происходят на больших площадях, где находятся растения и могут находиться люди. Сразу видно физическое противоречие: добавки должны быть (чтобы было полезное действие) и не должны быть (чтобы не было вреда). Обычный путь преодоления такого противоречия: добавки являются видоизменением уже имеющихся в системе веществ (т. е. воздуха, паров воды и т. д.). Тут совсем недалеко до ответа... Задача учебная, поэтому мы не будем принимать во внимание идеи, возникающие по пути. Нам надо проследить работу всех шагов АРИЗ. Однако при решении неучебных задач следует стремиться к максимальному использованию каждого шага и не игнорировать "побочные" идеи.
2.2. (Повторно — по правилу 3). Конфликтующая пара: цветок (два лепестка и пыльца) — икс-элемент.
2.3. Конфликтующие действия.
-
Икс-элемент должен мешать сближению лепестков при сильном ветре.
-
Икс-элемент не должен мешать сильному ветру переносить пыльцу.
Пояснения.
Необходимо обеспечить выполнение двух конфликтующих требований. Если ограничиться только первым требованием, то икс-элемент — это, например, стена, ограждающая лепестки от сильного ветра: ограждение есть, а переноса пыльцы нет.
СХЕМА ДЕЙСТВИЯ
Выведенную ранее на 2.3 схему действия ветра на лепестки и пыльцу надо дополнить действием икс-элемента:
Не мешая полезному действию сильного ветра А на пыльцу Б, икс-элемент X должен нейтрализовать вредное действие А на лепестки В.
3.1. Изменяемый элемент: икс-элемент.
3.2. ИКР: икс-элемент, не усложняя систему , мешает сближению (соединению, сдвижению) лепестков, не мешая сильному ветру переносить пыльцу.
3.3. Оперативная зона: икс-элемент в "прилепестковом" объеме (включая и сами лепестки).
3.4. Проверка.
2.1. Цветы и ветер (сильный и слабый).
2.1. Цветы и икс-элемент.
3.1. Икс-элемент.
3.3. Часть икс-элемента, находящегося в "прилепестковом" объеме.
3.5. Метод ММЧ. Конфликт:
"Маленькие человечки" (МЧ) — икс-элемент — мешают сближению лепестков при сильном ветре, но при этом мешают ветру переносить пыльцу.
3.6. ФП на макроуровне. Оперативная зона должна нейтрализовать сильный ветер, чтобы лепестки не сближались, и не должна нейтрализовать сильный ветер, чтобы не мешать ему переносить пыльцу.
3.7. ФП на микроуровне. В оперативной зоне должны быть мелкие частицы вещества, нейтрализующие сильный ветер, и не должно быть таких частиц, чтобы не мешать переносу пыльцы.
3.8. Проверка.
3.5. К-1: мешать сближению лепестков; К-2: не мешать переносу пыльцы.
3.6. МС-1: нейтрализовать ветер; МС-2: не нейтрализовать ветер.
3.7. мС-1: частицы, нейтрализующие силу (скорость) ветра; мС-2: частицы, не нейтрализующие силу (скорость) ветра.
4.1. Метод ММЧ . Устранение конфликта.
МЧ (маленькие человечки) икс-элемента должны действовать у поверхности лепестков, чтобы мешать их сближению, и не должны действовать в других частях оперативной зоны, чтобы не мешать переносу пыльцы.
4.2. По таблице "Разрешение физических противоречий" принцип 1: разделение противоречивых свойств в пространстве. Частицы, противодействующие ветру, должны быть только у поверхности лепестков, тогда они не будут мешать переносу пыльцы.
4.3. По таблице применения фиээффектов (Г. Альтшуллер. "Творчество как точная наука", М., "Сов. радио", 1979, с. 167): "11. Стабилизация положения объекта — электрические и магнитные поля". По "Указателю применения физэффектов" создание сил притяжения и отталкивания — раздел 7.2 ("ТиН", 1981, № 7, с. 18) — необходимо использовать электростатические силы.
Контрольный ответ. А. с. 755247 ("Бюллетень изобретений", 1980, № 30, с. 7): "Способ опыления трудноопыляемых сельскохозяйственных культур, заключающийся в обдувании растений турбулентной струей воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности опыления цветка, перед обдуванием растения раскрывают посредством воздействия на них электростатического заряда".
ЗАДАЧИ ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ
В ДАЛЕКОМ СОЗВЕЗДИИ ТАУ КИТА...
На одной из планет системы Тау Кита обнаружена жизнь! Правда, всего лишь в виде планктона. Автоматы доставили на Землю образцы воды с крохотными (50—100 мкм) комочками живой материи. Сразу же возникла задача: как наблюдать "инопланетян" в микроскоп, если они находятся в постоянном броуновском движении? Посмотришь в микроскоп и ничего не разглядишь: тау-китяне "то явятся, то растворятся...".
Сделайте запись анализа задачи по шагам 2.1 —3.4 АРИЗ-82.
КОНТАКТ ЕСТЬ, НО...
Преобразователь акустической эмиссии состоит из волновода 1, пьезоэлемента 2 и корпуса 3. Такой преобразователь хорошо работает на одном месте. Но при переносе с места на место теряется контакт с поверхностью. Можно, конечно, передвигать преобразователь, не отрывая волновода от контролируемой поверхности. Контакт сохранится,
но сразу же возникнут сильные шумы из-за трения волновода о поверхность.
Сделайте запись анализа задачи по шагам 2.1 — 3.4 АРИЗ-82.
ПИЛИТЬ ИЛИ НЕ ПИЛИТЬ?..
При распиливании драгоценных камней и чистых кристаллов применяют очень тонкие пильные полотна. Привод может быть любым (ручная ножовка, механический станок, ультразвуковой привод и т. д.). Проблема в том, чтобы обеспечить строго постоянную по величине и направлению силу прижатия полотна пилы ко дну пропиливаемого паза. Как это сделать?
Решите эту задачу по АРИЗ-82.
НУ, ТРЕЩИНА, ПОГОДИ!
Для обнаружения трещин на металлической поверхности используют датчик, состоящий из соленоида 1 и ферромагнитного элемента 2. При перемещении элемента 2 в соленоиде наводится ЭДС, величина которой изменяется при наличии трещины. Недостаток: перемещать элемент 2 приходится вручную, контроль осуществляется медленно. Как быть?
Решите эту задачу по АРИЗ-82
В одном из ближайших номеров "ТиН" мы опубликуем показательный разбор решения задачи об облицовке квадратной трубы.
|
