Разбор задач с использованием метода ммч и оператора рвс.

Задача 6.1. Длина резонансной полости в лазерах определяется расстоянием между зеркалами, находящимися по обеим сторонам рабочего тела (кристалла, газа и т.д.). Выходной луч проходит

сквозь отверстие в одном из зеркал. На основании этого предложите конструкцию лазера с регулируемой выходной мощностью.

 

Решение. Предварительное условие для решения всех технических изобретательских задач - оценка ситуации с помощью законов развития технических систем и ее описание в вепольной форме. Как это делается - показано в соответствующих разделах учебника. Только после этой обязательной подготовительной работы имеет смысл приступать к дальнейшему разбору задачи.

 

Если приемы преодоления психологической инерции применяются самостоятельно (отдельно от АРИЗ), то безразлично

- используются они по одному или в совокупности. Приобретя определенный навык пользования этими приемами, можно будет различать ситуации, которые легче поддаются разрешению с помощью метода ММЧ или оператора РВС.

 

Предварительный анализ условий задачи показывает, что без значительных дополнительных затрат мощность лазерного луча можно изменять только в меньшую сторону. Желательно также, чтобы это делали сами зеркала.

 

Применяем оператор РВС. Уменьшаем расстояние между зеркалами. Масштаб уменьшения (увеличения) всегда нужно согласовывать с естественными (имеющимися в данной технической системе) величинами. В лазере такой единицей измерения будет длина излучаемой световой волны. Если расстояние между зеркалами будет меньшим - произойдет качественный скачок: излучение прекратится. Максимум выходной мощности потока (вспомним физику) будет наблюдается тогда, когда расстояние между зеркалами кратно целому числу длин волн... Увеличим расстояние между зеркалами. Будут расти потери на поглощение фотонов в среде. В конце концов наступит момент, когда все испущенные кванты света поглотятся рабочим телом лазера, а его мощность, соответственно, уменьшится до нуля. Однако, не строить же лазер многометровой длины...

 

Допустим (вторая ось оператора), что расстояние между зеркалами научились изменять о большой скоростью, в пределе - сравнимой со скоростью света. Возникает неожиданный эффект: стенки могут подгонять или тормозить фотоны, изменяя тем самим выходную мощность лазера. Как заставить стенки-зеркала

вибрировать (а речь идет именно о вибрации)? В идеальном случае фотоны должны сами их раскачивать (тогда, безусловно, будет согласована ритмика частей системы)... Малая скорость изменения соответствует статичности лазерных стенок, этот случай уже рассматривался.

 

Стоимость переделки лазера равна нулю - это соответствует тому, что лазер сам осуществляет свою перенастройку (по минимальному управляющему сигналу).

 

В качестве изменяемого элемента для работы оператором РВС можно выбрать отверстие в одном из зеркал. Как тогда видоизменится задача?

 

Легко видеть, что после применения оператора РВС задача пришла к знакомому, более удобному для решения виду. В некоторых случаях, преодолев психологическую инерцию можно непосредственно выйти к ответу, близкому к контрольному. Так, рассмотрев с помощью оператора отверстие в зеркале, несложно прийти к ответу: регулировка мощности осуществляется самим отверстием, в котором находится небольшое третье зеркальце, расположенное под определенным углом к направлению выходного луча, меняя этот угол, меняют, соответственно, выходную мощность лазера. Такие приборы выпускает, например, американская фирма «Сандиа лейбораториз».

 

Задача 6.2. Разработана (Стенфордский университет) миниатюрная - размером с обычную авторучку - телевизионная передающая камера, с помощью которой можно считывать отдельные буквы печатного текста. Такая камера была бы незаменима для людей со слабым зрением, но ведь на телеэкран тоже нужно смотреть... Как быть?

