Как стать изобретателем. Выпуск 9.

Дорогой друг! 

Сегодня в выпуске:

• Тренировка изобретательских навыков: разбор задачи №104 "Острая проблема чеснока". Реши задачу №105 "Как сэкономить бензин".
• Новые идеи, технологии, материалы.
• Это интересно.
• Простые вещи становятся техническими системами.

РЕШИ ЗАДАЧУ

Задача 104. Острая проблема чеснока.

Давайте рассуждать уже знакомыми (чуть-чуть) элементами вепольного анализа.
Что у нас есть?
Есть чеснок, порошок, сухой. Больше ничего нет. Частицы порошка, если долго лежат друг около друга, да еще под слоем других частиц, под их давлением, слипаются друг с другом. Из школьной химии-физики мы знаем, что при сильном сближении поверхностей начинают действовать межмолекулярные силы сцепления (силы Ван-дер-Ваальса) и частицы прочно сцепляются друг с другом.
Ну, и что делать?
В любом случае, надо сначала строить вепольную формулу.
PS: Как противодействовать этим силам сцепления, ни в коем случае, сейчас думать не надо (не забивайте себе голову случайными всплесками бунтующего сознания, расслабьтесь)!

Для построения формулы нужно определить две позиции:
- что у нас есть в исходной формулировке задачи,
- что должно быть в конечной формулировке решения задачи.

Заметьте, что это КРУТО: ничего не знаем, ничего не решили, а уже говорим о реальном решении (пока нам неизвестном, ну и что? все впереди, не переживайте…).
В этом один из глубинных смыслов ТРИЗ.
Не надо метаться мыслью по безбрежному океану незнания. 
Ни вы, никто другой не знает ответа на эту задачу.
Здесь отрубается "всемирный всезнайка" ИНТЕРНЕТ – ничего он не знает, т.к не умеет решать изобретательские (новые!) задачи, а старые (уже решенные) никому не нужны…

Итак, что у нас есть в исходной формулировке задачи?
Одна частица порошка чеснока сцепляется с другой частицей и образует монолит. Это плохо, никому не нравится.

PS: На будущее: нравится или не нравится человеку – это единственный главный стимул развития техники. Запомните это. Других стимулов не существует. Это важно.

Продолжим. Есть два вещества: две одинаковые частицы чесночного порошкка. Очень редкое явление в вепольном анализе. Ну и что. Продолжаем логику: две частицы вредно взаимодействуют друг с другом. Помним, что в веполе должно быть два вещества и одно поле. Два вещества у нас есть: одна частица сухого чеснока и другая такая же. Впервые  в исходной ситуации В1 и В2 абсолютно одинаковы. А в вепольной формуле они должны быть разными. Иначе формула не будет "работать".
Присмотримся к этим частицам: а действительно ли они абсолютно одинаковые? Найдем их разные свойства, не важно какие: левые-правые, нижние-верхние и т.д. В гравитационном поле Земли это играет роль. В других случаях это может быть электрическое поле Земли, или магнитное, дифференцированное действие притяжения Луны, УФ-излучение Солнца, ориентация по полюсам планеты, интенсивность космических лучей, радиоизлучение многочисленных ТВ, радио и спутниковых передатчиков и т.д.

Как быть? Это очень редкий случай. Изобразим исходную ситуацию, причем одинаковые частицы не могут быть под разными номерами: 

