Карточка №1066 «Два конца, два кольца»

ИСТОЧНИК:

*Личная картотека автора блога

*Видеоролик «Как делают ножницы»

СИТУАЦИЯ:

Ножницы представляют собой ручной инструмент, состоящий из пары пересекающихся лезвий, скрепленных общей осью. Сдвигая лезвия, можно резать обрабатываемый материал.

Когда я только лишь приступал к изучению ТРИЗ, тренировался формулировать противоречия и решать самые простые бытовые задачи. Однажды резал карточки для заметок и обратил внимание на то, что ножницы сминают бумагу. Рассмотрел их внимательно и сформулировал пару технических противоречий:

Техническое противоречие-1: Если прижать лезвия друг к другу, ножницы не будут мять разрезаемый материал, но лезвия будут ходить туго.

Техническое противоречие-2: Если между лезвиями есть зазор, усилие при работе прилагать не нужно, но ножницы сминают разрезаемый материал.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить легкое и ровное разрезание материала, не сминая его. Как быть?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:

Лезвия должны прилегать друг к другу как можно плотнее, чтобы ножницы не мяли разрезаемый материал, и лезвия не должны касаться друг друга вовсе, чтобы сделать минимальным усилие при работе ножницами.

РЕШЕНИЕ:

Лезвия ножниц для кройки (к ним предъявляются повышенные требования) делают упругими и слегка выгнутыми, чтобы между ними имелся зазор по всей длине, кроме одной точки. После раскрытия ножниц и начала резания эта точка контакта лезвий перемещается к концам ножниц, что обеспечивает высокое качество реза и не требует приложения значительных усилий.

Дополнительная хитрость: робот затачивает одно из лезвий по дуге. Этот изгиб создает момент кручения, направляя все давление на разрез. Сходное решение предложено группой специалистов по ТРИЗ при проведении ФСА бытовой мясорубки: лезвие-меч заменили изогнутым лезвием-саблей. Оно не только рубит, но и режет, двигаясь сразу в двух направлениях (см.: Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач). – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. – С. 196).

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:

*Принцип местного качества:

а) перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной

*Принцип сфероидальности:

а) перейти от прямолинейных частей к криволинейным…

КОММЕНТАРИЙ:

Не стал бы я приводить в каталоге пример с ножницами, да уж больно радостно было недавно увидеть, что найденное мной в свое время решение один в один совпало с тем, что используют финские производители ножниц. А ведь я к тому времени прочел всего пару книг из пятитомной серии «Техника-Молодежь-Творчество», где изложены основы ТРИЗ…

КАТЕГОРИЯ:
ТРИЗ в быту

Карточка №617 «По дороге в Солнечный Город»

ИСТОЧНИК:

*Носов Н. Незнайка в Солнечном Городе. – М.: Эксмо, 2012. (электронная версия книги)

СИТУАЦИЯ:

А вот занимательная история для самых маленьких изобретателей. Во время автомобильного путешествия в Солнечный Город сказочный герой Незнайка и его друзья повидали немало чудес. Их внимание привлекли поля с большими кругами. Круги были разноцветные – зеленые, желтые и красные. Складывалось впечатление, что кто-то нарочно расчертил землю циркулем и раскрасил.

Подъехав ближе, друзья увидели необычный механизм, напоминавший машинку для стрижки волос. Она непрерывно стригла траву, которая поступала на движущуюся ленту и исчезала внутри агрегата. Позади машины земля оставалась вспаханной и, по всей видимости, засеянной какими-то семенами.

Удивительнее всего было то, что машиной, на боку которой красовалась надпись «Циркулина», никто не управлял. Тем не менее она исправно передвигалась по кругу, оправдывая свое название. Мало того, агрегат постепенно увеличивал круги, что позволяло последовательно обрабатывать новые участки поля. Как это можно объяснить?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:

Программа, управляющая движением машины, должна быть, чтобы «Циркулина» двигалась по расширяющемуся кругу, и такой программы быть не должно, потому что в мире малышей-коротышек компьютеров не было.

РЕШЕНИЕ:

В конце концов Незнайка догадался, в чем было дело. Оказалось, что «Циркулина» была привязана металлическим тросом к столбу, стоявшему посреди поля. Машина фактически ходила по кругу, находясь на привязи. Постепенно трос разматывался и удлинялся, а машина описывала все более широкие круги.

Как только трос полностью разматывался, «Циркулина» останавливалась и начинала издавать гудки. Услышав этот сигнал, машинист, в чьем ведении было несколько таких машин, подъезжал к комбайну-роботу и переводил его на следующий участок.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:

*Принцип сфероидальности:

в) перейти от прямолинейного движения к вращательному

*Принцип самообслуживания:

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

*Принцип динамичности:

в) если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся

КОММЕНТАРИЙ:

Увиденная героями поучительной сказки чудесная машина была универсальной: она могла пахать, сеять, боронить, вносить подкормку и даже бороться с сорняками, перерабатывая их в удобрения.

КАТЕГОРИЯ:
ТРИЗ - детям

Карточка №549 «Дорога к бойне»

ИСТОЧНИК:

Х/ф «Темпл Грандин» ("Temple Grandin", США, 2010 г.)

СИТУАЦИЯ:

Американка Темпл Грандин, несмотря на диагноз «аутизм», успешно преодолела недостатки в развитии социальных навыков и стала одним из ведущих специалистов в сфере животноводства и проектирования оборудования для скота.

