Đề tài Tìm hiểu bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản

công nhanh, thân thiện với môi trường, đa dạng về màu sắc, ứng dụng trong từng không gian, không chỉ có các khách sạn lớn mà rất nhiều các công ty, cửa hàng t hời trang, showroom trưng bày, biệt thự, và nhất là căn hộ các gia đình trẻ rất thích sử dụng giấy dán tường để trang hoàng. (Hình 8: Thay giấy dán tường cho sơn ) Trang 18 9. Nguyên tắc gay ứng suất sơ bộ Nội dung - Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại ). Nhận xét - Từ "ứng suất" cần phải hiểu t heo nghiã rộng, không chỉ đơn thuần là sự nén, sự kéo căng cơ học....mà là bất ký loại ảnh hưởng, tác động nào. - Thông thường, sau tác động sẽ có phản tác động. Cần chú ý làm sao cho phản tác động mang lại ích lợi nhất. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là muốn gặt thì phải gieo trồng, chăm bón, đầu tư từ trước đó. - Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ cùng với 10. N guyên tắc thực hiện sơ bộ, 11. Nguy ên t ắc dự phòng, phản ánh sự thống nhất giữa quá khứ, hiện tại và tương lai. - Ba nguy ên tắc nói trên đòi hỏi phải có sự nhìn trước, dự báo, tưởng tượng, nghĩ trước, chuẩn bị giải pháp trước. - Chúng giúp khắc phục thói quen xấu " nước đến chân mới nhảy".. Ví dụ minh họa - Những chiếc máy nén khí , bơm hơi giúp cho việc phun sơn hay bơm các lốp xe. Đầu tiên chúng t a sẻ cho máy hút không khí và nén chúng sau đó chúng ta sừ dụng những luồn khí cày vào các mục dích cần thiết như sơn hay bơm các lốp xe. (Hình 9: Máy bơm nén khí ) Trang 19 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. - Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển. Nhận xét - Từ "thay đổi" cần phải hiểu theo nghiã rộng - Có những việc, dù thế nào, cũng cần phải thực hiện. Thủ thuật này đòi hỏi phải tính đến khả năng thực hiện trước đi một phần hoặc toàn bộ và sẽ được lợi hơn nhiều so với thực hiện ở thì hiện tại (hiểu theo nghiã tương đối). - Tinh thần chung của thủ thuật này là trước khi làm bất cứ việc gì, cần có sự chuẩn bị trước đó một cách toàn diện, chu đáo và t hực hiện trước những gì có thể thực hiện được - "chuẩn bị trước là một nửa của thành công". Ví dụ minh họa - Ngày nay các thư viện sách đều có cấu trúc phân bổ các sách theo một trật tự nhất định như theo từng ngành, từng đề tài và từng lĩnh vực. Trong phạm vi nhỏ hơn chúng lại được phân chia một cách có hệ thống như từng chủ đề hay tác giả. Việc sấp xếp như thế đòi hỏi phải thực hiện trước nhưng hiệu quả của chúng được đèn đáp khi một độc giả muốn tìm kiếm một cuốn sách nào đáy họ sẻ để dàng tìm ra được cuốn sách họ cần tìm. (Hình 10: Sự sấp xếp có trật tự các loại sách ) Trang 20 11. Nguyên tắc dự phòng Nội dung - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Nhận xét - Ít có công việc nào, có thể thực hiện với độ tin cậy tuyệt đối. Đấy chưa kể, điều kiện, môi trường, hoàn cảnh với thời gian cũng thay đổi. Do vậy cần tiên liệu trước những mạo hiểm, rủi ro có thể xảy ra mà có những biện pháp dự phòng từ trước. - Tinh thần chung của nguyên t ắc này là cảnh giác và chuẩn bị biện pháp đối phó từ trước. Ví dụ minh họa - Trong công tác quản trị hệ thống, việc xảy ra những sự cố liên quan đến mất mát dữ liệu là điều mà hầu hết ai đã từng quản trị một hệ thống đều gặp phải. Một khi hệ thống bị sự cố về dữ liệu thì một phần đáng lo ngại nhất mà các công ty luôn luôn phải đối mặt là thông tin khách hang có bị mất mát? Với công nghệ sao lưu dữ liệu chống trùng lặp (Deduplicat ion) , dữ liệu sẽ được cắt thành từng đoạn nhỏ, sau đấy thuật toán chống trùng lặp sẽ loại bỏ các đoạn dữ liệu trùng lặp hoặc đã được sao lưu trước đó. Chỉ có các đoạn dữ liệu mới phát sinh sẽ được sao lưu trên hệ thống lưu trữ sử dụng các ổ đĩa cứng có dung