2.2. Приемы творческой деятельности на основе теории решения изобретательских задач (ТРИЗ)

В отличие от приемов творческой деятельности, представленных в разд. 2.1, методы ТРИЗ являются проблемно-ориен­тированными. Они изначально создавались для решения технических проблем.
Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) разрабатывается в нашей стране с конца пятидесятых годов. Цель ТРИЗ – упорядочить мышление, сделать его более системным, отсеять заведомо «пустые», неработоспособные варианты, сделать поиск новых идей целенаправленным, формировать творческую личность [13–16].

Создана ТРИЗ нашим соотечественником, инженером, изобретателем, известным писателем-фантастом Генрихом Сауловичем Альтшуллером (1926–1998 гг.). Работу над ее созданием со своим другом Р.Б. Шапиро он начал в 1946 году, будучи молодым сотрудником патентного бюро. На основе анализа многих тысяч изобретений, а также информации по истории техники была предпринята попытка выявить закономерности создания новых устройств. В 1956 г. появилась первая их статья в научном журнале «Вопросы психологии» (№ 6, 1956), в которой были сформулированы основные положения новой теории: техника развивается не случайным образом, а в соответствии со своими внутренними законами, причем эти законы можно выявить и на их основе сознательно совершенствовать технические системы.

При разработке теории изобретательства стало ясно, что сильные решения сложных изобретательских задач (в том числе экологических) чаще всего связаны с использованием знаний из физики, химии, математики и ряда других наук. Но для эффективного использования этих знаний нужно было определить специфику их изобретательского применения. Это привело к система­тизации такой информации и созданию соответствующих специальных указателей по ее применению (некоторые физические и химические явления, использующиеся при создании экозащитных приборов, аппаратов, технологий помещены в прил. 1 и 2).

С помощью ТРИЗ за полвека сделаны несколько десятков тысяч изобретений, специалисты по ТРИЗ активно работают в Санкт-Петербурге, Красноярске, Новосибирске, Южной Корее, США, Израиле и во многих других городах и странах [6, 7].
В настоящее время ТРИЗ включает:

– 40 приёмов разрешения технических противоречий (прил. 3);
– 76 стандартов (типовых приемов) на решение изобретательских задач;
– информационный фонд – указатели использования физических и химических эффектов для решения технических проблем;
– АРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач;
– законы развития технических систем;
– вепольный анализ;
– программу «изобретающая машина».

В последние годы разрабатываются новые методы и приемы, улучшаются уже существующие [8–9, 18]. Информацию о новостяхв мире ТРИЗ можно найти на сайтах http:// www.metodolog.ru, http://www.trizland.ru, http://www.altshuller.ru.
К достоинствам ТРИЗ по сравнению с другими методами следует отнести:
– повышение вероятности решения нестандартной задачи;
– возможность решения творческих задач различной направленности и разного уровня сложности;
– возможность решения одной задачи различными способами, что позволяет получить несколько решений;
– возможность проверки хода решения и расширения полученного ответа;
– развитие творческого мышления личности.

Среди методов ТРИЗ наиболее перспективным для решения экологических проблемы мы полагаем поиск химических явлений (см. ниже прием 2). Может оказаться, что у читателей сложится другое мнение. Попробуйте решить предложенные ниже задачи разными методами. Какой прием сочтете самым перспективным вы?

В этом разделе вы можете узнать о приемах, основанных на ТРИЗ, которые позволяют решать некоторые экологические проблемы. (Представляет интерес следующий вопрос: а какие экологические проблемы нельзя решить с помощью ТРИЗ? Предоставляем возможность читателям самим ответить на него).
 

Прием 1 (ТРИЗ): Разрешение противоречий

Суть приема: сначала нужно сформулировать техническое противоречие, а потом попытаться его преодолеть. Техническое противоречие – ситуация, когда попытка улучшить одну характеристику системы приводит к ухудшению другой ее характеристики. Например, в любом производстве образуются отходы. Хорошо то, что на выходе производства есть полезная продукция, плохо то, что остаются отходы, которые нужно утилизировать. Уменьшение количества отходов хорошо тем, что снижается загрязнение окружающей среды, и плохо тем, что усложняется производство, что, в конечном счете, приведет к возрастанию себестоимости продукции. Попробуем проанализировать эту проблемную ситуацию (ПС). Как показано на рис. 5, есть два пути преодоления противоречия.

 
Рис. 5. Схема анализа проблемной ситуации
 
Как утверждают специалисты по ТРИЗ, идеально сформулированная проблема уже содержит пути ее решения. В нашем случае новые проблемные ситуации ПС1 и ПС2 на рис. 5 удовлетворяют этому требованию.
В ТРИЗ составлен список типовых приемов разрешения противоречий (см. прил. 3).

Экологические проблемы не всегда удается решить только техническими средствами. Например, добыча нефти позволяет рядовым нефтяникам прокормить себя и семью, владельцам нефтяных компаний – извлекать прибыль, государство получает налоги, из которых выплачиваются пенсии, зарплаты врачам, милиционерам, библиотекарям и т. д. Однако добыча нефти имеет свои отрицательные стороны: загрязняется окружающая среда. Предлагаем читателям подумать над вопросом, можно ли преодолеть это противоречие с помощью одного из типовых приемов, представленных в прил.
3. Быстро, с ходу это может и не получиться, так как указанное противоречие не только техническое, но и социальное. Если для преодоления чисто технических противоречий составлен список типовых приемов, то для социальных противоречий такого списка нет (или он неизвестен авторам, но может быть, читателям удастся его составить?). На наш взгляд, необходимо не столько бороться с разливами нефти, сколько заменять «черное золото» другими источниками энергии. Снижение добычи нефти автоматически снизит количество аварий. Другое дело, что такое решение резко снижает прибыли нефтяных корпораций. Согласятся ли с таким развитием событий их владельцы?

Экологические проблемы редко носят только технический характер. Например, проблему истощения природных ресурсов можно сформулировать в виде противоречия между постоянно растущими потребностями человечества и ограниченными ресурсами атмо-, гидро-, лито- и биосферы. Вряд ли эту проблему удастся решить только за счет создания новых изобретений. Следует отметить, что и противоречия бывают не только техническими. В рамках ТРИЗ выделяются административные, технические и физические противоречия.

Не всегда необходимо формулировать техническое противоречие для того, чтобы пользоваться приемами разрешения технических противоречий. Например, в российском патенте № 2266258 использован прием «сделать заранее». Изобретение описывает способ и устройство для переработки нефтесодержащих шламов – отходов нефтедобычи, представляющих собой отходы бурения, содержащие нефть, горные породы, глину, цемент, растворенные в воде химические соединения. Нефтесодержащий шлам предварительно обрабатывают до получения равномерной по составу и вязкости смеси путем его перемешивания, разогрева и введения органического разжижителя, загрузку рабочего агента осуществляют двумя равными порциями, причем первую – до загрузки обработанного нефтесодержащего шлама, а вторую – одновременно с ним, затем вводят жидкость, нагретую до 60–70 °С, в количестве, определяемом по результату анализа пробы обработанного нефтесодержащего шлама. Перемешивание компонентов ведут в смесителе при скорости вращения 100–150 оборотов в минуту в течение 15–20 минут. Установка снабжена необходимыми для реализации способа узлами и устройствами. Изобретение обеспечивает переработку любого нефтесодержащего шлама, не зависимо от его природы и вязкости (нефти, масла, мазута, гудрона и т. д.), срока и места его захоронения, содержания влаги в шламе.

