【正文】 5 2023/1/31 ?例： 金屬磨損問題 問題： 機(jī)械設(shè)備失效 70%是由于金屬磨損引起的。 我國 GDP占世界 4%， 消耗了世界 30%以上的鋼材。僅磨料磨損每年要消耗 300多萬噸鋼。 由徐濱士院士 、 鐘群鵬院士 、 丁傳賢院士 、 張福澤院士等 17位專家組成的鑒定委員會(huì)一致同意該項(xiàng)目通過鑒定： “ 金屬磨損自修復(fù)材料是一項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的的高科技產(chǎn)品 ， 具有世界先進(jìn)水平 ” 。用 ART處理機(jī)械零件可以在其摩擦表面上生成耐磨保護(hù)層 。 2．顯著改善接觸和摩擦表面的物理 化學(xué)和力學(xué)性能。 4．降低機(jī)械損耗。 ? 設(shè)問探求法 1. 設(shè)問探求的工具： 1)有無其他用途？ 2)能否借用？ 3)能否改變？ 4)能否擴(kuò)大？ 5)能否縮?。?6)能否代用？ 7)能否從新調(diào)整？ 8)能否顛倒過來？ 9)能否組合？ 2. 設(shè)問探求法的特點(diǎn)： “ 創(chuàng)造技法之母 ” ，適合各種類型和場(chǎng)合的創(chuàng)造性思考； 原因在于 1)設(shè)問探求法是一種強(qiáng)制性思考，有利于突破不愿提問的心理障礙； 2)設(shè)問探求是一種多角度發(fā)散性思考過程；3)設(shè)問探求提供了創(chuàng)造活動(dòng)最基本的思路。 2) 探求思考的要求 ： (1)對(duì)每一條提問項(xiàng)目視為單獨(dú)的一種創(chuàng)造技法，如 “ 能否顛倒 ” 視為 “ 逆反思考法 ” ； (2)結(jié)合其它創(chuàng)造技法運(yùn)用，如“ 能否改變 ” 克杰和缺點(diǎn)列舉法改變事物的缺點(diǎn)； (3)對(duì)設(shè)想進(jìn)行可行性分析，盡可能的探求出有價(jià)值的新構(gòu)思。 56 例：列舉電冰箱的潛伏式缺點(diǎn)并提出若干創(chuàng)意！ 1)使用氟利昂 (freon,壓縮式冰箱的致冷劑 )，產(chǎn)生環(huán)境污染； 2)如何抗菌？ 3)患有高血壓的人不能給電冰箱除霜，因?yàn)楸菀自斐?“ 寒冷加壓 ” 。 57 希望點(diǎn)列舉法 希望列舉法：設(shè)計(jì)者從社會(huì)需要或個(gè)人愿望出發(fā)，通過列舉希望來形成創(chuàng)造目標(biāo)或課題的創(chuàng)新技法。 58 希望點(diǎn)列舉法 2. 社會(huì)需要分析 社會(huì)需要：是一種社會(huì)心理狀態(tài)，使人們各種心理欲望的集合，使人們?yōu)榱俗陨淼纳婧途S持社會(huì)的發(fā)展而對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、教育、文化、科技等方面產(chǎn)生的追求。 社會(huì)需要的特點(diǎn)：復(fù)雜化、不止境、動(dòng)態(tài)性、關(guān)聯(lián)性。 59 希望點(diǎn)列舉法 3. 希望的鑒別 1) 表面希望和內(nèi)心希望的鑒別 醫(yī)療工程師，為了滿足殘肢人的希望，構(gòu)思了一種具有套疊伸縮和連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能的假臂，而殘肢人看到此先進(jìn)的多功能假臂方案之后，竟揚(yáng)長而去。 1. 事物的三種特性 名詞特性 ——整體、部分、材料、制造方法； 形容詞特性 ——性能； 動(dòng)詞特性 ——功能； 2. 