 поэтому изобразим их как одинаковые, но вторую частицу со штрихом.
Т.е. одна частица плохо действует на другую, и это надо избежать,преобразовать в полезное действие.
По стрелкам. Теперь, в готовом решении, частицы должны действовать противоположно, чем в исходном состоянии, т.е. отталкиваться друг от друга (горизонтальная стрелка).
А поле? Одна из частиц (или обе) должны создавать поле, которое отталкивает вторую частицу (или они отталкиваются взаимно). Поэтому, для примера, показано, что В1' генерирует поле П, которое отталкивает В1. Т.е. стрелки могут идти и в обратном направлении, нет разницы какая частица отталкивает другую.
Итак, мы получили решение в общем виде. Мы не знаем, как это сделать.
Как осуществить требуемое действие в полученном веполе?
Человек, знающий ТРИЗ, рассуждает просто: какое поле мы можем получить от частицы чеснока? Магнитное? нет, т.к. это не феррочастицы. Какое-то химическое? Да, можно добавить специальные вещества – антислеживатели. Но кому же это понравится? на этикетке будет список добавок…
Кроме того, это было бы неидельное решение!
По правилам ТРИЗ лучше всего ничего не добавлять, а элементы САМИ бы отталкивались друг от друга.
Остается электрическое поле. Обращаемся к Указателю физэффектов: как зарядить частицы электростатическим полем, чтобы они отталкивались друг от друга?
Вот формула изобретения по а.с. СССР 1284486 СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗ­НОГО ЧЕСНОКА

Способ хранения порошкообразного чеснока, включающий его антиадгези­онную обработку, о т л и ч а ю щ и и с я  тем, что, с целью увели­чения срока хранения порошка из чес­нока с обеспечением его исходного качества, антиадгезионную обработку осуществляют нанесением на него элек­трического заряда, после чего порошок герметично упаковывают в тару, внутренняя поверхность которой вы­полнена из материала с электретны­ми свойствами, причем порошку и мате­риалу соббщают заряд одного знака.

Как это конкретно делается?

Сушеный чеснок из­мельчают в порошок до размера час­тиц 0,5-1,0 мм. Порошок пропускают через зарядное устройство для ди­электрических сыпучих материалов, где его частицы получают заряд отрицательного знака порядка 2-10 Кл. (кулона).
.Затем продукт фасуют в пакеты из двухслойного рукавного материала ти­па бумага-фторопласт, причем внутренней поверхности пакета, выполнен­ной из фторопластовой пленки, предва­рительно сообщают заряд отрицатель­ного знака порядка 1 Кл/м2. После фасовки порошка пакеты герметизиру­ют и направляют на хранение.
Действующие между заряженными частицами порошкообразного чеснока
и материалом внутренней поверхности тары, выполненной из материала с электретными свойствами, кулоновские силы взаимодействия (отталкивания) предотвращают адгезию порошка и его комкование, сохраняют его сыпучесть и устраняют необходимость повторного измельчения в конце срока хранения.

PS: Согласимся с тем, что не зная физэффекта (в данном случае электретный эффект) данную задачу ни за что не решить. Вот для этого в ТРИЗ и создан справочник изобретателя – Указатель физэффектов.

Задача 105. Как сэкономить бензин

Каждый, кто заправлялся на бензоколонке, знает: как ни стряхивай заправочный пистолет, последняя капля всё равно упадёт не в бензобак. Впрочем, это ещё не всё: если вы посмотрите на заправку сбоку, то увидите странное марево в районе заправочного пистолета. Это пары бензина, испаряющиеся прямо с потока, который идёт из шланга, но не полностью доходит до вашего бака.
Сколько вы на этом теряете? Не много, скажет любой. Вопрос в том, что в мире, по самым скромным оценкам, 700 млн автомобилей, и в год у каждого из них в среднем на испарение при заправке уходит больше 2/3 литра. На испарение и те самые капли. И хорошо если бензин попадает на землю: пятна от бензиновых капель могут оставить следы на некоторых типах автомобильной краски, одежде или попасть на кожу, которой регулярное купание в бензине тоже не слишком полезно.
Более того, капли и пары при контакте с воздухом и солнечным светом распадаются с образованием озона, воздействие которого на кожу и слизистые… ну, вы понимаете.
И в годовой сумме вот что получается:
по данным US Environmental Protection Agency и US Energy Information Administration, в мире — капля за каплей — только на полив асфальта на АЗС теряется 500 млн. литров топлива, или 500 млн. долларов (полмиллиарда долларов!) при среднемировой цене 1 долл. за 1 литр. И это не считая паров, вырывающихся при заправке. Как быть? Ваше предложение?