lượng cao được thiết kế đặc biệt cho sao lưu. Nhờ vậy mà cải thiện đáng kể về mặt tốc độ sao lưu lên hàng chục lần cũng như việc khôi phục dữ liệu khi có sự cố. (Hình 11: Hệ thống sao lưu dự phòng và khôi phục dữ liệu ) Trang 21 12. Nguyên tắc đẳng thế Nội dung - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. - Quỹ tích của những điểm có cùng một thế năng, gọi là mặt đẳng thế. Trong vật lý người ta đã chứng minh được rằng, một vật chuy ển động trên mặt đẳng thế t hì không sinh công. Nhận xét - Nghĩa đen của nguyên tắc này là trong điều kiện làm việc có lực trọng trường của trái đất, cần làm như thế nào đó để mọi thứ xảy ra trên cùng một độ cao (mặt đẳng thế là các mặt cầu, đồng t âm với trái đất), tránh nâng lên, hạ xuống, thay đổi độ cao trong quá trình làm việc. Vì như vậy sẽ mất thêm năng lượng. - Tinh thần chung của nguy ên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Góp phần bảo vệ môi trường và sử dụng tài nguyên năng lượng hiệu quả. Ví dụ minh họa - Trong các cơ sở sản xuất qui mô vừa và nhỏ, các công trình thi công vĩ mô, việc sử dụng các loại băng tải sẽ giúp tiết kiệm sức lao động, nhân công, nhân lực, thời gian và tăng hiệu quả rõ rệt. Băng tải là một cơ chế hoặc máy có thể vận chuyển một t ải đơn (thùng carton, hộp, túi ,…) hoặc số lượng lớn vật liệu (đất, bột, thực phẩm …) từ một điểm A đến điểm B. Mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp nhất định, cần tìm hiểu để có thể sử dụng đúng và đạt hiệu quả cao. Trang 22 (Hình 12: Hệ thống băng tải dung chuyển đồ ) Trang 23 13. Nguyên tắc đảo ngược Nội dung - Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại (ví dụ: không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). - Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng y ên thành chuyển động. Lật ngược đối tượng. Nhận xét - Hiện thực khách quan gồm các mặt đối lập. Trong một số hoàn cảnh nhất định, xét theo mối quan hệ đối với mình, con người chỉ sử dụng một mặt đối lập vì nó đem lại ích lợi, lâu dần, hình t hành tính ì tâm lý, không cho phép người ta thấy và sử dụng mặt đối lập kia cũng có ích lợi của nó. - Về mặt suy nghĩ, khi giải bài toán cho trước (bài toán thuận) người giải nên xem xét thêm khả năng giải bài t oán ngược và khả năng đem lại lợi t ích của lời giải bài toán ngược trong những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể nào, để tận dung nó. Ví dụ minh họa - Phong t ê thấp là bệnh khá phổ biến, với những biến chứng t ai hại, ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng cuộc sống của người bệnh. Đông y đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm quý chữa bệnh này, trong đó có việc dùng hạt mã t iền theo nguyên t ắc “lấy độc trị độc”. M ã tiền sống là thuốc rất độc (bảng A), sau khi bào chế t heo phương pháp truyền thống thì độ độc giảm bớt (bảng B), nhưng vẫn chỉ được sử dụng với liều lượng rất nhỏ. Trong Đông y truy ền thống, mã tiền chế chủ yếu được dùng chữa trị tê liệt, đau nhức kinh niên do phong thấp hoặc ngoại thương. ‘Láy độc trị độc’ đi ngược đối với chiều thuận. (Hình 13: T rị bệnh bằng mã tiền sống ) Trang 24 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa Nội dung - Chuyển những phần t hẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. - Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. - Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly t âm. Nhận xét - Việc t ạo chuyển động quay trong kỹ thuật không khó, nên các công cụ làm việc muốn cơ khí hoá được tốt, cần chuy ển về dạng tròn, trụ, cầu. - Một đối tượng dạng tròn, cầu có những ưu điểm như: bậc đối xứng cao, đồng đều, ít bị va quệt, bề mặt tiếp xúc với môi trường là ít nhất, t ác động bên ngoài là ít nhất nên có tính bền vững, an toàn cao, độ linh động