Читать книгу ТРИЗ: Инновации в моде - Владимир Петров - Страница 9

ПРОТИВОРЕЧИЕ СВОЙСТВ (ПС) – это выявление диаметрально противоположных свойств (например, физических), которыми должна обладать система или ее часть, чтобы удовлетворить требования идеального конечного результата (оба требования хорошие). Свойства всегда описываются определенными измеримыми параметрами, например, вес, длина, теплопроводность и т. п. Разрешая противоречие свойств (ПС) мы пытаемся достичь идеального конечного результата (ИКР)3, не ухудшаем никакие параметры системы.

Противоречие свойств (ПС) необходимо для определения причин, породивших противоречие требований (ПТ), т. е. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины.

Для человека, незнакомого с ТРИЗ, формулировка противоречия свойств (ПС) звучит очень непривычно – некоторая часть системы должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть одновременно легкой и тяжелой, подвижной и неподвижной, длинной и короткой, гибкой и жесткой, быть и не быть и т. д.

Одно из свойств, удовлетворяет одному из требований ПТ (противоречия требований), а другое свойство – удовлетворяет другому требованию ПТ.

Выявляя свойства, которыми должна обладать система, чтобы сделать оба требования ПТ хорошими в задаче по созданию удобной и теплой верхней одежды, можно сформулировать противоречие свойств (ПС). Всегда начинают с того, чтобы найти свойство, которое может сделать плохое требование ПТ хорошим. Затем берут противоположное свойство, если оно позволяет оставить хорошее требование ПТ хорошим, то было правильно выбрано свойство. Если нет, но нужно выбрать другое свойство, которое делает плохое требование ПТ хорошим и противоположное свойство, чтобы оставить хорошее требование ПТ хорошим.

Задача 1.1. Верхняя одежда (продолжение)

Противоречие свойств (ПС): верхняя одежда должна быть легкой, чтобы ее было удобно носить, и тяжелой, чтобы одежда была достаточно теплой (имела хорошую теплоизоляцию).

Приведем примеры того, как было разрешено это противоречие.

Пример 1.1. Пуховик

Для изготовления верхней одежды стали использовать более легкие ткани и слой пуха между ними – создали пуховики (рис. 1.3).

Современные пуховики легкие и удобные, но для их изготовления требуется очень много гусиного или гагачьего пуха, кроме того, плохо обработанный пух может служить местом размножения клещей и вследствие этого вызывать аллергическую реакцию.

Рис. 1.3. Пуховики, автор фотографии Roman Pohorecki.4

Возникает новая задача.

В ТРИЗ это называется вторичная задача. Давайте проанализируем ее.

Задача 1.1. Верхняя одежда (продолжение)

Сформулируем противоречия для возникшей новой задачи.

Поверхностное противоречие (ПП): как сделать верхнюю одежду теплой без использования пуха?

Противоречие требование (ПТ): если сделать верхнюю одежду с использованием пуха, то она будет теплая, но возможна аллергическая реакция человека.

Традиционно такие противоречия пытаются разрешить, используя компромисс. Вот типичный пример.

Пример 1.2. Синтетический наполнитель

Пух в верхней одежде заменили синтетическим наполнителем синтепоном, который достаточно легкий и обладает гипоаллергенными свойствами. Однако, при этом пожертвовали другим требованием – теплоизоляционным свойством одежды. В зависимости от конкретной модели верхней одежды, теплоизоляционные свойства могли быть хуже. Это компромисс.

В ТРИЗ не используют компромиссные решения, а углубляют противоречия, выявляя какими свойствами должна обладать система, чтобы сделать оба требования ПТ только хорошими. Значит появляется новая задача.

Задача 1.1. Верхняя одежда (продолжение)

Каким образом использовать синтетический наполнитель, чтобы изготовить достаточно теплую верхнюю одежду? Это типичное поверхностное противоречие (ПП).

Сформулируем противоречие требований (ПТ).

Противоречие требований (ПТ): если изготовить верхнюю одежду с использованием синтетического наполнителя, то она не будет вызывать аллергическую реакцию, но одежда может получиться недостаточно теплой.