Читая этот текст, вы познакомились с особым (четким, лаконичным) стилем изложения сути изобретения. Используя этот и другие патенты в качестве образца, а также основываясь на некоторых правилах, приведенных в разд. 3.4, вы сможете оформить собственную разработку в виде заявки на изобретение и, как знать, может быть, получить патент!
Задание 7. Стоимость очистных сооружений на химических производствах зачастую выше цены самих заводов. Тут нас подстерегает противоречие: очистные сооружения необходимы, но их строительство повышает цену продукции. Можно ли это противоречие разрешить? Оформите ответ в виде, пригодном для последующей презентации.
 

Прием 2 (ТРИЗ): Применение физических
и химических явлений

В основе огромного числа процессов и явлений в природе и в технике лежат физические законы. Иногда мы используем знание физики, даже не задумываясь об этом. В ТРИЗ выбраны и сведены в отдельный указатель несколько сотен физических явлений, использованных в патентах и авторских свидетельствах (некоторые указаны в прил. 1). Если вы уже заинтересовались, указатель покажет вам на примерах эффективность использования законов природы при проектировании новой техники, а может быть, подскажет решение стоящей пред вами технической задачи. В него вошли многие физические эффекты, которые еще ждут своего применения и своего «применителя» (не вы ли им будете?).

Химический эффект – эффект, помогающий разрешить техническое противоречие; его особенность в том, что эффект достигается посредством изменения химического состава технической системы или её отдельных частей. Химические эффекты весьма многообразны, однако поддаются классификации.

Специалист по ТРИЗ, доцент Чувашского университета В.А. Михайлов с коллегами изучили несколько сотен патентов в области промышленной экологии и очистки природной среды. Анализ показал, что развиваются следующие направления решения экологических проблем: 1) использование в качестве сырья накопленных больших объёмов отходов (для углубления переработки и извлечения из них ценных и вредных компонентов); 2) разработка новых способов переработки природного сырья с уменьшением объёмов отходов; 3) поиск более эффективных и достаточно дешевых способов переработки сточных вод, включая поиски приёмов взаимной нейтрализации разных отходов, действия озона и ультрафиолетовых лучей; 4) поиск физических и химических способов очистки сбросных газов; 5) развитие методов физического, физико-химического, биохимического и химического анализа отходов с целью экологического мониторинга объектов окружающей среды при увеличении чувствительности (уменьшении предела обнаружения), избирательности методов анализа, с уменьшением продолжительности и стоимости определения.
Для тех, кого заинтересовал этот прием ТРИЗ, советуем обратиться к соответствующим сайтам. Указатель физических явлений размещен на сайте http://www.triz-summit.ru. Использование химических явлений для решений экологических проблем подробно рассматривается на сайте http://www.dace.ru. В связи с ограниченным объемом пособия полностью разместить указатели не представляется возможным. Примеры некоторых физических и химических эффектов приведены в прил. 1 и 2.
В качестве примера применения физических и химических явлений приведем патент РФ № 2255898. Изобретение относится к способам получения коагулянта (реагента, образующего крупные хлопья осадка, ухватывающего загрязнителя и оседающего на дно, коагулирование широко применяется для очистки природных и сточных вод) на базе основных хлоридов алюминия. Здесь используются одновременно химические и физические эффекты: растворение, гидролиз, коагуляция, фазовые переходы. Данный коагулянт может быть использован для очистки различных типов вод от взвесей и обладает дезинфицирующими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам, позволяющим получать питьевую воду в экстремальных условиях при индивидуальном применении в виде таблеток. Твердый хлоралюми­ний, содержащий коагулянт, получают из жидкого коллоидного раствора гидроксохлорида алюминия, который подвергают взаимодействию с гесаметилентетраамином. Процесс получения твердого коагулянта протекает при комнатной температуре без затраты энергии в течение короткого времени. Из полученного продукта легко получить таблетки, что удобно для индивидуального применения при получении питьевой воды.

Задание 8. Познакомьтесь с материалами прил. 1 и 2. Для изобретений, выбранных вами при выполнении предыдущих заданий, выявите те физические явления или химические процессы, которые могут быть использованы для решения поставленной задачи.
 

Прием 3 (ТРИЗ): Идеальный конечный результат

Идеальный конечный результат(ИКР) – достижение результата (решение проблемы) без усложнения технической системы с минимальными затратами ресурсов (денег, времени, металла, чистой воды и т. п.). С точки зрения решения природоохранных задач, в схему ИКР попадают все ресурсосберегающие, безотходные технологии.
Как сформулировать идеальный конечный результат? Для этого необходимо определить главную полезную функцию технической системы, т. е. ответить на вопрос «зачем создано это устройство»? Например, мобильный телефон был создан для разговоров в отсутствие стационарного телефона. Следовательно, идеальным конечным результатом является возможность мгновенно связаться с любым человеком в любой точке планеты (частично это обеспечивается Интернетом).
ИКР необходимо формулировать, чтобы:

1) определить цель, направление решения;
2) избавиться от заведомо пустых проб при поиске решения;
3) гарантировать высокое качество будущего решения.

С понятием ИКР связано понятие идеальной технической системы – это система, которой нет, а функция ее выполняется. Естественно, не всегда это можно сделать. ИКР не всегда достижим, на то он и ИКР. Но можно повысить так называемую идеальность технических систем – это отношение полезных функций системы к затратам на ее эксплуатацию.
Пример 1. Одна из глобальных экологических проблем – загрязнение воздуха. Для ее решения делается попытка перейти от бензинового транспорта к электрическому. Как избавиться от главного недостатка электромобилей – громоздких аккумуляторов? В Англии разработаны аккумуляторы, которым можно придать любую форму, например, выполнить из них корпус автомобиля. Повышение идеальности осуществляется за счет того, что подсистема (корпус автомобиля) выполняет две функции одновременно (скрепляет все детали машины и является аккумулятором).

Пример 2.Идеальное производство – производство без отходов. Возможно ли это? На некоторых производствах используется так называемая оборотная вода – после использования она очищается и снова запускается в производственный цикл. Достоинство такой технологии в том, что в окружающую среду не сбрасывается загрязненная вода, и предприятие не забирает из водоемов чистую воду, которая может пригодиться в другом месте.

Пример 3. В качестве близкого к ИКР решения можно привести сброс стоков в болота, где загрязняющие вещества частично разлагаются под действием живых организмов, солнечного света, частично оседают на дно.

Задание 9. Во многих рудах содержится сразу несколько химических элементов, потенциально полезных для человека. Однако если их содержание невелико, извлечение считается экономическим не выгодным, и в результате вблизи горно-обогатительных предприятий высятся горы не нашедших применения «хвостов» либо в прудах-накопителях накапливаются сбросные растворы. Например, при добыче меди в отходы зачастую отправляются цинк, железо, марганец. Как, по вашему мнению, будет выглядеть идеальная добыча, обогащение и переработка полезных ископаемых?*
*Информация к размышлению:

Для извлечения цветных металлов из бедных сульфидных руд и концентратов, отвалов горнодобывающих предприятий могут применяться методы биотехнологии. Ценные компоненты добываются с помощью хемоавтотрофных бактерий или их метаболитов (продуктов обмена веществ). Эти бактерии синтезируют органическое вещество целиком из углекислоты и воды, используя энергию окисления неорганических соединений (например, сульфидной серы, двухвалентного железа). К настоящему времени решены проблемы биотехнологического получения таких металлов, как уран, цинк, медь, кобальт, марганец, кадмий, золото. В США, Канаде, ЮАР уже используется бактериально-химический способ кучного и подземного выщелачивания при добыче меди и урана.
Задание 10.Какова, по вашему мнению, идеальная энергетика?
 