 

Решение. Прежде, чем воспользоваться методом ММ (а в данном случае именно он дает хороший результат), опишем ситуацию в вепольной форме: какие вещества и поля входят в систему, как они между собой взаимодействуют, насколько это эффективно для выполнения основной функции ТС? Теперь становится очевидно: изображение нужно преобразовать с помощью механического поля, тогда его можно будет воспринимать тактильным путем, например, пальцами. Итак, имеется экран, на котором некоторым образом, появляется изображение, переданное микро-телекамерой. Представим его в виде толпы

«маленьких человечков». К слову, уже один подход дает перспективную идею, хорошо согласующуюся с законами

развития технических систем (перевод инструмента на микроуровень). Экран должен состоять их множества миниатюрных элементов-«человечков». Что должны делать

«человечки»? От них требуется совсем немногое: быть заметными (если они являются элементами изображения) - или быть незаметными (если в данной области экрана сигнала- изображения нет). На рисунке (а рисунки при работе методом ММЧ нужно делать обязательно - схематичные, приближенные, но ясные) это можно представить таким образом: в толпе "человечков" все стоят одинаково, а некоторые подняли руки. Теперь заметны будут только поднятые руки - они-то и несут информацию.

 

Такой принцип реализован в матрице вибрирующих иголочек, имеющей размеры обычной книжной страницы. Проводя одной рукой с телекамерой по строкам книги, можно пальцами другой руки «читать» буквы на матрице.

 

Моделирование «маленькими человечками», как и оператор РВС, не предназначены для точного решения изобретательских задач. От них можно требовать только устранения психологической инерции на этапе постановки задачи. Но данный пример показывает, что в некоторых случаях доводка решения после применения приемов преодоления психологической инерции требует незначительных (в основном - конструкторских и технологических, но не изобретательских) усилий.

 

Задача 6.3. Для искусственного освещения районов, испытывающих недостаток света (полярная ночь), предлагается приманить рефлекторы из фольги, выведенные на стационарную околоземную орбиту. Спрогнозируйте развитие этого способа.

 

Решение. Прогноз - область, где хорошо работает оператор

«размер-время-стоимость». Будем увеличивать размер

«космического зеркала». Уже в предыдущей задаче выяснилось, что подобные неограниченные изменения параметров в конечном счете приводят к некоторым качественным изменениям свойств объекта. Так, достраивая зеркала новыми и новыми участками, можно придти к зеркалу, которое полностью окружает Землю. Может показаться, что оно из полезного превратилось во вредное: полностью перекрыло доступ солнечных лучей к планете. Однако, технически вполне осуществимы (и уже изготавливаются) зеркала-детекторы, пропускающие свет в одном направлении. Таким образов, созданная система ограничит излучаемое Землей количество энергии - и на планете станет

теплее. Сделав зеркало динамичным можно регулировать тепловой баланс атмосферы. Меняя в широких пределах кривизну - менять количество света (и другого вида излучения), попадающего на конкретный участок земной поверхности. В конечном счете, пространство под сферой можно пополнить (например, за счет распыленных астероидов) атмосферой и расширить тем самым область обитания человека...

 

Однако, сферу-зеркало можно расширять (увеличивать) неограниченно. Значит, вскоре внутри нее разместится не только Луна (на которую, при наличии атмосферы, можно будет летать, скажем, на воздушном шаре), но и Солнце. Это приведет к

«возвращению» задачи на новом уровне и даст несколько совершенно неожиданных результатов. Например, солнечные лучи можно будет сфокусировать в один - и тогда (в силу реактивного принципа) наша планетная система превратится в обыкновенный фотонный корабль, хорошо управляемый и вполне жизнеспособный...

 

Обратите внимание: изменяя всего один параметр обычной в наше время ТС «космическое зеркало» (проект находится в состоянии реализации), можно получить самые разнообразные, на первый взгляд - чисто фантастические результаты. Но оператор РВС хорошо срабатывает только в том случае, когда на каждом этапе полученная идея тщательно развивается и прорабатывается. Если же ограничиться одной констацией факта изменения параметра - результат редко бывает даже удовлетворительным.

 

Задача 6.4. Оптические телескопы в открытом космосе легко разрушаются микрометеоритами, их стекла портятся также под действием космического излучения. Подсчитано, однако, что применение оптического телескопа в открытом космосе во много раз выгоднее его работы на поверхности Земли, где сказываются сильные атмосферные помехи. Как быть?