Противоречие свойств (ПС): необходимо использовать синтетический наполнитель, чтобы не вызывать аллергическую реакцию человека, и не нужно использовать синтетический наполнитель, чтобы верхняя одежда получилась достаточно теплой.

Приведем примеры того, как было разрешено это противоречие.

Пример 1.3. Аэрогель

Вместо пуха стали использовать аэрогель5, который является очень хорошим изолятором. Он не впитывает влагу, и является чрезвычайно легким материалом, так как его структура состоит на 95—99% из воздуха. В связи с этим аэрогель обладает наилучшими теплоизоляционными свойствами. Использование аэрогеля позволяет создавать более легкие и более теплые изделия. Даже тонкий слой аэрогеля создает хорошие теплоизоляционные свойства. В связи с этим верхняя одежда получается легкой с тонким утепляющим слоем и очень теплой.

Пример 1.4. Куртка с регулируемой температурой

Используя передовые технологии, изобрели куртки с подогревом. В настоящее время такие куртки уже доступны массовому потребителю (рис. 1.4). Подогрев происходит благодаря системе безопасных гибких нагревательных элементов из углеродных волокон, питание обеспечивают перезаряжаемые аккумуляторы. Компания ORORO располагает аккумуляторы в изделиях в зависимости от их стиля, чтобы обеспечить оптимальный нагрев изделия. Зарядка аккумулятора ведется через блок питания с использованием USB-кабеля. Аккумулятор подсоединяется к куртке и хранится в кармане. Можно выбрать один из трех уровней нагрева. Чем ниже уровень нагрева, тем дольше прослужит батарея, затем ее нужно подзаряжать. На низком уровне нагрева аккумулятор прослужит примерно 10 часов, поэтому производитель рекомендует иметь с собой запасной аккумулятор.

Рис. 1.4. Куртка ORORO с регулируемой температурой.6

Пример 1.5. Куртка с подогревом на основе графена

Белорусские ученые создали одежду с подогревом для метростроевцев, используя наноматериалы, такие как графен – модификация углерода, который превосходит медь в десятки раз по электро – и теплопроводности, а его прочность в сотни раз больше, чем у стальной проволоки. Это более простая и дешевая технология, чем у существующих аналогов курток с подогревом (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Куртка с подогревом для метростроевцев.7

Пример 1.6. Саморазогревающаяся куртка

В компании «Ministry of Supply» разработали саморазогревающуюся куртку «Mercury», которая создает индивидуальный микроклимат для пользователя, постоянно адаптируя и оптимизируя температуру до комфортной для человека в зависимости от погодных условий (рис. 1.6). В этой куртке используются провода из углеродного волокна, идущие вверх по спине и рукавам, для автоматического нагрева одежды за счет резистивного нагрева.

В отличие от других обогреваемых курток, которые необходимо предварительно запрограммировать на определенную температуру, куртка «Mercury» может постоянно адаптировать и оптимизировать свою тепловую мощность в соответствии с температурой тела пользователя. Эту куртку можно нагреть с помощью голосового помощника Amazon Alexa перед тем, как надеть ее. Пользователи также могут ввести свои предпочтения в соответствующее приложение. Затем куртка использует искусственный интеллект, чтобы изучать и предсказывать предпочтения пользователей с течением времени. «Mercury» – это первая куртка, которая использует данные для фактического изменения и улучшения своей функции.

Рис. 1.6. Куртка с регулируемым нагревом, которая работает автоматически.8

Во всех куртках, показанных на рис. 1.4 – 1.6, используются аккумуляторы, заряда, которых хватает на несколько часов, а затем их нужно подзаряжать.

Пример 1.7. Куртка, использующая солнечную энергию

Уже появились в продаже куртки использующие для подогрева гибкие солнечные батареи. А куртка ThermalTech9 (рис. 1.7) является первой «умной» курткой, превращающей солнечную энергию в тепло для обогрева. Между наружным слоем этой куртки и ее подкладкой расположен слой «умной» ткани, состоящей из легких стальных нитей. Эта ткань поглощает ультрафиолетовые лучи, получаемые от солнца, и превращает их в тепло. Куртка также улавливает энергию от искусственных источников света и использует естественное тепло тела, когда солнце садится.

Рис. 1.7. Первая «умная» куртка, использующая солнечное тепло для подогрева.