Прием 4 (ТРИЗ): Использование законов развития
технических систем (ЗРТС)

Законы развития технических систем (ЗРТС) сформулированы на основе анализа большого количества патентов. Используя эти законы, можно проектировать новые технические системы и оптимизировать уже существующие. В отличие от законов физики, которые действуют всегда независимо от воли человека, важной особенностью ЗРТС является их социальный характер. При большом желании законы развития технических систем можно нарушить, но за это придется расплачиваться затратами ресурсов, ущербом для окружающей среды, ростом себестоимости продукции.

Техническая система (ТС) – множество элементов, связанных между собой и работающих для достижения некоторой цели. Например, ткацкий станок нужен для того, чтобы создавать из нитей полотно (рис. 6).
 
          
 
              а                            б                                     в
 
Рис. 6. Ткацкий станок сформировался на основе рамы для плетения (а); первый ткацкий станок, сделанный Сакичи (б); современный ткацкий станок (в)
 
Задание 11. Предлагаем читателю подумать, зачем созданы автобусы? Чем отличается их цель существования от цели существования легкового автомобиля? Какое из этих двух транспортных средств более идеально? (Подсказка: нужно определить, сколько эти транспортные средства потребляют бензина и сколько выхлопных газов выбрасывают в атмосферу в расчете на одного пассажира).

Перечислим ЗРТС в соответствии с книгой красноярского мастера ТРИЗ Ю.П. Саламатова «Система законов развития техники»:
1. Закон полноты частей системы.
2. Закон увеличения степени идеальности системы.
3. Закон вытеснения человека из технической системы.
4. Закон согласования ритмики частей системы.
5. Закон энергетической проводимости системы.
6. Закон неравномерности развития частей системы.
7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень.
8. Закон увеличения степени вепольности.

Теперь рассмотрим эти законы более подробно, пользуясь формулировками Ю.П. Саламатова [26].
Закон полноты частей системы: Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие четырёх частей: двигателя, трансмиссии, рабочего органа и органа управления. Двигатель – часть ТС, предназначенная для накопления или преобразования одного вида энергии в другой. Трансмиссия – часть ТС, предназначенная для передачи (транспортирования) энергии к рабочему органу и (или) ее изменения. Рабочий орган – часть ТС, обеспечивающая выполнение главной полезной функции ТС. Система управления – часть ТС, предназначенная для согласования работы частей системы между собой и окружающей средой. Двигатель через трансмиссию передает энергию инструменту, который взаимодействует с заготовкой. Заготовка (изделие) – любое тело, вещество или поле, взаимодействующее с рабочим органом. Система управления оказывает определенное воздействие на другие элементы ТС для достижения главной полезной функции. Для синтеза технической системы необходимо наличие указанных четырех частей и их минимальная пригодность к выполнению функций системы. В ТС может быть и больше элементов, но наличие упомянутых четырех обязательно. Если хотя бы одна из перечисленных частей отсутствует, то это еще не ТС; если хотя бы одна часть не работоспособна, то и ТС в целом не пригодна к работе.

Пример. В велосипеде рабочий орган – колесо; в трансмиссию входят шестерни, коробка передач (если есть), цепь; функцию двигателя выполняют ноги человека; органами управления являются руль, педали, тормозное устройство.
Рассмотрим другой пример – плуг для безотвальной вспашки, использование которого можно назвать почвосберегающей технологией.

Потребность в безотвальной вспашке вызвана необходимостью решить следующую проблему. При обычной, наиболее распространенной, отвальной вспашке рыхлится верхний слой почвы, но под ним образуется уплотненный слой почвы, который не пропускает влагу к корням растений. Для решения этой проблемы была предложена безотвальная обработка почвы. В ее основе – плоскорезы с широкими горизонтальными ножами, рыхлящие почву на глубине 10–15 сантиметров.
Оценим устройство с точки зрения закона полноты частей системы. Источником энергии является трактор (хотя кое-где в российской глубинке пашут и на лошадях), рабочим органом являются плоскорезы, заготовка (то, что обрабатывается) – почва. Управление трактором осуществляется вручную.

На рис. 7 представлена связь между элементами ТС «устройство для безотвальной вспашки».
 

 
Рис. 7. Структура технической системы «устройство для безотвальной вспашки»
 
Закон увеличения степени идеальности:Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.
Идеальность определяется следующей формулой:
                                              ,
где I – идеальность; F – полезные функции, выполняемые системой; P – нежелательные эффекты и затраты.
Сумма в числителе возникает в том случае, если мы анализируем полисистему (систему, у которой несколько полезных функций). Для моносистемы в числителе будет только одно число. Аналогично для знаменателя. Формула носит качественный характер, так как редко удается явно вычислить величину I. Это возможно для некоторых технических систем, например, грузоподъемность автомобиля в числителе и расход бензина на сто километров в знаменателе.

Из формулы следует, что идеальность можно повысить либо за счет увеличения количества полезных функций, либо за счет снижения затрат и нежелательных эффектов. Нежелательными эффектами при решении экологических проблем очень часто является загрязнение окружающей среды. Поэтому можно сформулировать ряд проблем, связанных со снижением количества отходов промышленных предприятий. Предлагаем читателям подумать, какие еще экологические проблемы снижают идеальность человеческой деятельности.

Понятие идеальности связано с понятием идеального конечного результата (см. прием 3). Чем выше идеальность устройства, тем ближе система к ИКР.
Идеальная ТС – это система, масса, габариты и энергоемкость которой стремятся к нулю, а ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Другими словами, идеальной является система, которой нет, а ее главная полезная функция выполняется. Различают два вида повышения идеальности систем:

1) масса, габариты, потребление энергии стремятся к нулю, а главная полезная функция систем остается неизменной;
2) главная полезная функция увеличивается, а масса, габариты, потребление энергии остаются неизменными.
Возможные способы повышения идеальности системы:

1. Свертывание отдельных частей системы. Осуществляется за счет объединения нескольких функций в одном элементе.
Пример. Компьютер выполняет множество функций: редактирование текстов, прослушивание музыки, просмотр фильмов, выход в Интернет и т. д. Читателю предоставляется приятная возможность выступить в роли футуролога и предположить, какие еще функции компьютер начнет выполнять в ближайшее время. Через несколько лет вы сможете сравнить свой прогноз с реальностью.

2. Устранение отдельных процедур, операций или процессов.
Пример. Обработка природной воды перед ее хозяйственно-бытовым использованием может включать несколько стадий, для их осуществления служат: отстойник; фильтр для грубой, (механической) очистки воды; фильтр с адсорбентом для извлечения токсичных веществ; емкость для обеззараживания. В некоторых бытовых устройствах для очистки воды все они могут быть объединены в одном корпусе. Есть фильтры, в которых встроены несколько фильтрующих элементов, в том числе с частицами серебра, обеспечивающими уничтожение микроорганизмов. Новейшие наноматериалы, используемые в фильтрах, многофункциональны, они позволяют снижать размеры водоочистного устройства.

