51. Проектирование нововведений путём смещения границ.

Цель

Сместить границы нерешенной проектной проблемы, чтобы для ее решения можно было использовать знания из смежных областей.

План действий

1. Выявить существенные функции како­го-либо устройства, которое способство­вало бы достижению поставленной за­дачи.

2. Выявить противоречия между сущест­вующими средствами выполнения этих

функций в рамках предполагаемых гра­ниц проблемы.

3. Выявить знания, выходящие за предпо­лагаемые границы проблемы, которые можно было бы использовать при транс­формации проблемы.

4. Найти сопоставимые промежуточные решения проблемы, которые проложили бы путь к частичному или полному использованию знаний из смежных об­ластей.

Пример

Найти способ, позволяющий слепым читать книги и газеты. (Этот пример приводится также в разд. 8.1.)

1. Выявить существенные функции како­го-либо устройства, которое способство­вало бы достижению поставленной за­дачи.

Устройство для слепых должно иметь средства для:

а) сканирования печатного текста;

б) преобразования сканируемого печат­ного текста в сигналы, воспринимаемые без участия зрения.

2. Выявить противоречия между сущест­вующими средствами выполнения этих функций в рамках предполагаемых гра­ниц проблемы.

Важными аспектами, связанными с чте­нием вслепую и с участием зрения, были признаны следующие:

а) Существующие вспомогательные сред­ства для чтения вслепую используются мало, так как даже при большой прак­тике слепым удается читать всего лишь со скоростью 5—10 слов в минуту.

б) Скорость речи 100—200 слов в мину­ту, а книги можно читать со скоростью 300—1000 слов в минуту.

в) Для преобразования текста в речь по­требовалось бы распознающее устройст­во, которое стоило бы дороже крупной цифровой ЭВМ.

г) Слепые зарабатывают мало и не могут позволить себе приобретать дорогие при­боры.

Главное противоречие состоит в том,

что стоимость распознающих текст уст­ройств очень высока (включает стои­мость вмонтированного в прибор блока памяти), а заработок слепых очень мал. Второстепенное противоречие состоит в том, что скорость чтения зрячих очень высока, а чтения слепых с помощью су­ществующих вспомогательных средств (без использования распознающих устройств) очень низка.

3. Выявить знания, выходящие за пред­полагаемые границы проблемы, которые можно было бы использовать при тран­сформации проблемы.

Широкий поиск релевантных средств по­казал наличие больших возможностей; четыре из них, которые кажутся наибо­лее перспективными, приведены ниже. (Сам по себе выбор соответствующих средств требует навыка и интуиции, от которых в значительной степени зави­сит успешное применение метода; см. разд. 8.1.)

а) Большое количество свободного вре­мени, которое слепые могут уделить обучению пользоваться каким-то прибо­ром, который Позволит им увеличить их заработок.

б) Наличие в мозгу человека"распознающей машины" не поврежденной слепотой.

в) Способность мозга к распознанию главным образом по контексту и памяти и лишь частично по сигналам, соответ­ствующим форме букв и слов.

г) Способность руки быстро двигаться, реагируя на сигналы мозга. Эту способ­ность можно использовать для управле­ния сканирующим устройством по ме­тоду, напоминающему движение глаз.

4. Найти сопоставимые промежуточные решения проблемы, которые проложили бы путь к частичному или полному ис­пользованию знаний из смежных обла­стей.

Возможен следующий ряд промежуточ­ных решений:

а) Дешевое и простое светочувствитель­ное устройство, преобразующее явные различия между буквами и словами в звуковые сигналы.

б) Программа обучения, направленная на то, чтобы научить слепых быстро рас­познавать буквы и слова, используя в максимальной степени контекст и в минимальной степени звуковые сигналы, соответствующие форме букв и слов.

в) Небольшое ручное сканирующее уст­ройство, позволяющее избежать расхо­дов на механизированное приспособле­ние и обеспечивающее быструю реакцию на "сигналы о пропуске", посылаемые мозгом, как только читатель схватывает из контекста значение непрочитанных еще букв, слов, выражений, предложе­ний и т.д.

Этот пример является обобщением за­писей, сделанных при разработке опыт­ного образца подобного устройства, ко­торое должно было позволить слепым читать со скоростью примерно 100 слов в минуту. Поиск средств, обеспечиваю­щих решение проблемы, потребовал изу­чения большого количества литературы по визуальному восприятию, движению глаз, восприятию азбуки Морзе, ско­ростной машинописи, скоростному чте­нию, машинам, распознающим образы, и по теории связи. Прибегли также к кон­сультациям нескольких экспертов в данных областях. Смещение границ, по­требовавшееся в данном случае для нахождения решения проблемы, пока­зано на рис. 11.7.