特性列舉法運(yùn)用程序 1) 確定創(chuàng)造對(duì)象并加以分析：分析了解事物現(xiàn)狀，熟悉其基本結(jié)構(gòu)、工作原理及使用場(chǎng)合等； 2) 列舉特性并進(jìn)行歸類整理：按三種特性進(jìn)行特性列舉，重復(fù)的合并、矛盾的協(xié)調(diào)統(tǒng)一； 3) 依據(jù)特性項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)造性思考 61 例： 運(yùn)用特性列舉法提出電風(fēng)扇創(chuàng)新設(shè)計(jì)新設(shè)想！ (1)分析現(xiàn)有電風(fēng)扇 觀察待改進(jìn)的電風(fēng)扇，搞清其基本組成、工作原理、性能及外觀等特點(diǎn)。 因素：構(gòu)成事物的特性因子；形態(tài)：應(yīng)的實(shí)現(xiàn)各功能的技術(shù)手段； 2. 形態(tài)分析法的運(yùn)用程序 1) 因素分析：確定因素時(shí)應(yīng)滿足 3個(gè)基本條件，一是各因素在邏輯上彼此獨(dú)立，二是在本質(zhì)上是重要的，三是在數(shù)量上是全面的； 2) 形態(tài)分析：按照創(chuàng)造對(duì)象對(duì)因素所要求的功能屬性，列出多因素可能的全部形態(tài) (技術(shù)手段 )——發(fā)散思維； 3) 方案綜合：可以采取形態(tài)學(xué)矩陣或綜合表的形式進(jìn)行方案綜合； 4) 方案評(píng)選：先制定選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，一般用新穎性、先進(jìn)性和實(shí)用性三條標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初審，再用技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，好中選優(yōu)。 聯(lián)想是創(chuàng)造之母，是思維大廈的基礎(chǔ)！ 67 例 1： 火星上一定有水！ 1)大氣層和水是生命存在的條件； 2)科學(xué)家觀測(cè)火星上有大氣層； 3)人們想象如果火星上有水或曾有水，那么火星上可能存在或存在過生命； 4)2023年元月，美國 “ 勇氣號(hào) ” 、 “ 機(jī)遇號(hào) ” 火星車登陸火星，基本確定火星上存在生命。 69 例 1： 最后一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的金屬元素 ——錸！ 1) 20世紀(jì) 30年代，隨著電氣工業(yè)的迅速發(fā)展，需要一種比鎢更理想的金屬來做燈絲材料； 2) 俄國化學(xué)家門捷列夫 1896年宣布元素周期律，預(yù)言空缺位置有新元素未發(fā)現(xiàn)，并預(yù)言它們的基本性質(zhì)，其中在鎢旁邊有一個(gè)空格 (75號(hào)未知元素 )； 3) 1925年德國化學(xué)家諾達(dá)克和塔克，花了 3年多時(shí)間，終于在鉑礦中發(fā)現(xiàn)這個(gè)元素 ——錸）。 肯佩爾首次考慮電磁懸浮鐵路， 1934年獲得制造磁懸浮鐵路的基本專利， 1935年運(yùn)用試驗(yàn)?zāi)Ｐ妥C實(shí)了磁懸浮， 1953年寫成科學(xué)報(bào)告 《 電子懸浮導(dǎo)向的電力驅(qū)動(dòng)鐵路機(jī)車車輛 》 ； 5) 1969年德國牽引機(jī)車公司的馬法伊研制出小型磁懸浮列車系統(tǒng)模型 (TR01)， 1972年又研制成 TR02型，該車時(shí)速為 165km，磁懸浮列車發(fā)展的第一個(gè)里程碑； 6) 2023年 12月 2日，日本線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮列車時(shí)速達(dá) 581公里，創(chuàng)列車載人運(yùn)行世界最快紀(jì)錄； 7) 2023年 3月 1日，世界上首條商業(yè)運(yùn)行的上海磁懸浮列車投資 89億，上海至浦東機(jī)場(chǎng)30公里只需 7分鐘，設(shè)計(jì)時(shí)速 505公里，運(yùn)行時(shí)速 430公里，票價(jià) 75元。 (透明無色、外形似冰、可以燃燒 ) 4) 性能：能量密度高，雜質(zhì)少、無污染，分布廣、資源豐富，有望成為石油之后人類的又一支柱能源。 例： 尋找可以燃燒的冰！ 4. 強(qiáng)制聯(lián)想 1) 特異功能的表演者可以隔墻猜物，你認(rèn)為可能嗎？為什么？ 2) 照相機(jī)和攝像機(jī)可能隔墻攝像嗎？ 3) 歐洲航天局 (European Space Agency)發(fā)明了一種能以兆兆赫波段拍攝圖像的新工藝，并且看到了它在航天、航空、醫(yī)學(xué)和制藥學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。 72 ——將完全無關(guān)或關(guān)系相當(dāng)偏遠(yuǎn)的多個(gè)事物或想法牽強(qiáng)附會(huì)的聯(lián)系起來，進(jìn)行非邏輯型的聯(lián)想，以次達(dá)到創(chuàng)造目的的創(chuàng)新技法。 例： 特異功能與隔墻攝像機(jī)！ 相機(jī)可以發(fā)射出極短的高強(qiáng)度鐳射光束來照亮一個(gè)場(chǎng)景，然后通過收集反射回來的光線構(gòu)建出整個(gè)場(chǎng)景的畫面 ——包括隱藏在角落里的，并非直接看到的東西。 77 德國人發(fā)明一種新型垃圾桶，當(dāng)游客把垃圾扔進(jìn)垃圾桶時(shí)，它會(huì)說“ 謝謝！ ” ，因此引起游客的興趣，不自覺地起到增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生的作用。按照比較對(duì)象的不同，分為四類。 78 ——將創(chuàng)造對(duì)象直接與相類似的事物或現(xiàn)象作比較。 每位同學(xué)列舉一個(gè)？ 4. 因果類比 1) 愛迪生發(fā)明電燈 —— 白熾燈（鎢絲等金屬絲 +電流發(fā)光）； 2) 熒光燈 —— 惰性氣體作為通電介質(zhì)； 3) 以上燈具效率太低，只有 5%電能轉(zhuǎn)化為光能； 4) 能否發(fā)明更高效率的燈具？ 5) 早在 40年前，科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體晶體在電流作用下會(huì)發(fā)光，但只能發(fā)出微弱光線； 6) 經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的不懈探索，半導(dǎo)體材料不斷改進(jìn)，發(fā)光強(qiáng)度出現(xiàn)重大突變。在同樣亮度下，耗電為普通白熾燈的 1/10，壽命可延長 100倍；現(xiàn)在我國一年照明耗電量為 2023億 kw?h，光源替代后，每年可節(jié)約近 800億 kw?h，相當(dāng)于 2各三峽電站。 80 ——根據(jù)一事物的因果關(guān)系推出另一事物的因果關(guān)系的思維方法。根據(jù)回聲探測(cè)目標(biāo)的方法 “ 回聲定位 ” ； 3) 利用這種超聲波探測(cè)原理，可以用于測(cè)量海底地貌、探測(cè)魚群、尋找潛艇、探測(cè)物體內(nèi)部缺陷、為盲人指路等。 1. 原理仿生 例： 蝙蝠的 “ 眼睛 ” ！ 例： 驅(qū)蚊儀！ 蚊子叮人吸血 是不是所有蚊子都是 “ 吸血鬼 ” ？ 只有交配后懷卵的雌蚊才叮人 為什么？ 懷卵后的雌蚊厭惡雄蚊靠近，一旦雄蚊飛來，就立即飛逃而去 怎么利用這個(gè)原理？ 研制一種能產(chǎn)生與雄蚊飛翔時(shí)翼聲的頻率相似的裝置，就可以驅(qū)蚊 加拿大率先在蒙特利爾市建立了一座 “ 驅(qū)蚊電臺(tái) ” ，發(fā)射特殊的電波，經(jīng)收音機(jī)接受播放，變?yōu)橐环N驅(qū)蚊信號(hào) ——驅(qū)蚊儀！ 82 2. 