3. Увеличение количества функций, выполняемых системой.
Пример – мобильный телефон, давно переставший быть только средством общения. Помимо его основной функции можно, не задумываясь, назвать: калькулятор, будильник, телефонная книга, фотоаппарат – список можно продолжать.

4. Дешевая недолговечность вместо дорогой долговечности. Иногда лучше сделать дешевые вещи, которые легко заменить, чем дорогое устройство.

Пример – одноразовые шприцы. Однако с позиции экологической целесообразности этот способ повышения идеальности не всегда оправдан. Подумайте, учитывая количество отходов, расход невозобновляемых ресурсов, что лучше: дешевая одноразовая (пластиковые стаканчики) или долговечная фарфоровая посуда?

Закон вытеснения человека из технической системы:
С переходом к автоматизированному производству управленческие функции передаются от людей к средствам автоматики, и человек непосредственно не включен в производственный процесс.
Производственный процесс превращается из взаимодействия человека и машины в автономное функционирование ТС.
Закон согласования ритмики частей системы: Необходимым условием жизнеспособности технической системы является согласование работы всех частей системы.

Основные виды согласования: компонентное (согласование материалов, веществ); структурное (согласование размеров, форм, структуры); параметрическое (согласование основных параметров технических систем: температур, давлений, плотностей, электрических сопротивлений и т. д.); функциональное (согласование основных функций).

Закон энергетической проводимости системы: Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.
Передача энергии от одной части системы к другой может быть вещественной (например, вал, шестерни, рычаги); полевой (например, магнитное поле) и вещественно-полевой (например, передача энергии потоком заряженных частиц). Многие изобретательские задачи сводятся к подбору того или иного вида передачи, наиболее эффективного в заданных условиях.
Как следует из закона полноты частей системы, энергия передается от двигателя к рабочему органу.
Закон неравномерности развития частей системы: Развитие частей системы идет неравномерно, причем, чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей.

Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречий. Противоречие – источник развития, наличие противоречия означает, что система имеет ресурс развития.
Закон перехода с макроуровня на микроуровень: Развитие рабочих органов системы идет сначала на макроуровне, затем – на микроуровне.

В качестве примера можно привести интенсивно развивающиеся в настоящее время нанотехнологии.
Другим примером перехода на микроуровень является такой изобретательский прием, как применение пены (см. прил. 3).
Закон увеличения степени вепольности.
Смысл этого закона заключается в том, что:
а) невепольные ТС стремятся стать вепольными;
б) в вепольных системах развитие идет в направлении перехода от механических полей к электромагнитным (электромагнитные поля более управляемы);
в) в вепольных системах развитие идет в направлении увеличения дисперсности веществ;
г) в вепольных системах развитие идет в направлении увеличения отзывчивости.

По мнению специалистов по ТРИЗ, законы развития технических систем послужат основой формирующейся в настоящее время теории развития технических систем. Эта теория будет описывать развитие техносферы в целом, ее взаимодействие с природой (биосферой) и обществом, роль техносферы и ее составляющих в формировании ноосферы. Техносфера – это множество всех технических систем, функционирующих в настоя­щее время. Совокупность технических систем представляет собой конгломерат и пока не является системой. Некоторые технические системы взаимодействуют между собой, но это взаимодействие зачастую носит хаотический, бессистемный характер. Следует ожидать появления у техносферы системного свойства, что сделает ее полноценной системой и даст возможность управлять ею как целым.

В дополнение к этому подходу в ТРИЗ разработаны так называемые линии развития [10, 11].
Познакомившись с ЗРТС, попытаемся применить их на практике при создании собственного изобретения. Иногда закрадывается сомнение: «Изобретение» – не слишком ли это серьезно? «А смогу ли я?». Сможете! Не стесняйтесь фантазировать, не бойтесь неудачи: пусть даже первая попытка окажется неуклюжей, но ведь как-то надо сделать первый шаг!
На основе законов развития технических систем предлагаем следующий алгоритм создания нового устройства.
Выявите экологическую проблему, которую нужно решить. Это может быть, например, создание бытового фильтра, быстро очищающего водопроводную воду; насадка на выхлопную трубу автомобиля, адсорбирующая вредные выхлопные газы; способ утилизации сточных вод предприятия; средство уменьшения выбросов углекислого газа, что уменьшит парниковый эффект, и т. д. Уровень экологической проблемы может быть различным (региональная, локальная, глобальная), важно проблему увидеть и сформулировать.

Выберите принцип действия вашего будущего устройства (например, во многих экологических изобретениях для очистки газовых выбросов используются катализаторы – вещества, обеспечивающие протекание химического процесса с достаточно высокой скоростью, многократно участвующие в элементарных химических актах взаимодействия реагентов и выходящие из них в неизменном виде). Представляет интерес совместное применение физических и химических явлений (обратитесь к прил. 1 и 2).
Предложите форму рабочего органа, который будет осуществлять физическое или химическое действие.

Что послужит источником энергии для устройства? Можно использовать мускулы человека (что более предпочтительно) или животных, либо источники электрической энергии (батарейки, аккумуляторы, сеть), а также альтернативные источники энергии.
Проведите патентный поиск на сайте Федерального института промышленной собственности http://www.fips.ru. Это необходимо для поиска аналогов, выявления основных тенденций в решении задач, относящихся к той области прикладной науки (инженерного дела), в поле действия которой вы попадаете. Ознакомившись с работами ваших предшественников, вы обогащаетесь новыми знаниями, становитесь более компетентными, а значит, более уверенными в собственных силах. Однако постарайтесь удержаться от желания подражать другим изобретателям, отнеситесь к их идеям критически.

Выберите прототип – такое изобретение, которое наиболее близко к вашему по своей технической сути. Определите, какие из изобретений могут быть использованы в качестве аналогов. Оцените их сильные и слабые стороны, выявите признаки сходства и различия с вашим изобретением.

Оформите заявку на изобретение (патент). Это, конечно, не простая задача, которая потребует серьезных умственных и волевых усилий. Здесь не обойтись без помощи опытных специалистов. Первый вариант заявки попробуйте составить самостоятельно, проконсультировавшись с учителем. Если найденное вами техническое решение окажется действительно новым, эффективным, экономически выгодным, экологически целесообразным, то ваш вариант заявки будет передан для доработки специалисту-патентоведу, после чего окончательный вариант отправится в Москву. Там происходит серьезная проверка заявки: оцениваются новизна, полезность, реалистичность и другие характеристики технического решения, после чего вы можете получить патент, подтверждающий, что вы – настоящий изобретатель, творческая личность.
Задание 12. В соответствии с алгоритмом создания нового устройства, приведенным на с. 45–46, составьте пробную заявку на свое изобретение.

Если на данном этапе вашего пути становления как творческой личности возникли трудности с созданием изобретения, например, не получается преодолеть какой-то очередной барьер, отложите на некоторое время свои записи и продолжайте изучать пособие. Возможно, дальнейшее изучение приемов ТРИЗ окажет вам помощь в обретении уверенности в своих силах.
Решение проблем, в том числе экологических, – наука и искусство одновременно. Есть типовые приемы решения, но они никогда не заменят опыта, эрудиции, внимательного анализа своей и чужой успешной деятельности! Так что дерзайте, пробуйте решать экологические проблемы! Завершим этот фрагмент пособия китайской поговоркой: «Путь в тысячу ли начинается с первого шага».
 