Еще в детстве Темпл написала школьный диплом, в котором освещались необычные подходы к изготовлению станков для домашнего скота. Ее разработки были направлены на гуманное обращение с животными, большинству которых была уготована печальная участь быть забитыми на бойне.

В те времена скот гнали к месту забоя по прямой линии; при этом животные видели, что ждет их впереди, испытывали сильнейший стресс, вели себя возбужденно. Это утяжеляло работу по забою скота и даже ухудшало качество мяса, поскольку в кровь возбужденных животных поступали вредные для человека вещества. Как усовершенствовать систему и обеспечить комфорт бедным животным?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:

Животные должны видеть, куда их ведут, чтобы беспрепятственно идти к месту бойни, и не должны видеть, куда их ведут, чтобы они были спокойны и чувствовали себя комфортно.

РЕШЕНИЕ:

Темпл Грандин предложила придать загонам для скота и коридорам, ведущим от места содержания к бойне, плавную изогнутую форму. Перемещаясь по широкой кривой, огороженной сплошным забором, животные вели себя спокойно. Такая система учитывала природную склонность скота двигаться по круговой траектории.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:

*Принцип сфероидальности:

а) перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным

КОММЕНТАРИЙ:

По авторским проектам, предложенным Темпл Грандин, в наши дни устроено большинство скотоводческих предприятий в США и Европе.

КАТЕГОРИЯ:

ТРИЗ в животноводстве

Карточка №482 «Бег на месте»

ИСТОЧНИК:

Фантастический боевик «Обливион» ("Oblivion", США, 2013)

СИТУАЦИЯ:

Беговые дорожки давно пользуются заслуженной популярностью у любителей здорового образа жизни. Первые их образцы были механическими: бегуну нужно было самому толкать полотно дорожки, по которому он передвигался. Современные дорожки имеют электрический привод. Угол наклона полотна и темп движения можно регулировать, задавая нужный режим передвижения.

Беговое полотно традиционной беговой дорожки представляет собой широкую ленту, замкнутую в кольцо, которая вращается с заданной скоростью наподобие ленты конвейера или эскалатора. Но механизм, приводящий ленту в движение, достаточно сложен и капризен. Можно ли предложить иную конструкцию беговой дорожки, сохранив принцип бесконечного движения?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:

Полотно дорожки должно быть построено по принципу конвейерной ленты, чтобы обеспечить бесконечное движение, и полотно не должно быть построено по принципу конвейерной ленты, чтобы конструкция привода дорожки была более простой.

РЕШЕНИЕ:

В фантастическом фильме «Обливион» мы видим беговую дорожку, выполненную в форме «беличьего колеса». Колесо имеет высоту примерно в полтора человеческих роста, спортсмен во время передвижения находится внутри кольца. За короткое время показа эпизода, к сожалению, невозможно разобраться во всех подробностях конструкции.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:

*Принцип «наоборот»:
а) вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие
в) перевернуть объект «вверх ногами», вывернуть его
*Принцип сфероидальности:

а) перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим

КОММЕНТАРИЙ:

Описанная конструкция смотрится достаточно необычно и оригинально, но можно ли считать ее шагом вперед в развитии беговой дорожки? «Беличье колесо» имеет значительные размеры, а потому плохо согласуется с законом повышения степени идеальности систем. В углу обычной жилой комнаты такую установку не пристроишь. Ко всему прочему, при данном типе конструкции сложнее разместить перед бегуном органы управления дорожкой. Похоже, что мысль конструктора или режиссера фильма работала лишь над тем, чтобы создать визуальный образ будущего, отличный от современности, не заботясь о том, насколько решение соответствует закономерностям развития техники.

КАТЕГОРИЯ:

ТРИЗ в спорте

Карточка №440 «Космонавтика на службе нейрохирургии»

ИСТОЧНИК:

Журнал «НТО», 1972, №1.

СИТУАЦИЯ:

Во время налета гангстеров на один из баров в Калифорнии повар Хосе Барриос получил огнестрельное ранение в голову. Хирурги впоследствии извлекли пулю, но в мозговой ткани остался кусочек свинца. Когда повар вернулся после лечения на кухню, у него начались головные боли.

Рентген показал, что осколок под действием собственной тяжести перемещается из верхней части мозга в нижнюю. Он вполне мог застрять в канале, соединяющем две части мозга, и тогда почти неминуемо наступили бы очень неприятные последствия. Удалить осколок хирургическим способом не представлялось возможным. Для успеха достаточно было бы заставить осколок переместиться в периферийную часть верхней камеры мозга. Как быть?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:

Осколок должен сам переместиться в верхнюю камеру мозга, чтобы освободить канал, и не должен сам переместиться, потому что на него действует сила тяжести.

РЕШЕНИЕ:

Один из хирургов предложил воспользоваться центрифугой, применяемой для подготовки астронавтов. Пациент в течение двадцати секунд подвергся воздействию перегрузок в 6 «g». Способ помог: кусочек свинца под действием центробежной силы переместился вглубь верхней камеры мозга и прочно застрял в ее оболочке.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:

*Принцип антивеса:
б) компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил)
*Принцип сфероидальности:
в) перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу

КОММЕНТАРИЙ:

Медики убедились, что такое положение осколка не может повредить нормальной жизнедеятельности пациента, но ради предосторожности Хосе Барриосу было предписано периодически проходить обследование с помощью рентгена. Так центрифуга, предназначенная для нужд космонавтики, оказала услугу нейрохирургии.

КАТЕГОРИЯ:

ТРИЗ в медицине