НОВЫЕ ИДЕИ, ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ

Биопокрытие для дорог – бесшумное и экологичное

В Нидерландах разрабатывают инновационный материал, который планируют использовать в качестве дорожного покрытия. Планируется, что биоасфальтом покроют дороги Зеландии (одна из голландских провинций). В основе материала – лигнин.

Биоасфальт разработан в ходе проекта Biobased Infra, который продолжается вот уже два года. В нем задействованы Центр по изучению асфальта и компания H4A from Sluiskil. Разработка уже привлекла интерес многих организаций.
Основным связующим веществом в асфальте сейчас является битум. Его получают из нефти. В ходе этого процесса вырабатывается много углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу. Голландцы заменили битум лигнином. Это вещество в большом количестве содержится в древесине, оно же – неизменный компонент древесных отходов и соломы. Его применение гораздо экологичней, чем использование битума.
Отвечает за инновационную разработку группа по исследованиям в области продовольствия и биокультур от Университета Вагенингена. Первые опытные образцы асфальтобетона, имеющего в основе лигнин, созданы недавно. Впереди – тестирование продукта и дальнейшая оптимизация его свойств.
По мнению специалистов, использование лигнина не только намного уменьшит «углеродный след» асфальтового производства, но и улучшит некоторые характеристики дорожного покрытия. Передвижение по биоасфальту будет более бесшумным.
Изготовление "экологичного " асфальта – не единственная задача, которую ставит перед собой Biobased Infra . Еще одна интересная разработка в рамках этого проекта – создание бетона, который будет армирован биоволокнами. Их планируют получать из древесных отходов и скошенной травы.

Изобрели материал, способный поглощать кислород из воздуха.

Киборги – биологические организмы, в которые были установлены механические или электрические компоненты. Слово происходит от сочетания двух английских слов «КИБернетический ОРГанизм». Термин более полувека назад родился в голове американцаМанфреда Клайнса, который в нью-йоркском госпитале занимался разработкой медицинского оборудования и обработкой поступающей информации. В дальнейшем он со своим коллегой много думал о том, как можно биоструктуры человека заменять искусственными материалами.

Первыми киборгами, хоть и сказочными, очевидно, были Страшила и Железный Дровосек, которым мудрый Гудвин «имплантировал» первому – отруби и булавки, а второму – сердце из ткани.