 

Решение. Применение метода ММЧ в данном случае кажется крайне неудачным: ведь не дробить же дорогие оптические стекла! Тем не менее, позволим «маленьким человечкам» выполнить свою работу самостоятельно, не требуя сразу очевидных результатов. Итак, представим объектив телескопа в виде толпы «маленьких человечков». Их атакуют другие

«человечки» - излучение, микро-метеориты. Столкновение

«человечков» всегда приводит к их обоюдному разрушению. Никакие щиты здесь не помогут, кроме того - это запрещено правилами метода: «человечки» могут действовать только сами

по себе. Таким образом, происходит постоянное разрушение вещества-инструмента. Это разрушение необходимо чем-то восполнять. Если один из «человечков» исчез (покинул систему) - на его месте должен сразу же появиться другой. Причем - появиться сам. ТС, в которой работают «человечки», должна сама посылать их в нужное (повреждённое) место. Другими словами, необходимо создать «надежную систему из ненадежных элементов».

 

Понятно, что добиться такой динамичности в твердом веществе очень трудно. В газообразном, наоборот, - слишком «легко»:

«человечки» газа стремятся разбежаться во всё стороны. Остается жидкая фаза, в которой и должно пребывать вещество- инструмент. Повидимому, состав его будет заметно отличаться от состава обычного оптического стекла, но ведь в открытом космосе даже обычная вода обладает вполне достаточным коэффициентом преломления, чтобы использовать ее в качестве материала для объектива телескопа. К тому же, она практически не подвержена влиянию излучения (за исключением редких вспышек, вызываемых торможением, например, быстрых электронов). Попадание в каплю-объектив микрометеорита в самом неблагоприятном случае вызовет частичное вскипание воды. Ее можно снова сконденсировать или заменить равным количеством воды без ущерба для качества изображения.

 

У такого решения есть свои трудности: обычную воду в космосе трудно заставить быть жидкой… Но это уже другая задача.

 

Задача 6.5. Современные административные здания почти целиком состоят из стекла, которое очень сильно нагревает солнцем. Необходимо предложить надежный способ защиты зданий от перегрева

 

Решение. Эту задачу нужно было решать (и решить) много лет назад, когда только появились первые застекленные окна. Однако, в те далекие времена площадь стекол была очень мала и хотя стоили, скажем, венецианские витражи, очень недёшево - всегда можно было заменить стеклышко. О перегреве самих зданий через оконные стекла речи вообще не было. Поэтому никто и не пытался загадывать наперед (сейчас говорят –

«прогнозировать»): какие изменения в быт принесет рост площади обыкновенного окна. Окно выросло и теперь через него в хороший солнечный день проходит внутрь здания столько света, сколько не могут скомпенсировать (охлаждением, а не темнотой) лучшие кондиционеры. Как будет развиваться система дальше?

Предположим (в полном соответствии с правилами оператора РВС), что некоторое время спустя стены зданий будут целиком прозрачными. Потолки - тоже. Оставим в стороне возникающие при этом чисто бытовые проблемы. Есть техническая задача: как в таких условиях бороться с перегревом? Защитные козырьки и экраны, дополнительные стеклянные листы, которые пытаются применить сейчас, в таких условиях неэффективны. Вспомнив, к тому же, законы развития ТС, получаем странный вывод: при таких условиях с перегревом зданий можно бороться только использовав в качестве экрана... атмосферу. Или менять яркость солнечного света еще в космосе, на подступах к Земле.

 

Проверим другой путь. Время нагрева окон увеличивается (полярный день, но на экваторе), достигая нескольких дней и даже месяцев. Где возможна такая ситуация? Оказывается, с ней уже столкнулись создатели космических орбитальных станций. Окна-илюминаторы станций типа «Салют» и «Мир» греются на солнце по несколько лет подряд. Как здесь удается избежать перегрева? Отчасти спасают небольшие размеры. С другой стороны - станция постоянно заходит в земную тень, окна

«отдыхают»…

 