Прием 5 (ТРИЗ): Пятишаговый алгоритм

Алгоритм разработан специалистами по ТРИЗ в рамках теории эффективных решений.

Шаг 1. Какова цель решения задачи?
Кратко записать ответ на вопрос: «для чего решается задача (проблема)?»
Цель шага: выясняется результат, которого нужно достичь.

Шаг 2. Сформулировать идеальный конечный результат.
Записать по шаблону: сама собой, «без ничего» выполняется цель, сформулированная на шаге 1.
Цель шага – создать мысленный образ идеального решения задачи.

Шаг 3. «Помеха»: что в реальности мешает достижению идеального конечного результата?
Записать по шаблону: в реальности (описать помеху), а это недопустимо.
Цель шага – выявить факторы, мешающие практической реализации идеального решения.

Шаг 4. Причины помехи? Записать как можно больше возможных научно обоснованных помех достижению идеального конечного результата.
Цель шага – выявить причины отхода от идеального конечного результата.

Шаг 5. Каковы пути решения?
Записать по шаблону формулировку трех вариантов задачи.
Как не допустить _______________________________________?
Как компенсировать ____________________________________?
Как устранить последствия _______________________________?
(Возможно, идей будет больше).
Цель шага – поиск путей решения проблемы.
Задание 13.Примените «пятишаговку» к своему изобретению (см. задание 12). Скорее всего, это поможет лучше сформулировать идею, понять техническую сторону его и усовершенствовать.
 

Прием 6 (ТРИЗ): Оператор «Размер–Время–Стоимость» (РВС)

В ТРИЗ существуют так называемые операторы –инструменты, предназначенные для снятия психологической инерции. Одним из них является оператор «Размер–Время–Стоимость» (РВС). Сущность оператора в том, что предлагается последовательно исследовать возможности изменения совершенствуемого объекта в рамках заданных мысленных экспериментов. Изменив одну из характеристик объекта (например, размер) на порядок (увеличив или уменьшив), следует представить себе такой необычный объект, оценить возможность реализации выполняемой им функции, потенциальные ограничения и пути их преодоления (рис. 8). Применение оператора РВС дает подчас неожиданные и интересные результаты.

Рис. 8. Оператор «Размер–Время–Стоимость» (РВС) использует понятие идеальности для снятия психологической инерции у человека, решающего задачу
 
Мысленные эксперименты по увеличению размеров исследуемой системы от сверхбольших до сверхмалых, а также путешествия от бесконечности до нуля относительно времени осуществления рабочего процесса (ускорение – замедление) или его стоимости (бесплатный – сверхдорогой) дают пищу воображению, приводят к пониманию каких-то новых возможностей или ограничений.
Так, проводя исследование, например, бытового водоочистителя и постепенно меняя при этом его размеры в сторону их уменьшения, можно прийти к выводу о том, что картридж с фильтрующим материалом не может находиться внутри такого устройства. Это должен быть уже не водоочиститель, а сам фильтр. Возникает потребность представить себе, как может выглядеть подобный фильтр. Частицы загрязнителей могут накапливаться на поверхности фильтрующего материала (гранулированного, волокнистого, порошкообразного), а может быть, как-то обрабатываться им, преобразовываться в вид, удобный для последующего удаления и утилизации, например, коагулироваться, обезвоживаться, прессоваться в достаточно компактные блоки, чтобы вывозиться для дальнейшей утилизации.

Процесс мысленного увеличения водоочистителя приводит к тому, что он начинает постепенно захватывать все пространство комнаты. Возникает картина жизни в бассейне, где функцию водоочистителя должно взять на себя, например, днище бассейна. Аналогично можно пофантазировать и с оставшимися осями (рис. 8). Рассмотрим ситуацию, когда время очистки воды стремится к нулю. На этом пути придется не только повышать мощность устройства, но и позаботиться о том, чтобы оно было размещено везде, где может потребоваться чистая вода. И опять возникает идея дома-бассейна, стенки и днище которого, самостоятельно поглощают загрязнители. В таком случае стенки выполняют две функции: удерживают воду и очищают ее. Пример показывает совместное действие двух приемов ТРИЗ – оператора РВС и закона повышения идеальности.

Теперь будем последовательно увеличивать время работы устройства: начнем увеличить время очистки воды от нескольких минут и часов и дойдем до суток и месяцев, т. е. на несколько порядков. В этом случае становится понятной принципиальная невозможность ручной работы. Водоочиститель должен работать сам, работать медленно, постепенно и незаметно. Это приводит и к пониманию невозможности использовать существующий сегодня принцип пропускания воды из крана под давлением через водоочиститель, что возможно только при определенной скорости, а она у нас по условиям очень мала.

Чтобы снизить стоимость процесса, приходится искать возможность выполнить очистку воды путем использования уже существующих систем иного назначения. Для этого могут применяться различные электризующиеся поверхности (представьте себе, например специальную электромагнитную пластинку, которую помещают в бассейн для очистки и обеззараживания воды). Лучше всего создать такие условия, когда вода сама себя очищает. Природа Сибири подарила нам ключ к решению проблемы удаления из подземных вод избыточного количества растворенного железа. Подвергаясь окислению и гидролизу, ионы двухвалентного железа, содержащиеся в воде, добытой из скважины, сами выпадают в осадок в виде Fe(ОН)3 – гидроксида трехвалентного железа. Частицы Fe(ОН)3 захватывают (адсорбируют) другие загрязнители воды, например, тяжелые металлы. Главный химический реагент в этом процессе – бесплатный кислород воздуха. Остается только придумать, как убрать железосодержащий осадок. Может быть, кто-то из вас предложит для этого оригинальный способ?

Понятно, что наименьшее количество эффективных решений будет при использовании варианта «стоимость стремится к бесконечности». Любая экономия приветствуется при рациональном природопользовании, т. к. чем меньше тратится ресурсов, тем меньше истребляется ресурсов и меньше образуется отходов. В ТРИЗ этому тоже есть объяснение: исходя из понятия идеальности, рост затрат для реализации функции прямо противоречит общей закономерности развития технических систем!
В качестве примера приведем рекламу «Роллс-ройса»

30-х годов: «наш автомобиль – самый неэкономичный в мире!». В то время значительные расходы на машину свидетельствовали о богатстве ее владельца. В наше время такая реклама практически невозможна, т. к. общество волнуют экологические проблемы, а сверхпотребление противоречит концепции устойчивого развития.

Проиллюстрировать изменение времени некоторых операций можно с помощью экспресс-методов химико-аналитического определения загрязнений (сначала нужно не измерить количество примесей, а определить, есть ли они вообще).
А вот негативный, с точки зрения влияния на окружающую среду, пример применения оператора РВС. США по праву гордится своей дорожной сетью. Однако есть и другая сторона медали. Территория, покрытая дорогами в США, сравнима с площадью Греции. Если к этому еще добавить полосу отчуждения, в которой ограничена хозяйственная деятельность человека, а существование живых организмов подвергается опасности, то площадь получится еще больше. Как вы думаете, можно ли решить эту проблему? Если да, то как?

