Биологические эффекты

Природа иногда указывает, как

самые сложные задачи решаются

с поразительной простотой.

М. Тихонравов «Полет птиц»

Наблюдения за природой, исследования позволяют собрать много биологических фактов, явлений, которые используются в проектировании жизнедеятельности человека и изобретении нового. ТРИЗ – это не только изучение технических закономерностей, но ещё и использование природных закономерностей, поиск аналогов.

Ребят необходимо привлекать к созданию картотеки эффектов и аналогов после изучения различных тем, использованию их в исследовательских работах и … наблюдательности.

Изобретателю надо знать не только технику. Хороший изобретатель должен разбираться и в биологии, должен знать то, что уже создано природой.

чешскому писателю Карелу Чапеку. Вот что пишет Чапек в статье «Об изобретениях»: «Самолет так же мало похож на птицу, как торпеда на форель. Если бы человеку в самом деле вздумалось соорудить металлическую птицу, ручаюсь, что она у него не полетела бы. Для того чтобы осуществить то, что делает природа, он всегда вынужден был подходить к делу совершенно иначе. В этом состоит невероятность и парадоксальность изобретений.

Человеку удавалось догнать природу только в тех случаях, когда он приступал к делу иначе, чем она. Задавшись целью передвигаться по земле быстрей, он не стал пристраивать себе четыре ноги, как у оленя или лошади, а сделал колеса. Веревочник, свивая веревку, пятится, то есть движется способом, как раз обратным тому, которым движется паук, ткущий свою паутину. Если б человек вздумал подражать пауку, он никогда не изобрел бы ткацкого станка. Вся техническая фантазия человека состоит в том, чтоб взяться за дело не с того конца, с которого берется природа; я сказал бы, с прямо противоположного».

     А вот что говорят ученые.

     Академик Н. Семенов: «Я думаю, что дальнейшее развитие техники в значительной мере зависит от того, насколько люди сумеют перенести в нее принципы работы живых организмов».

     Академик Б. Петров: «Для теории автоматических систем очень полезны исследования процессов управления и регуляции в живых организмах. Поэтому проблемы биологической кибернетики и изучения аналогий между процессами в живых организмах и автоматических системах вызывают большой интерес».

     Кто же прав?

     И писатели, и ученые. Если внимательно сопоставить их высказывания, можно заметить, что, в сущности, они не противоречат друг другу. Писатели говорят о том, что техника раньше не использовала природные прообразы, а пыталась идти, так сказать, наперекор природе. Ученые же говорят о том, что в дальнейшем многое зависит от того, насколько удастся использовать приемы, «изобретенные» природой.

     Действительно, в XVIII—XIX вв. изобретатели очень редко использовали природные прообразы. Известно лишь несколько таких случаев, в частности изобретение висячих мостов.

     Английский инженер Сэмюэль Браун жил у реки Твид. Однажды, гласит предание, Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был бы слишком дорог. Иначе говоря, Брауну надо было преодолеть техническое противоречие.

Как-то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянутую через дорожку. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях.

Природа иногда сама, без просьбы, подсказывает решение недогадливому изобретателю. Казалось бы, а почему сознательно не обратиться к помощи природы?

     Одна из первых таких попыток связана с именем знаменитого физика Роберта Вуда.

     Это было в годы первой мировой войны. Германские подводные лодки хозяйничали на морских дорогах. Британский флот получил на вооружение гидрофоны — приборы для обнаружения подводных лодок по шуму винтов. Сторожевые корабли, оснащенные гидрофонами, вышли в море и... обнаружилось техническое противоречие.

     Первые, еще очень примитивные, гидрофоны походили на большую докторскую трубку. Приемное отверстие этой трубки было выведено за борт, в воду.

Во время хода корабля движение воды у приемного отверстия гидрофона создавало шум, заглушающий звук винтов подводной лодки. Возникало типичное техническое противоречие: для преследования подводной лодки надо слышать, а чтобы слышать, надо остановиться и прекратить преследование. Роберту Вуду было известно, что тюлени отлично слышат при движении. Вуд предложил гидрофон, у которого приемное отверстие имело форму ушной раковины тюленя. И гидрофоны стали «слышать» даже на полном ходу корабля.

     В этом изобретении очень отчетливо проявилась характерная особенность использования природных прообразов. Вуд не знал, почему ушная раковина у тюленя имеет именно такую форму. На исследования и расчеты просто не оставалось времени. Изобретатель заимствовал у природы готовое решение. И лишь впоследствии удалось понять, на чем именно основан «патент» природы.

     Природа — неисчерпаемая «патентная» библиотека. Но этой библиотекой надо уметь пользоваться.

 

Изобретено природой

     Какой должна быть машина, способная передвигаться под землёй?

     Основная масса изобретателей предлагала варианты, пытаясь «перетащить» под землю машины, приспособленные для работы в других условиях: снабжали крыльями, «лапами», делали похожими на космический корабль и т.п. Во всех вариантах выбуренный подземоходом грунт отбрасывается назад.

     Между тем есть живая подземная машина – крот. Он работает, оставляя за собой пустой туннель.по которому легко вернуться обратно.

Лет двадцать назад инженер Александр Требелев, задумав построить подземоход, провёл интересные опыты с кротами. В ящик с утрамбованной землёй выпускали крота и просвечивали эту уплотненную массу рентгеновскими лучами. Оказалось, что крот во время работы всё время вертит головой: при этом его холка вдавливает грунт в стенки туннеля. Несколько лет назад группа изобретателей получила авторское свидетельство № 321588 на искусственного крота. Внешне эта машина похожа на подземоход читателя: в передней части расположен режущий конус. Но он не только режет грунт, а подобно голове крота раскачивается и вдавливает частицы земли в стенки туннеля.