Возвратимся к первоначальной задаче. Сделать здания динамичными, подставляющими солнцу то одну, то другую стену? Проекты таких зданий уже обсуждались совместно архитекторами и инженерами. Пока они признаны нереальными. Но если припечет... Свое слово должен оказать и параметр стоимости. Пусть положительный эффект нужно получить практически даром. Тогда остается единственный выход: «окна сами...» Нечто подобное произошло с солнцезащитными очками: помимо зеркальности они теперь обладают еще и переменной светопроницаемостью. Причем, чем ярче солнечный свет, тем темнее становится так называемое фотохромное стекло. Результат, на первый взгляд, очень неплохой. Но представьте себе город, построенный целиком из такого стекла... Будет ли он удобен для человека? Решая любую, техническую задачу всегда следует задавать себе и такой вопрос. Развитие техники объективно, но человек всегда может отказаться от технической системы, которая его не удовлетворяет. В конце концов, системы вооружения тоже развиваются объективно, но это вовсе не означает, что это будет продолжаться всегда. Человек в состоянии затормозить и ликвидировать в принципе любую техническую систему, если она функционирует ему во вред. И

знание законов развития технических систем играет в этом не последнюю роль.

 

Задача 6.6. Большинство составных, волокнистых материалов (древесина, ткани) деформируются под действием, например, даже легкого надавливания ноги человека. После прекращения воздействия волокна постепенно, хотя и далеко не сразу, принимают первоначальную форму. Как можно использовать это явление?

 

Решение. Описан обычный физико-биологический эффект, поэтому напрашивается использование соответствующих таблиц (см. раздел 3 «Физические эффекты»). Однако, в данном случае разбор задачи следует вести с помощью приемов преодоления психологической инерции.

 

Что делают «маленькие человечки» в данном случае? Вначале они некоторым образом размещены в волокнистом материале (например, стоят). Под воздействием механического поля часть

«человечков» изменяет положение (ложится). Затем (когда механического поля уже нет) человечки поднимаются. При этом они определенное время находятся в промежуточной стадии - сидят. К тому же, поднимаются «человечки» далеко не одновременно - всё зависит от того, кто какому воздействию (по силе и продолжительности) подвергался. Сделаем два рисунка. На первом лежат все «человечки», подвергшиеся воздействию. На втором - все уже поднялись. Теперь можно сделать несколько промежуточных рисунков, на которых - различное число сидящих «человечков»...

 

Решение практически очевидно: сделав хотя бы два снимка поверхности материала и сравнив их затем простым наложением, можно определить какому воздействию и когда подвергался материал. Допустим, у нас нет времени ждать, чтобы делать второй снимок. «Человечки» и здесь придут на помощь. Нужно только придать их действиям правильную (вепольную) направленность и добавить необходимый физический эффект.

 

Аппаратуру, работающую на основе этого метода (деформация волокон), выпустила фирма «ЕМИ электроникс» (Англия). Первыми заказчиками новой продукции были полицейские, но в технике такие приборы нужны не меньше.

 

Задача 6.7. Для получения среднеквадратичных значений некоторой величины в аналоговых машинах обычно применяют

возведение в квадрат, последующее усреднение, а затем извлекают корень. Однако, возможен другой путь: входной сигнал преобразуется в тепловую энергию и производится измерение температурных изменений, затем - преобразование их в изменения тока и выработка на выходе постоянного тока. Амплитуда этого тока пропорциональна среднеквадратичному значению входного сигнала. Оцените ситуацию с точки зрения наличия и преодоления психологической инерции.

 

Решение. Типичный, к сожалению, случай. Успехи в создании цифровых и аналоговых электронно-вычислительных машин, развитие компьютерной техники нередко создает парадоксальную ситуацию: машине поручают решать задачу, которую прекрасно можно разрешить гораздо более простыми методами. В данном примере, при всей простоте возведения в квадрат, усреднения и извлечения корня, на окончательном результате всегда будет сказываться немалая погрешность. Причем, чем точнее будет производится вычисление (а для этого нужно брать больше элементов для усреднения), тем значительнее будет ошибка. Дело в том, что от машины требовали копировать действия человека, но при этом начинали сказываться типично машинные недостатки!

