理论教育 深入理解现有进化法则

深入理解现有进化法则

时间:2023-08-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:尽管现在有些TRIZ流派倾向于把向微观进化法则合并到其他法则中去,但是作者认为该法则仍然有独立存在的必要。向“极小”方向进化的案例纳米收音机:美国加州大学伯克利分校成功研制出世界上最小的收音机,如图3-44所示。值得指出的是,医用纳米机器人不仅是“向微观及增加场应用进化”的典型案例,也是“向人机合一进化”的有力佐证。“向微观及增加场应用进化”法则还有极大的发展潜力。

深入理解现有进化法则

技术系统的发展是丰富的、多样性的。一个进化趋势往往伴随着一个“反趋势”,例如在产品尺度的进化上,技术系统在同时向着“极大”和“极小”两个方向进化。向“极大”方向进化,属于向超系统进化法则的延伸,向“极小”方向进化,属于向微观及增加场应用进化法则内容。尽管现在有些TRIZ流派倾向于把向微观进化法则合并到其他法则中去,但是作者认为该法则仍然有独立存在的必要。

(1)向“极大”方向进化的案例

陆地机械:1978年德国克虏伯公司建造的多轮斗式挖掘机Bagger 288,外形尺寸为240m×49m×96m,整机重量为14210t,堪称矿山机械之最。Bagger 288“走”起来不算快,每分钟移动约2~10m,但它的旋转挖矿轮每天可以吃下24万t的土石,18个轮盘式挖掘铲斗中的每一个就可以铲起6.6m3矿石或土质材料,这台巨型怪手每天可以创造一个5个足球场大、17m深的大坑,工作效率很高,如图3-40、图3-41所示。

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图3-40 多轮斗式挖掘机Bagger 288工作现场图

1995年,另一家德国重型机械公司MAN TAKRAF又制造了一台MANTAKRAF RB293,刷新了Bagger 288的外形尺寸记录。

数据中心互联网搜索巨头们都建有庞大的数据中心。当用户浏览他们的网站时,一定会访问到其中的某一个服务器网络,因此数据中心又被称作“实体互联网”。这些数据中心的规模都十分庞大,而且还在不断扩充。例如谷歌俄勒冈数据中心占地面积超过11.5万平方英尺,内部结构非常复杂,如图3-42所示。

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图3-41 Bagger 288巨大的轮盘式挖掘铲斗

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图3-42 俄勒冈数据中心的服务器阵列(右)和冷却系统(左)

游牧城市:西班牙建筑系大学生曾经设计了一种未来派城市,使用类似于坦克履带的行走装置,具备风力发电机太阳能板和氢能发电厂等清洁能源,以及露天采矿机械、造船设施、超级港口、小型机场、太空发射装置和生态村等。它不破坏周边环境,在世界各地陆地上漫游,为居民寻找更好的工作和资源。这也是一种复杂大系统,如图3-43所示。

(2)向“极小”方向进化的案例(www.daowen.com)

纳米收音机:美国加州大学伯克利分校成功研制出世界上最小的收音机,如图3-44所示。它由单一的、尺寸仅为头发丝直径万分之一的碳纳米管构成。碳纳米管集天线、调谐器、放大器和解调器于一身,有效地缩短了能量传递路径。

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图3-43 一个“游牧城市”假想图

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图3-44 纳米收音机

纳米轴承日本东北大学研究生院理学研究小组于2013年1月9日宣布,成功确认了在有限长度碳纳米管(CNT)中填充经化学修饰的富勒烯而制造出来的轴承的旋转动作。通过光谱分析确认了富勒烯制成的转子在CNT外框中像陀螺一样转动的情况。研究小组表示,此次并非是让一个轴承,而是让量产的1023个庞大数量的轴承以同等程度的转速旋转,而且还可通过温度来控制其转速,如图3-45所示。

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图3-45 碳纳米管轴承的静止图(左)与旋转图(右)

纳米机器人:医用纳米机器人有着无限的应用潜力,科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体的纳米机器人,来协助治疗人们做以下的工作:清洁伤口、帮助凝血、治疗痛风、粉碎肾结石、诊断动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、激活细胞能量等。医用纳米机器人目前还处在试验阶段,大到尺度为几毫米,小到尺度为几微米。在未来10年,纳米机器人将会带来一场医学革命。如图3-46所示为一个纳米机器人正在进入红细胞

值得指出的是,医用纳米机器人不仅是“向微观及增加场应用进化”的典型案例,也是“向人机合一进化”的有力佐证。“向微观及增加场应用进化”法则还有极大的发展潜力。

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图3-46 一个纳米机器人正在进入红细胞

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