結(jié)構(gòu)仿生 1) 蒼蠅長著 5只眼睛。兩側(cè)的眼睛才是蒼蠅的主要視覺器官，是一種半球形的 “ 復(fù)眼 ” 。 2) 根據(jù)蒼蠅復(fù)眼結(jié)構(gòu)的原理，人類發(fā)明了復(fù)印機(jī)；印刷機(jī)的復(fù)眼透鏡；“ 蠅眼照相機(jī) ” 一次就能照出幾十、幾百、幾千張相同或不同的照片，對(duì)軍事和科研有著特殊的用途；還有能使導(dǎo)彈系統(tǒng)的命中精度大大提高的 “ 蠅眼制導(dǎo)系統(tǒng) ” ；可以監(jiān)視整個(gè)天空高能宇宙射線的 “ 空氣簇射探測(cè)器 ” 等；科學(xué)家們目前正在深入探索蒼蠅的視覺系統(tǒng)，以尋求研制新型的智能計(jì)算機(jī)的新途徑。 公元前 500年，中國人制成了會(huì)飛的直升竹蜻蜓，這是直升飛機(jī)的起源。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生氣流，旋轉(zhuǎn)達(dá)的翼片切入氣流，產(chǎn)生升力。 徐正明，整天琢磨小孩玩的竹蜻蜓，想制造一個(gè)類似蜻蜓的直升飛機(jī)，并且想把人也帶上天空。它有像竹蜻蜓一樣的螺旋槳，架駛座像一把圈椅，依靠腳踏板通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，試飛時(shí)候，它居然飛離地面一尺多高，還飛過一一條小河溝，然后落下來。 1796年英國的克雷設(shè)計(jì)了四葉式直升飛機(jī)。 1967年法國工程師路易士 1932年德國的?？私淌谠O(shè)計(jì)出了一架直升飛機(jī)?？纱怪逼痫w，飛到幾米高空停住，再向前或向后飛行，還可向左向右飛行，也可 360176。 1946年作為交通工具直升飛機(jī)開始使用。速度達(dá)每小時(shí) 200公里。 3. 外形仿生 86 例 1： 狼和狗在行走時(shí)是以爪尖接觸地面的，很適于奔跑！ —— 從而，造出短跑運(yùn)動(dòng)員穿的釘子鞋 。以上陡坡，坦克也只能望而興嘆？ 2) 仿蝗蟲行走方式，研制出六腿行走式機(jī)器，代替履帶，從而可以輕松行進(jìn)崎嶇山路之中。 88 例 3： 袋鼠行走！ 4. 信息仿生 89 ——通過研究、模擬生物的感覺（包括視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等）、語言、智能等信息機(jī)器及其存儲(chǔ)、提取、傳輸?shù)确矫娴臋C(jī)理，構(gòu)思和研制出新的信息系統(tǒng)的仿生方法。 可以用于化學(xué)、食品工業(yè)，也可以用于分析礦井、倉庫、潛艇和宇宙飛船座艙里的氣體成分，還可以用于探礦和作輸氣管道的檢漏。 4. 信息仿生 1) 青蛙在稻田里，盡管它眼前的禾稈上停著一只飛娥，它卻 “ 熟視無睹 ” ，可是，飛蛾剛一展翅起飛，青蛙就以迅雷不及掩耳之勢(shì)發(fā)動(dòng)攻擊 ？ 2) 仿生學(xué)家研究了蛙眼的原理和結(jié)構(gòu)，發(fā)明了電子蛙眼； 3）用途：如在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，經(jīng)電子蛙眼和雷達(dá)相配合，可以向蛙眼一樣，敏銳迅速的跟蹤飛行中的真目標(biāo)，及時(shí)區(qū)別真假，克敵制勝。 例 2： “ 電子蛙眼 ” ！ 5. 擬人仿生 ——模擬人體結(jié)構(gòu)功能等 1) 模擬人腦頭蓋骨的結(jié)構(gòu)，由八塊骨片組成，形薄、體輕、但卻極堅(jiān)固； 2) 將屋頂與頭蓋骨的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行類比，成功建造著名的羅馬體育館； 91 例 1： 薄殼建筑羅馬體育館！ 例 2： 仿生機(jī)器！ 1) 仿生機(jī)械手：模擬人的握拳運(yùn)動(dòng)； 2) 仿生機(jī)器人：仿生人的機(jī)體、器官、組織