 

Разработчики американской фирмы «Берр-Браун», которые предложили описанный в условии принцип нахождения среднеквадратичного значения, стихийно воспользовались законом перехода инструмента на микро-уровень, преодолев таким образом немалую психологическую инерцию. Если раньше соответствующими вычислениями занимались отдельные блоки вычислителя, то по новому методу «вычисляют» атомы некоторого вещества. Их тепловое движение подчинено строгим законам статистической физики и, хотя каждый атом в отдельности может «ошибаться», - все атомы в совокупности

«исправляют» эту ошибку, практически сводя ее к нулю. Кроме того, значительно возрастает надежность всего устройства: в нем попросту нет деталей, которые могли бы выйти из строя, внести погрешность в вычисления.

 

Для борьбы с такого рода психологической инерцией и приходится использовать оператор РВС и метод ММЧ. Хотя, к сожалению, именно такие задачи очень редко ставят. Их приходится находить самостоятельно…

 

Задача 6.8. Шведская фирма «Примус-Сиверт АБ» разработала горелку для паяльной лампы, которая втрое быстрее разогревает

деталь, чем это делали ее предшественники. Каким может быть принцип действия этой горелки?

 

Решение. Что изменять - деталь или пламя? После знакомства с АРИЗ (см. раздел 5 «АРИЗ») двух мнений быть не может: менять нужно инструмент. В данном случае пламя обрабатывает деталь, инструмент - пламя. Известно, что оно стало быстрее разогревать деталь. Могло это произойти за счет простого количественного роста пламени? Обычно размер пламени составляет доли размера детали и это не всегда удовлетворительно. Если размер увеличить

- пламя охватит деталь целиком и тогда разогрев будет происходить намного интенсивнее. Однако, при этом непропорционально вырастут затраты на создание сильного пламени, много топлива будет тратиться зря...

 

Увеличим скорость нагревания (иначе - сократим время, выделяемое для нагрева одной детали), ограничив возможность усиления пламени. В этом случае пламя должно поочередно касаться каждой точки поверхности детали, в пределе - одновременно касаться всей детали при сохранении слабого пламени...

 

Стоимость стремится к нулю... Следовательно - все эти нелегкие требования пламя должно выполнять само.

 

Ситуация несколько прояснилась. Понятно что необходимо сделать, неясно пока - как это будет сделано. Подключим к решению метод ММЧ. Несколько «человечков» (частички пламени) прижались к детали, разогревают ее. Им бы охватить деталь со всех сторон, но не хватает «человечков». Поэтому приходится бегать вокруг детали, вернее - по детали, попутно ее разогревая. Таким образом, то же количество «человечков» может быстрее и лучше разогреть деталь!

 

Практическая реализация способа такова: в горелке создается (с помощью специальной шайбы с каналами-отверстиями) вращающееся пламя. Оно охватывает деталь со всех сторон при сравнительно небольшом расходе горючего. Основной эффект получается от сокращения времени нагрева детали до необходимой температуры.

 

Задача 6.9. «Морская болезнь» - крайне неприятное расстройство вестибулярного аппарата - подстерегает не только моряков, но и космонавтов. Известны препараты для борьбы с этим недомоганием. Их можно использовать и в космосе. Плохо

то, что принимать лекарство маленькими дозами приходится слишком часто, большими - вредно... Как быть?

 

Решение. Таблетка - толпа «маленьких человечков». Этих

«человечков» нужно впустить внутрь организма, но - по очереди.

 

Сложность в том, что «человечки» должны сами выстроиться в аккуратную очередь и придерживаться ее от начала до конца. Вернемся к таблетке: она должна усваиваться не сразу, а по частям, слоями. Причем, смена слоев должна происходить без участия человека. Остается только вспомнить соответствующий раздел таблицы применения физических эффектов и явлений.

 

По данным журнала «Ньюсуик» (том 97, № 17), для космонавтов подготовлены специальные таблетки, содержащие известный препарат против «морской болезни» - скополамин. Таблетки выполнены в виде небольших плоских дисков и, как пластырь, крепятся за ухом. Затем на протяжении трех суток лекарство (вследствии диффузии) поступает в организм, причем - в строго нормированном количестве.