Термин радостно подхватили в Голливуде, и вот уже бравые Робокоп и Терминатор шагают по планете.
Идея кибогизации заключается в замене собственных органов и тканей организма искусственными взамен недостающих или утраченных. Речь идёт о фрагментах тканей, группах клеток, а также о целых органах и даже конечностях.
По своей цели имплантация чужеродных объектов может быть разделена на две большие категории: улучшающая качество жизни и эстетическая. К первой группе относятся инсулиновые помпы, дентальные имплантаты, кардиостимуляторы, сердечные клапаны (свиные или искусственные) и другие, ко второй – грудные имплантаты, силиконовые протезы яичек.
Самый распространённый и простой пример киборгизации – это дентальная (зубная) имплантация. Взамен утраченного зуба в лунку вкручивается имплант, на который крепится коронка. При этом не обтачиваются и не депульпируются соседние зубы, есть возможность несъёмного протезирования при беззубой челюсти.
Однако есть и свои минусы: противопоказания (некоторые хронические заболевания, такие как сахарный диабет, злокачественные новообразования), прямая зависимость срока службы имплантата от профессиональной гигиены. В челюстно-лицевой хирургии также применяются разные пластины для скрепления отломков челюстей при травме или костном воспалении, протезы височно-нижнечелюстного сустава. При врождённых пороках или повреждениях черепных костей используют импланты, имитирующие соответствующие кости. С помощью титановых сеток закрывают обширные дефекты костной ткани после проникающих ранений или больших операций на головном мозге.
Травматология также активно использует вживление металлоконструкций при костных повреждениях. Это титановые штифты, пластины, шурупы. Протезируются все крупные суставы: тазобедренные, коленные, плечевые и локтевые. Современные технологии позволяют произвести протезы не только те, которые по внешнему виду похожи на свои ноги и руки. Устанавливаются протезы, которые подключаются электродами кнервным окончаниям культи. Таким образом, человек получает возможность писать, брать предметы, ходить, бегать и даже играть в футбол. При этом на протезе имеются датчики, отвечающие за тактильную чувствительность! Проще говоря, человеческий мозг ощущает и вопринимает прикосновение к предмету.
Торжество сочетания спортивной медицины, хирургии и техники мы видим, когда радуемся успехам параолимпийцев. У людей с ограниченными возможностями появилась возможность не только решать свои каждодневные бытовые вопросы, но и участвовать в спортивной схватке и устанавливать мировые рекорды.
Как известно, наше сердце обладает автономным водителем ритма. Располагается он в правом предсердии и называется «пейсмейкером». Это совокупность нервной ткани, в которой и рождаются импульсы, расходящиеся по нервным волокнам по всем сердечным структурам. По команде этих волокон сердце сокращается по строгим правилам. В силу возраста или некоторых заболеваний этот нервный узел, ежесекундно отвечающий за сердцебиение, приходит в негодность. И тогда вместо него пациентам вживляется кардиостимулятор.
На руке делается небольшой надрез, выделяется вена, через неё эндоскопически вводятся электроды, которые крепятся к сердечным структурам изнутри. Сам аппарат устанавливается под подкожной клетчаткой на груди. Он воспринимает естественные импульсы сердца, в этом случае аппарат импульсы не генерирует. Но стоит появиться «окошку» в нервной активности, и кардиостимулятор восполняет недостающий импульс своим.
Современные аппараты могут быть подключены к компьютеру для изменения режима работы посредством волновой связи. Пациент с имлантированным электрокардиостимулятором не должен подвергаться действию магнитного или электрического полей. А значит, не следует носить мобильный телефон рядом с сердцем. Такому пациенту нельзя делать МРТ-исследование, а также ЭХО сердца (на новейшие модели ЭКС это не распространяется). Этим людям нельзя делать обёртывания в электроодеяле, миостимуляцию, подводить микротоки. Из-за магнитного поля им нельзя использовать газнокосилки и электродели, хотя косить и сверлить вручную им также не стоит из-за большой физической нагрузки.
Не так давно СМИ стали сообщать о возможности появления хакеров, «взламывающих» ЭКС. То есть по сути теоретически имеется возможность убить человека, вызвав остановку сердца нажатием одной клавиши, причём находясь на другом конце планеты. Однако современные аппараты достаточно надёжно защищены от такого несанкционированного проникновения.