Задание 14. Фотолиз – разложение некоторых веществ под действием света. Можно ли ускорить этот процесс?
Поработайте с оператором РВС, применив его к своему изобретению (см. задания 12, 13). Возможно, это даст новый импульс его развития.
 

Прием 7 (ТРИЗ): История изобретений

Недаром говорят, что новое – это хорошо забытое старое. Иногда стоит обратиться к опыту наших далеких предков, занимавшихся экологически чистым производством, чтобы улучшить нашу сегодняшнюю жизнь. Согласитесь, что даже врачи не отрицают эффективности народной медицины! Иглоукалывание, массаж, лечебные грязи, комбинации трав способны излечить от некоторых болезней, с которыми не справляются нож хирурга и антибиотики.

Изучите рис. 9. Может быть, он подскажет вам какие-то новые идеи? Кувшины многие столетия служили человеку как емкости для временного хранения воды и других жидкостей. Ухудшение качества воды (как природной, так и водопроводной) привело к необходимости придать кувшину новые свойства. Фильтр для доочистки воды в домашних условиях «Кувшин» содержит 2 отделения с перегородкой и фильтром между ними. В верхнее отделение наливается неочищенная вода, которая под действием силы тяжести стекает в фильтр, там очищается и поступает в нижнее отделение. Постепенно фильтр загрязняется, и когда его ресурс исчерпан, заменяется новым. Обращаем ваше внимание, что в этом изобретении используется ресурс – гравитационное поле Земли. Использованию ресурсов посвящен прием 12.
 
   
 
               1                                 2                            3                                 4
 
Рис. 9. Иллюстрации к истории кувшина:
        1– египетские кувшин и миска из меди 2350–2000 г. до н. э. (Лувр, Париж); 2 – кувшины из глины недолговечны, чего не скажешь о металлических; 3 – легкий современный пластмассовый кувшин; 4 – фильтр для воды «Кувшин» фирмы «Аквафор стандарт»
 
Задание 15. Рассмотрите историю развития известных вам (или заинтересовавших вас, ранее не знакомых) природозащитных изобретений (например, методы очистки воды в прошлом; традиционные способы восстановления почвы). Примерный план анализа:
– возникновение общественной потребности;
– возникновение первого варианта устройства (или способа);
– улучшение этого варианта;
– переход к массовому производству;
– задачи, решаемые до и во время массового производства;
– выход устройства на реальный (или предполагаемый) физический предел работоспособности;
– замена устройства новым.
 

Прием 8 (ТРИЗ): Постановка новой проблемы

Алгоритм предложен специалистом по ТРИЗ из Красноярска В.А. Дмитриевым. Суть его проще всего постигнуть на примере из табл. 3.
Таблица 3

Шестишаговый алгоритм постановки проблемы
(по В.А. Дмитриеву)

Шаг Пример
  Исходная информация Для получения питьевой воды из водопроводной используются бытовые фильтры со сменными картриджами
1 Выделить главную мысль, ответив на вопрос: «Что происходит?» Очистка воды фильтрованием
2 Определить главное действие, ответив на вопрос: «Что делается в момент происходящих событий?» Удаление из воды растворенных веществ и микроорганизмов
3 Определить объект анализа, ответив на вопрос: «Что (кто) выполняет действие?» Фильтр
4 Определить объект воздействия, ответив на вопрос: «На что (на кого) направлено действие объекта анализа? Вода
5 Описать взаимодействие объекта анализа с объектом взаимодействия, ответив на вопросы: «Что полезного (хорошего) и вредного (плохого) происходит в этом взаимодействии?» Хорошо: очистка воды
Плохо: накопление загрязнителей в фильтрующем материале и угроза вторичного загрязнения воды
6 Сформулировать новую и никем не решенную задачу, сохранив и усилив полезную сторону взаимодействия и исключив полностью вредную сторону взаимодействия. Задача формулируется в виде постановки новой цели «Как сделать так, чтоб при полезном (хорошем) взаимодействии объекта анализа с объектом воздействия полезное взаимодействие полностью сохранялось, а вредное взаимодействие полностью исчезало (не возникало)?» Как сделать так, чтобы при очистке воды сменный картридж не засорял воду накопившимися в нем веществами?
 

Предложенный алгоритм – только начало работы над решением проблемы. После постановки задачи нужно провести информационный поиск: решалась ли проблема ранее, если да, то как? Затем нужен поиск способов решения проблемы. Это могут быть приемы, предложенные в данном пособии, а также методы научного творчества.
Задание 16. Примените шестишаговый алгоритм постановки проблемы к своему изобретению, и, надеемся, что оно усовершенствуется.
 

Прием 9 (ТРИЗ): Системный оператор

Развитием системных представлений в ТРИЗ является разработка так называемой девятиэкранной схемы мышления (рис. 10). Это метод анализа развития системы. Девятиэкранная схема – конкретизация принципа иерархичности (табл. 4). Любой объект – естественный или технический – является частью большего объекта (надсистемы) и состоит из элементов и (или) подсистем, т. е. обладает структурой.
 

 
Рис. 10. Девятиэкранная схема мышления


Таблица 4

Иерархия технических и естественных систем

Уровень иерархии в технике Аналоги в природе
1 Техносфера (Техника + люди + ресурсы + система потребления) Биосфера
2 Техника (все отрасли) Фауна – царство растений
3 Отрасль (например, транспорт) Тип
4 Объединение (например, аэрофлот) Класс
5 Предприятие (завод, метро, аэропорт) Организм
6 Машина (локомотив, автомобиль) Органы (сердце, легкие и т. п.)
7 Механизм (совокупность узлов, позволяющая осуществлять перевод энергии и вещества одного вида в другой), например, двигатель внутреннего сгорания Клетка (элементарная живая система, состоящая из мембран, цитоплазмы, органоидов и являющаяся основой строения, развития и жизнедеятельности всех организмов, кроме вирусов)
8 Пара деталей: ось и два колеса (появляется новое свойство – способность качения) Молекула, образованная разными радикалами, например СnНm–СООН
9 Неоднородная деталь (при разделении образует неодинаковые части), например, винт и гайка Несимметричная углеродная цепь –
С=С=С–С–С–С
10 Однородная деталь (балка) Углеродная цепь – С–С–С–С–С–
11 Неоднородное вещество (сплавы) Смеси, растворы (морская вода, горная порода)
12 Однородное вещество (химически чистое железо) Простое вещество (кислород, азот)
 



Понять предлагаемый прием можно на примере совершенствования автомобиля. Система: автомобиль. Надсистема: инфраструктура, включающая техническое обслуживание, дорожную сеть, правила дорожного движения и т.п. Подсистемы: двигатель, ходовая часть, кузов, тормозная система, рулевое управление, электрооборудование, автоматика и т. п. Подсистема двигатель эволюционировала от первых громоздких устройств, при работе которых шум и выхлопные газы оказывали значительное негативное воздействие на окружающую среду, до компактных, экономичных. Современные гибридные автомобили имеют двигатели, основанные на разных принципах работы. Есть возможность использовать в качестве топлива не только бензин, но и газ, этиловый спирт, масло. Экологически чистые электромобили постепенно дешевеют, и их количество на дорогах все увеличивается. Это свидетельствует о том, что некоторые подсистемы могут эволюционировать, в то время как другие подсистемы не меняются.
На основе системного оператора можно проводить анализ состояния экологических систем. Например, теоретически оценить, как повлияет на будущее экосистемы «тундра» уменьшение видового разнообразия из-за проливов нефти.
В табл. 4 приведен пример сравнения иерархий в технических системах и в природе. Эта таблица удачно дополняет системный оператор.
Табл. 4 необходима, чтобы определить, на каком иерархическом уровне мы решаем проблемы. Уровень технических решений должен соответствовать уровню экологических проблем. Например, проблему загрязнения воздуха (уровень биосферы) вряд ли удастся решить только путем создания очистных сооружений (уровень механизмов). Необходима работа на уровне техносферы, причем работа общества в целом (изменение законодательства, формирование общественного мнения и т. д.).
Задание 17. Примените девятиэкранную схему к другим подсистемам автомобиля и составьте для них прогноз развития, накладывая рамки экологической целесообразности. Учтите, что глобальной надсистемой для любых устройств является биосфера, и в любом случае она должна сохраниться.
 