 

Задача 6.10. Основываясь на приемах преодоления психологической инерции, нужно предложить способ предельно быстрой передачи информации, выписываемой на листе бумаги.

 

Решение. Сразу возникает «светлая мысль» поставить над листом бумаги телекамеру. Однако оператор РВС хорошо защищает от подобного рода «находок». Стоит только потребовать роста размеров листа, как вскоре телекамера становится бессильной: она не может уследить сразу за всем листом, чтобы не потерять при этом важные для письма детали изображения. Убрав телекамеру, можно спокойно продолжить разбор. Уменьшим лист. До размеров буквы... До точки. Качественный скачок: для того, чтобы передать на расстояние сигнал о точке (или об отсутствии точки), вовсе необязательно брать телекамеру. Достаточно обычного телеграфного ключа и провода.

 

Отметим это превращение и займемся другим параметром. Сократим время от появления знака на бумаге до его передачи. При достаточно малом интервале приходится считать, что информация передается одновременно с появлением буквы на бумаге.

 

Так, фирма «Сименс» создала систему, которая позволяет мгновенно передавать на расстояние информацию, наносимую на

бумагу, которая лежит на специальной пьезоэлектрической подложке. В аппарате-приемнике информация высвечивается на экране или может приниматься на бумажную ленту (по принципу фототелеграфа).

 

Интересно оценить такой способ с точки зрения стоимости. По данным журнала «Менеджемент тудэй» (Англия), передача управленческой документации фототелеграфом дешевле пересылки механическими (в том числе пневматическими системами) уже на расстоянии 225 метров. А на расстоянии, превышавшем 20 километров, фототелеграф потенциально дешевле почтовой пересылки.

 

Задача 6.11. Чтобы решить проблему вязкости при низких температурах рекомендуется применять ароматические соединения, например, метилциклогексан, толуол... Опишите ситуацию с точки зрения преодоления психологической инерции.

 

Решение. В данной системе - два вида «человечков». Одни представляют некоторое топливо, смазку и т.п. вещество, которое используют при низких температурах. Другие - вводимую в вещество добавку. «Человечки» основного вещества ведут себя весьма нерасторопно: цепляются друг за друга и за стенки, движутся медленно, зачастую - непредсказуемым образом. Что должны сделать «человечки» добавки? Их основная задача - навести порядок в толпе «основное вещество». Строго придерживаясь правил вепольного анализа, они могут этого добиться только в том случае, если образуют некоторую упорядоченную структуру или уже обладают такой структурой. Характерное свойство ароматических углеводородов - наличие специфического бензольного кольца. Как ни грубо такое приближение, однако бензольные кольца на самом деле играют роль своеобразных молекулярных подшипников, уменьшая трение между отдельными слоями загустевшей жидкости.

 

Проблема вязкости возникла давно. Однако структура ароматических углеводородов также открыта много лет назад. Почему же их очевидное свойство начали использовать только в последнее время? Причина кроется в психологической инерции: изображения микроскопических объектов (особенно схематические) редко представляют в движении. Для ТРИЗ динамизация - один из важнейших принципов развития ТС. Поэтому так важно обращать внимание на всем известные, многократно проверенные системы - с позиций ТРИЗ. Преодолев

первый барьер психологической инерции, можно получить весьма перспективные результаты.

 

Задача 6.12. Предложите (используя материал данной главы) индикатор для скоропортящихся продуктов, предельно удобный для использования.

 

Решение. Задачу можно конкретизировать, указав наиболее важный вредный параметр. Пусть таким параметром будет температура. Тогда задачу можно поставить таким образом: в холодильнике находится скоропортящийся продукт; необходимо знать - повышалась ли температура в камере выше допустимого предана?

 

Представим продукт и индикатор в виде «маленьких человечков», предварительно записав вепольную схему их взаимодействия с тепловым полем. И схема, и метод ММЧ показывают: при повышении температуры выше допустимого предела

«человечки» будут некоторым образом реагировать (например, сцеплят свои руки). Однако столь незначительного изменения недостаточно для уверенного обнаружения. Поэтому «человечки» индикатора должны дополнительно совершить некоторое действие, например, встать, если, до этого все «человечки» сидели. Причем, вставать они должны только потому, что у них оказались сцепленными руки... Тем самым ставится условие соответствия: продукт и индикатор должны одинаково реагировать на изменение температуры.