Для лечения эпилепсии, которая не поддаётся медикаментозному лечению, применяется так называемая VNS-терапия. Суть метода во вживлении в области подмышки самого аппарата, и в области шеи – электродов, подсоединённые к блуждающему нерву, который там и проходит. Периодически аппарат отсылает слабые электрические импульсы, стимулирующие блуждающий нерв (nervus vagus, лат.), откуда и название терапии – vagus nerve stimulation. Далее импульсы разпространяются по стрктурам головного мозга, где и рождаются патологические очаги активности, приводящие к эпиприпадкам. При этом отмечается уменьшение количества приступов.
Очень перспективным в последнее время считается направление нейропротезирование и появление НКИ (нейро-компьютерного интерфейса). Вследствие инсультов или травм возможно отмирание тех или иных структур головного мозга, нарушение связей между воспринимающими органами – глаз, ухо и т.д. и мозгом. Появление устройств позволили передавать информацию от этих сенсорных структур в компьютер. Не так давно появилась и двусторонняя связь, когда обработанная в компьютере информация отсылается обратно в устройство, и дальше импульсы передаются, например, на двигательные структуры. Человек, услышав приятную музыку, может сделать её погромче, в то время, как раньше он не воспринимал музыку и не могу покрутить ручку радиоприёмника. Функцию утраченной структуры головного мозга взял на себя небольшой чип, вживлённый в голову.
До 10% населения России страдают нарушенями слуха. Часть людей вообще предпочитает не обращаться к врачам, ограничиваясь бесконечными переспрашиванями у собеседника. Часть носит наружный слуховой аппарат, который надевают с утра наряду с рубашкой и носками. В помощь пациентам с нейро-сенсорной тугоухостью (нарушение восприятия звуковой информации вследствие заболеваний внутреннего уха) приходит кохлеарная имплантация. Сущность метода заключается в установке в организме пациента устройства, способного преобразовывать электрические импульсы, поступающие с внешнего микрофона, в сигналы, понятные нервной системе.
При этом под кожей (в височной области) устанавливается тело имплантата, а через барабанную полость в барабанную лестницу улитки проводится электродный массив. Чтобы пациент начал слышать после имплантации, требуется время для адаптации к новому устройству.
Среди вживляемых устройств большое распространение получили инсулиновые помпы. До 20% населения разных стран страдают сахарным диабетом. В России эта цифра 6%, при этом речь идёт о выявленных случаях болезни, реальная ситуация в 3 с лишним раза хуже. Диабет занимает 4 место по причине смерти.
К современным методам лечения сахарного диабета относится установка помпы. Инсулиновые помпы – портативные устройства, которые вводят быстродействующий инсулин в течение 24 часов в день. Помпы имеют примерно такой же размер, как мобильный телефон или МР3 плеер, и вводят инсулин через тонкую трубочку и иглу, находящуюся под кожей, обычно, в области передней брюшной стенки. Количество вводимого инсулина пользователь может менять. К преимуществам такого способа введения инсулина относятся точность дозировки инсулина и непрерывность его введения. Современные помпы могут связываться с глюкометрами, что сильно облегчает использование – расчёт дозы происходит автоматически, исходя из текущего уровня сахара в крови.
Есть и экстравагантные виды имплантации. Например, при злокачественном новобразовании области ануса и после операции по удалению опухоли, а также после травм позвоночника, сопровождающимися нарушениями функций тазовых органов, у пациентов возникает много проблем с актом дефекации. В этом случае утраченную мышцу восстанавливают путём взятия другой мышцы с бедра.
Из неё формируют круговую структуру, подшивая к тканям промежности и толстой кишки. В эту новую структуру вживляют электроды, подсоединённые к пульту управления. По умолчанию кольцо ануса сомкнуто. При необходимости пациент наживает кнопку, мышца расслабляется, и человек совершает необходимые физиологические мероприятия. Первым счастливым обладателем этого чуда техники стал в 2007 году британец Гед Галвин. В результате мотоциклетной катастрофы и травмы таза у пациента появилось много проблем с дефекацией. После операции пацент отмечает удобство и физиологичность методики и с удовольствием посещает местные вечеринки, не задумываясь о былых проблемах.
Чемпионат мира по футболу–2014 открывали парализованные подростки, которые смогли самостоятельно выйти на поле благодаря специальным экзоскелетам.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Бельгии в продаже появились могилы для повторных захоронений