Прием 10 (ТРИЗ): Использование ресурсов

Согласно толковому словарю, ресурс – это запас, накопление, возможности. Мы же будем понимать этот термин более широко: ресурс – это любые элементы окружающей среды, которые без особых затрат могут быть использованы для решения экологических проблем.
По одной из классификаций ресурсы можно разделить на энергетические, вещественные, пространственные, временные, функциональные, информационные, комбинированные.
К энергетическим ресурсам относятся все известные нам виды энергии и полей (электромагнитные, тепловые, гравитационные поля и т. д.). В качестве примера перспективных потенциальных энергоресурсов можно привести использование альтернативных источников энергии – гидротермальной, энергии ветра и Солнца, приливов и отливов.
Под вещественными ресурсами будем понимать все материальные тела, которые есть в системе (технической или экологической) или окружающей среде. Например, ресурсами для растений являются минеральные и органические вещества из почвы, вода, углекислый газ и солнечное излучение.
Существенным для поиска вещественных ресурсов является то, что вещества представляют собой многоуровневую иерархическую структуру. Она охватывает всё усложняющиеся системы: от элементарных частиц, через атомы, молекулы, их ассоциации, кристаллическую решетку к простейшим веществам (проволока, лист, шарик и т. д.), к объединению в ассоциации обработанных веществ, составляющих технические системы высокого уровня организации. Отсюда же ясно, что новое вещество в системе может быть получено как разрушением более крупной системы, например, разложением воды на молекулы водорода и кислорода, так и объединением уже существующих частиц более низкого уровня. При этом выгоднее разрушать «целые» частицы (молекулы, атомы), поскольку нецелые частицы (например, ионы) уже частично разрушены и сопротивляются дальнейшему разрушению. Достраивать же, наоборот, выгоднее нецелые частицы, стремящиеся к восстановлению.
Под пространственным ресурсом понимается свободное пространство, которое можно использовать для изменения каких-либо проблем (технических или экологических). Например, многоэтажные дома решают задачу размещения большого числа людей на ограниченной территории. В природе пространственный ресурс используется очень эффективно. Можно вспомнить животных, живущих на разных «этажах» в лесу, в горах; ярусность растений в лесах и на лугах.
Другим примером использования пространственного ресурса (совместно с энергетическим – использованием гравитационного поля) является интересный способ решения проблемы нехватки пресной воды. Швед К. Дункер предложил использовать для хранения дождевой воды гигантские резервуары, плавающие на поверхности морей и океанов. Нижний край этих емкостей с помощью грузил удерживается в вертикальном положении. Пресная вода не смешивается с соленой, так как имеет меньшую плотность. Чтобы избежать испарения пресной воды, предусматривается пластиковое покрытие. Создание хранилищ такого объема на берегу было бы значительно дороже. Пресную воду можно собирать во время сезона дождей.
Ярким примером использования пространственного ресурса являются прием перехода в другое измерение. В ряде стран широко практикуется не горизонтальное огородничество, а вертикальное, когда делянки с разными культурами, в зависимости от степени развития растения, размещают в вертикальной плоскости. При этом значительно облегчается уход за ними. Довольно близка к этому и идея использования крыш домов для устройства теплиц: и солнца, и воздуха – в достатке.
Функциональные ресурсы – возможность использовать известную функцию объекта по иному назначению, либо выявление новой функции в системе. Сюда же можно отнести и возможность системы выполнять по совместительству дополнительные функции после некоторых изменений.

Пример совместного использования ресурсов – идея выращивания корма непосредственно в животноводческих помещениях. И.С. Крашаков предложил построить ферму, связанную системой вентиляции с теплицей для выращивания корма, снабдить камерой для биологической обработки навоза. В этом случае навоз можно использовать и в качестве удобрения, и для дополнительного обогрева помещения. Биогаз, вырабатывающийся при переработке навоза, можно использовать как в двигательных установках, так и для освещения.
В Гипроцветмете разработана установка для комплексной очистки сточных вод от органических веществ, масел, шламов и различных взвесей. В этой установке стоки сначала превращают в газо-водяную пену, а затем сжигают. При этом теплоту отходящих газов используют при подготовке стоков и при очистке, что значительно снижает энергоемкость процессов.
В ТРИЗ при решении некоторых проблем предлагается искать ресурсы в надсистеме, то есть на более высоком иерархическом уровне (см. табл. 4). Таблица поможет найти уровень, на котором можно найти ресурс.
Нужна специальная система учета и поиска возможностей переработки отходов производства. Уже на стадии проектирования технологических процессов необходимо проектировать не нейтрализацию отходов, на что требуются и дополнительные вещества, и энергия, а получение из них дополнительных потребительских продуктов. Именно такой подход позволяет рассматривать отходы как один из важнейших ресурсов. Может быть, этим займетесь вы, уважаемые читатели?
Задание № 16. В качестве какого ресурса можно использовать отслужившие свой срок автомобильные шины?
Алгоритм поиска ресурсов представлен ниже на рис. 11.
 

Наднадсистема

 
Рис. 11. Алгоритм поиска ресурсов (по А.И. Гасанову)
Необходимо обратить внимание, что воздух, вода, почва, недра – общесистемные ресурсы, которые доступны всем. И от руководства всех стран зависит, удастся ли их сохранить.
На рис. 12 представлены возможности использования огня как ресурса в древности и в настоящее время. Огонь служит человеку с давних пор. Тепло домашнего очага ассоциируется у человека с благополучием, пищей и кровом. Неуправляемый огонь страшен. Поэтому обращение с огнем всегда требовало предусмотрения мер безопасности.
 

 

 
Рис. 12. Огонь на службе человека:
        1 – древнеславянский бог Сварог – бог огня, кузнечного дела, семейного очага; 2 – очаг – символ покоренного человеком огня; 3 – костер – временный очаг охотника, рыбака, путника; 4 – русская печь – многофункциональная система: и варит, и печет, и сушит, греет; 5 – керосиновая горелка («керосинка», примус), в ней горит газо-воздушная смесь, как и в газовой плите; 6 – пищу можно готовить на огне, не выходя из дома; 7 – современный очаг Ками; 8 – камин с имитацией живого огня; 9 – свеча-костер удовлетворяет потребность смотреть на постоянно меняющуюся картину огня, унаследованную нами от предков; 10 – безопасная печь: жар без огня; 11 – безопасная чудо-грелка обеспечивает теплый воздух; 12 – безопасные огни любимого праздника (см. продолжение)

 

 
 
Рис. 12. Окончание
 
 
 

Ответы к заданию 4

1.1. По функции.
1.2. По форме.
1.3. По функции.
1.4. По функции.
1.5. По образам.
1.6. По общим процессам связывания кислорода и выделения тепла.
1.7. По образам.
1.8. По функции.
1.9. По функции.
1.10. По функции.
1.11. По материалу.
1.12. По функции.
1.13. По антониму.
1.14. По аналогии фактов (утро-день-вечер-ночь; весна-лето-осень-зима).
1.15. По неочевидной аналогии фактов.
 