 

На этом принципе работает биохимический индикатор для скоропортящихся продуктов, поставляемый шведской фирмой

«КВ ай-поинт АБ». Он реагирует на изменение температуры точно так же, как обычные продукты, но при этом отзывается на изменение сменой окраски.

 

Задача 6.13. Для больных с повышенной восприимчивостью к инфекционным заболеваниям (особенно после тяжелых операций) необходимо строить специальные изоляторы, предохраняющие от попадания инфекции. Предложите принцип действия таких изоляторов.

 

Решение. Построенное здание, как правило, весьма пассивно. Поэтому оно во многих случаях работает крайне неудовлетворительно. Легко проверить собственную психологическую инерцию: одно только выражение «больничный изолятор» вызывает из памяти представление о толстых, прочных

стенах, бронированных дверях и прочих атрибутах рыцарских замков. Однако, так ли необходимы перечисленные «строгости»?

 

Есть «человечки»-микробы и «человечки» некоторой среды, находящейся внутри изолятора. Вначале микробы свободно проникают внутрь – «человечки» внутренней среды им не мешают. Как создать заградительный заслон? Если выстроить

«человечков» в ряд и заставить их ловить микробы - всегда существует опасность, что один-два «гостя» прорвутся внутрь. Следовательно, нужно создавать «глубоко эшелонированную оборону». Причем, микробы нужно не только задерживать, но и удалять из изолятора. И все это должны сами делать «человечки» внутренней среды.

 

На рисунке такое требование (вернее, его реализация) будет выглядеть следующим образом: ряды «человечков» внутренней среды движутся из изолятора. Увлекая за собой прорывающихся микробов. Теперь техническая реализция решения не вызыввает затруднений. Такой изолятор (по сообщению журнала

«Спектрум» № 103) разработан в одном из английских госпиталей. Он монтируется из легких пластиковых панелей, а давление воздуха внутри изолятора несколько выше атмосферного. Это полностью исключает попадание внутрь инфекции.

 

Теперь легко предложить принцип работы изолятора, в котором должны содержаться больные опасными для окружающих вирусными заболеваниями. Необходимо обратное действие: вирусы не должны попасть наружу, за пределы изолятора. Следовательно, давление воздуха в них нужно поддерживать на уровне ниже атмосферного.

 

Кстати, известно, что стоимость новых изоляторов складывается в основном из стоимости воздухоочистителей, которые и раньше применялись во многих больницах.

 

Задача 6.14. Врачи Колумбийского университета обнаружили образование поляризованного электрического потенциала в хрящах позвоночных организмов при механических нагрузках. Выяснено, что возникновение этого потенциала обуславливает скольжение в суставах. Предложите использование открытого явления для диагностики и лечения, для других, немедицинских целей.

Решение. Первоначально эта задача применялась как упражнение на вепольный анализ в сочетании с физическими эффектами, однако эти средства оказались для нее чересчур сильными. Почти сразу после построения вепольной модели возникала закономерная (вытекающая из законов развития ТС) мысль использовать, например, внешний поляризованный электрический потенциал для регулирования нагрузки на суставы. Применение же оператора РВС позволяет развить идею применения этого биофизиологического эффекта.

 

Увеличим размеры хряща, который подвергается механической нагрузке. Это, в свою очередь, вызовет увеличение электрического потенциала организма. Если, например, механическое поле создается собственными мышцами организма, то одновременное их сокращение может вызвать достаточно мощный энергетический всплеск поляризованного электрического поля... Увеличим скорость изменения нагрузки. Создаваемое при этом переменное электромагнитное поле может свободно излучаться в пространство и таким образом стать своеобразным средством информационного обмена между живыми организмами.

 

Интересно также рассмотреть обратное явление: мышечное сокращение под действием внешнего электромагнитного поля. Обычно человек сталкивается с ним в излишне больших дозах, приводящих к нарушению нормальной деятельности организма. Однако далеко не всегда у исследователей хватает умения справиться с психологической инерцией и заняться исследованиями в области между крайними - хорошо исследованными - точками. Тем полезнее могут оказаться такие разработки.