Жители некоторых городов могут быть по желанию погребены в чужих могилах. Городскую инициативу почти все граждане приняли с воодушевлением.

Власти Бельгии предложили жителям покупать чужие могилы по более низкой цене. По мнению властей, такая покупка несет в себе много плюсов. В частности, это сильно облегчает жизнь родственникам усопшего, которым не придется после его смерти обустраивать могилу.
В большинстве случаев на чужих могилах уже установлены очень красивые монументы, которые по праву можно считать произведениями искусства. Покупая такую могилу, человек экономит не только на самой земле, но и на памятнике. Захороненных ранее усопших оставляют в склепе, а покупателей просто "докладывают" в могилу. Некоторые бельгийцы не возражают - говорят, что в компании на том свете им будет веселее.
Хенрик де Бувр стал одним из тех, кто решился на приобретение подобного рода места на кладбище. Купленный для семьи склеп, по словам жителя Антверпена, непростой - ему 150 лет. Покупкой бельгиец доволен. И тот факт, что здесь похоронены другие люди, его родственников не смущает.  
- Мои родные нормально относятся к этой идее. Они считают очень красивым это место. А что в этом такого? Люди умирают, это часть жизни человека. Рано или поздно этот день настанет. Нам не следует делать из этой темы табу, - говорит Хенрик де Бувр. - Моим родным нравится ощущение, что такие памятники возводились в честь какого-то ранее умершего человека.
Закон о повторном захоронении появился в Бельгии пять лет назад. За это время старые могилы купили всего 120 человек. Директор бюро ритуальных услуг Мишель Дело объясняет, люди просто не знают о такой возможности. А ведь это прекрасный способ сэкономить.
- Существует много могил, за которыми никто не присматривает. У усопших не осталось родственников. Они заброшены. И кладбище с такими могилами приходит в запустение, - объясняет руководитель бюро ритуальных услуг Мишель Дело. - Нам надо что-то делать с такими могилами, и мы придумали такую возможность - продавать чужие могилы.
Сейчас работники местных бюро ритуальных услуг начали активно продвигать бизнес по продаже старых захоронений. Дали рекламу на телевидении и напечатали рекламные плакаты. Бизнесмены обещают, что старая могила с памятником будет стоить всего две тысячи евро. Новая - в четыре раза дороже. Однако пока эта рекламная кампания не срабатывает. Подавляющее большинство суеверных бельгийцев предпочитают покупать новые места.

ПРОСТЫ ВЕЩИ СТАНОВЯТСЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

Охлаждающая жилетка для жаркого лета

Одежда хорошо спасает от холода — чем больше одето, тем теплее. А вот как быть, если жарко, а снимать с себя уже, по сути, нечего? Для решения этой проблемы уже давно была придумана «охлаждающая» одежда — но, к сожалению, до недавнего времени ей пользовались только военные да и то не у нас, а за границей.

Теперь, благодаря выпуску компанией Entrak жилетки ventilationVest, наслаждаться прохладой в жаркий летний день может практически каждый. Отличительной чертой жилетки ventilationVest по сравнению с другой охлаждающей одеждой является использование двух скрытых в боковых карманах вентилирующих блоков со съемными картриджами.
Вентилирующие блоки могут работать независимо друг от друга и питаются от аккумулятора, одного заряда которого хватает на восемь часов работы. Воздух циркулирует через негерметичную, стойкую к давлению ткань со скоростью 0,5 м3 в минуту.
Кроме того, жилетка ventilationVest устроена таким образом, что воздух равномерно распределяется вокруг тела пользователя. В результате повышается испарение и поддерживается естественная терморегуляция организма. Для улучшения циркуляции воздуха разработчики предусмотрели внутри жилетки 10-миллиметровый слой полиэстеровой ткани, которая обеспечивает необходимое пространство между кожей и одеждой.
Жилетка ventilationVest работает достаточно тихо (41 дБ), весит 1,3 кг в полном комплекте и приблизительно 850 грамм, если извлечь картриджи вентилирующих блоков. Время зарядки аккумулятора составляет около 3-х часов.

Читайте полный выпуск рассылки на нашем сайте http://rus.triz-guide.com/3124.html

Записаться на тренинг по развитию творческого, сильного мышления Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова пройдите по ссылке >>>  

С уважением,

команда Института инновационного проектирования

http://rus.triz-guide.com