Ответы к заданию 5

Принципы навигации и локации.
Подъемная сила выпуклого крыла птиц и самолетов.
Убирающиеся ноги птиц при полете и шасси самолетов.
Принцип самозатачиваемости резцов и зубов грызунов.
Доильный аппарат имитирует сосательные движения теленка.
«Китообразная» форма носа кораблей для увеличения скорости.
Резиновые ласты имитируют ласты китообразных.
 

Контрольные вопросы

1. Укажите наиболее существенные достоинства и недостатки мозгового штурма как формы коллективной деятельности.
2. Перечислите приемы технического творчества.
3. Какие законы развития технических систем вам известны?
4. Составьте девятиэкранную схему системы «ветроэнергетическая установка».
5. В технической системе «энергосберегающая лампа» выделите источник энергии, трансмиссию, орган управления и рабочий орган.
6. Как можно повысить идеальность жилого дома? Рассмотрите варианты одно- и многоквартирного дома.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
22 ноября 2016 года Этно-экологический информационный центр "Лач" г. Петропавловск-Камчатский Сегодня в номере: Камчатский праздник «Алхалалалай» признан одной из лучших исторических реконструкций в России В Петропавловске-Камчатском состоялось расширенное заседание Камчатского рыбохозяйственного совета Камчатка приблизилась к рубежу вылова биоресурсов в миллион тонн Семинар «Правовые основы, проблемы и рекомендации по осуществлению традиционного рыболовс...
Информационная рассылка «Лач» № 41 (661)
Для политолога Екатерины Шульман гражданский активизм в России - не просто предмет научных изысканий. Ее семье пришлось на собственном опыте убедиться, насколько опасны попытки изменить что-либо к лучшему даже в отдельно взятом доме: угрозы, нападения, бесконечные суды стали с некоторых пор неотъемлемой частью их жизни. О перспективах российского гражданского общества с Екатериной побеседовал редактор activatica.org Михаил Матвеев. На Западе такое явление как grassroots известно давно. Название...
Екатерина Шульман о живой энергии гражданской активности
Большинству экологически ценных участков по берегам Байкала угрожает массовый туризм. В свое время, на основе рекомендаций специалистов, были построены ограждения, благоустроены стоянки туристов, размещены аншлаги. О том, как сложилась судьба этой природоохранной инфраструктуры, читайте в этом материале. В 1998г. научный отдел Прибайкальского национального парка (ПНП), состоявший из ботаника Алексея Туруты и меня, составил «Кадастр» участков, имеющих ключевое значение для сохранения...
История байкальского природоохранного «огораживания»
По сообщению общественной организации "Экологическая вахта Сахалина", вечером 1 декабря 2016 года в поселке Вал на севере Ногликского района прошла встреча местных жителей с ООО "ИГЛ" и мэром района, посвященная экологическому вопросу, вызывающему огромный общественный резонанс – работе крупного шламонакопителя, расположенного в 1,5 км к западу от поселка.  Объект представляет собой огромный котлован и прилегающую площадку, где размещаются и обезвреживаются нефтес...
Коренные жители Сахалина выступили против сжигания нефтеотходов
8 декабря 2016 года на заседании Совета по развитию гражданского общества и правам человека вновь остро обсуждался  закон об "иностранных агентах ". Приводим некоторые выдержки из стенограммы заседания: М.Федотов: Говоря о невыполненных президентских поручениях, нельзя обойти навязший на зубах вопрос о пресловутых иностранных агентах. Год назад Вы поручили его уточнить, убрав оттуда всякую правовую неопределённость, которая, как учит Конституционный...
Почистить список

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

 

Активность на сайте

Юрий Широков аватар
Юрий Широков
ВОЛОДЯ ИЗЕРГИН В БЕДЕ!

Не стало Владимира Изергина!
Такая грустная новость пришла сегодня:
...

Пыжикова Евгения аватар
Пыжикова Евгения Михайловна
Как сохранить заповедные места в окрестностях алтайского села Малая Шелковка

Отличный проект! Маленький шаг молодого поколения к хорошим результатам в будущем! ...

Юрий Широков аватар
Юрий Широков
Как сохранить заповедные места в окрестностях алтайского села Малая Шелковка

Впечатляющие результаты! Успехов вам в ваших начинаниях!

Марина Разумова аватар
Марина Разумова
Улучшение экологической ситуации в городе Томске, посредством повышения культуры содержания домашних животных

Уникальный проект. Жаль что голосовать уже не получается. Я "За".

 

Дмитрий Лисицын аватар
Дмитрий Лисицын
Помогите спасти заказник "Северный" на Сахалине!

Пожалуйста, поддержите нашу петицию в защиту заказника "Северный" - пройдите по ссылке и оставьте свою подпись!

...

Ганиджон Халимов аватар
Ганиджон Халимов
Аральское море, проблемы легенды, решения

Аральское море можно восстановить. На Памире на высоте~3600м есть Сарезское озеро, длиной 80км, шириной 3км и глубиной 500м. Образовалось оз...

сортировать по иконкам
30 недель 2 дня назад
мартака
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 3,458 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/...

42 недели 21 час назад
савельев Глеб
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 3,458 |

нужна схема пещер с измерениями

45 недель 3 дня назад
Волобуева Ольга
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 3,458 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

31 неделя 3 дня назад
ViktorrE79
Виктор Егоров аватар
Экология в районах Санкт Петербурга

Смотрели: 2,459 |

Я считаю, что мусорная захламленность улиц существенно влияет на экологическую обстановку Санкт Петербурга и Ленинградской области. Поэтому...

47 недель 2 дня назад
Сергей Наумов
Сергей Наумов аватар
Экология в районах Санкт Петербурга

Смотрели: 2,459 |

Наша компания http://www.ecocentrp.ru/...

размешен 09.12.16 | Тип: Статью
Санитарные рубки в Ленинградской области. Фото: Наталья Максимова.

Недавно крупнейшие природоохранные организации страны подписали совместное заявление о необходимости тщательной проверки законности заготавливаемой при санитарно-оздоровительных...

размешен 09.12.16 | Тип: Статью
Почистить список

8 декабря 2016 года на ...

размешен 06.12.16 | Тип: Событие
 Круглый стол "Мировые экологические тренды в сибирском преломлении"

Бум в  развитие технологий и глобализация стремительно меняют наш мир. Способны ли мы осмыслить эту новую реальность, отличить настоящие вызовы от фейковых и найти на них свои ответы? К...

размешен 06.12.16 | Тип: Статью
Проблемы и перспективы развития экотуризма на Чукотке

Перспективы и проблемы развития экологического туризма на территории Чукотского автономного округа на примере национального парка «Берингия».

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

Управлять моими подписками

RSS-материал