 

Задача 6.15. Предложите способ удобного перемещения космонавтов внутри космического корабля. Желательно не использовать для этого электрические или магнитные поля, т.к. это может создать непредсказуемые изменения, отклонения в работе точных приборов.

 

Решение. Остается проверенное веками механическое поле - и

«маленькие человечки». «Человечки» подошв (ходить даже в космосе удобнее всего ногами) должны надежно сцепляться со стенами, потолком и полом орбитальной станции. С другой стороны - рассоединение также должно происходить достаточно легко и безотказно. Возникает противоречие, которое необходимо преодолеть без применения легко управляемых магнитных и

электрических полей. Сами по себе «человечки», конечно, могут и сцепляться, и отцепляться. Однако делать это необходимо своевременно, т.е. тогда, когда это необходимо космонавту. Следовательно, должен существовать некоторый сигнал от космонавта к подошве: когда и как поступать «человечкам».

 

Вспомним законы развития ТС: идеальный сигнал должен отсутствовать, в качестве сигнала должно выступать нечто уже имеющееся в системе. В данном случае, таким сигналом должно быть само движение ноги космонавта. Движение подошвы определенным образом должно приводить к ее сцеплению со стенкой, обратное движение - к расцеплению.

 

Так, еще на станции «Скайлэб» был испытан следующий способ перемещения космонавтов: специальные выступы на подошвах скафандров свободно входят в ячейки на многочисленных перегородках, блоки ячеек можно размещать также на стенках. Движение ног при такой ходьбе выглядит несколько необычно (нога как бы ввинчивается в стенку), однако способ действует надежно и космонавты легко к нему привыкают.

 

Этот же способ можно применить и для перемещения космонавтов вне корабля по специально проложенным дорожкам.

 

 

6.3. Задачи для самостоятельного решения.

Задача 6.16. Для создания искусственной гравитации внутри космических кораблей предлагалось раскручивать их вокруг оси. Этот способ неудобен, поскольку мешает проводить наблюдения. Но как в таком случае все же создать искусственную гравитацию для космонавтов?

 

Задача 6.17. Предложите надежный способ увлажнения полотенца в условиях невесомости. Задача имеет вполне реальное применение: космонавты в полете обтираются влажными полотенцами...

 

Задача 6.18. Солнце влияет на погоду планеты не только чисто тепловым излучением. Показано, что геомагнитная активность в ионосфере прямо связана с образованием зон в атмосфере, в которых резко меняется давление. Как использовать это явление?

 

Задача 6.19. Широко используемый в сельском хозяйстве инсектицид гептахлор на солнечном свету становится более чем в

20 раз токсичнее... Опишите ситуацию с точки зрения приемов преодоления психологической инерции.

 

Задача 6.20. Опишите принципиальную схему изготовления покрытий на базе жидких кристаллов: покрытие должно последовательно менять цвета при изменении температуры.

 

Задача 6.21. Производство интегральных микросхем идет по пути увеличения специализации. Однако производству постоянно нужны новые функциональные схемы. При этом неиспользованные ИС бесполезно утрачиваются. Что можно предложить?

 

Задача 6.22. Автомобилестроители не оставили надежд создать двигатель, использующий энергию сверхвысокочастотного кабеля, проложенного под дорогой. Какие изменения в дорожном движении может вызвать их применение?

 

Задача 6.23. Шведские врачи предлагают для лечения невралгии тройничного нерва сравнительно простую операцию по исправлению челюстного механизма. Тем самим устраняется набухание мышц, которые, ущемляя нерв, вызывали заболевание. Обоснуйте применение этого способа.

 

Задача 6.24. Предложите способ предотвращения смешивания водорода и хлора при дезинфицировании воды, используя приемы преодоления психологической инерции.

 

Задача 6.25. Водород - практически идеальное топливо для двигателей внутреннего сгорания. Однако, его весьма неудобно хранить, особенно в автомобиле. Баллоны, например, вмещают слиш