lớn... - Nguyên tắc cầu (tròn) hoá còn nói lên sự đa dạng: đường thẳng chỉ có một nhưng đường cong t hì có vô số. Do vậy. cách tiếp cận không nên quá cứng nhắc (người t a thường nói: nguyên tắc quá hỏng việc). Ví dụ minh họa - Trong tự nhiên không phải mọi vật chất lại ngẫu nhiên chọn hình tròn là mô hình lý tưởng nhất mọi truyện đều có một giải thích riêng của chúng. Quả có hình tròn, bong bong hình tròn, những thùng chứa nước hình tròn. Người ta chứng minh được rằng sở dỉ tự nhiên trọn hình tròn do với cấu trúc hình tròn mà chúng có thể chứa được thể tích lớn nhất với diện t ích bao là nhỏ nhất t ất là ít tốn nguyên liệu cho phần bao nhất. Các sân vận động thường có su thế vòng tròn hay eclipse để chứa được nhiều người tiết kiệm không gian và đem lại hiệu quả tầm nhìn (Hình 14: Cấu trúc sân vận động hình elipse “tròn hóa” ) Trang 25 15. Nguyên tắc linh động Nội dung - Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. - Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuy ển với nhau. Nhận xét - Nguyên t ắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát cả quá trình để làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn. M uốn thế đối tượng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển được. - Cần phải hiểu từ "tối ưu" trong hai mối quan hệ: 1) đối với chính đối tượng, công việc mà đối tượng thực hiện và 2) đối với người sử dụng và môi trường bên ngoài (bảo đảm sức khỏe, không gây ô nhiễm). - Tinh thần chung của "nguyên tắc linh động" là, đối tượng phải có những đa dạng phù hợp với sự thay đổi đa dạng của bên ngoài để đem lại hiệu quả cao nhất. - Nguyên tắc linh động tạo sự thống nhất giữa "tĩnh" và "động", "cố định" và "thay đổi"...... Ví dụ minh họa - Các loại xe máy thông dụng thường có một bộ số vòng có 4 số khác nhau , mỗi số là một cái clíp riêng phục vụ cho các vận tốc khác nhau. Đảm bỏa lực t ác động cũng như vận tốc đối nghịch giúp cho xe dể dành di chuyển trên mọi địa hình. Ví dụ lúc mới đầu vào thì vào số 1, xe rất bốc, rồi tăng dần lên đến số 4 thì có thể đi rất nhanh. Trang 26 (Hình 15: Bánh răng số trên xe máy ) Trang 27 16. Nguyên tắc “thiếu” hoặc “thừa” Nội dung - Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. Nhận xét - Từ "một chút" ở đây phải hiểu linh động, không nhất định là "quá nhỏ", "không đáng kể", miễn sao bài toán trở nên dễ giải hơn. - Về cách tiếp cận, nếu việc giải chính bài toán là khó thì 1) Giảm bớt đòi hỏi để bài toán dễ giải hơn, mặc dù kết quả không thật hoàn toàn như ý muốn, hoặc phải tốn thêm chi phí trong khả năng chấp nhận được; 2) Giải bài toán dễ hơn (có thể đưa bài toán về trường hợp đặc biệt) để qua đó tìm được những gợi ý có giá trị, giúp giải chính bài toán cho trước. - Giải "thiếu", giải "thừa" trong nhiều trường hợp làm đối tượng có thêm những tính chất mới, trước đây chưa có. - Nguyên tắc này hay thực hiện với 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ. Ví dụ minh họa - Hằng năm công nhân nông nghiệp đều phải tỉa cắt cành của cây ăn quả. Có loại cây mỗi năm phải tỉa bớt hai lần. Đó là vì cây ăn quả rất dễ sinh cành. cây đào, cây táo ra rất nhiều cành trong năm. Nếu không tỉa bớt cành của chúng thì cành sẽ mỗi ngày một dài, xum xê lên và ruốt cuộc ngay cả ánh Mặt Trời cũng không xuyên qua được. Không có ánh nắng t hì làm sao trái cây có thể lớn được. Tương tự việc bỏ bớt quả non trên cây sai quả chỉ để lại những quả t ốt thì khi thu hoạch sẻ được quả to. (Hình 16: T ỉa bớt cành và trái cho cây ăn quả ) Trang 28 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Nội dung - Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều t ầng, đặt đối tượng nằm nghiêng, sử dụng mặt sau của diện tích cho trước, Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. Nhận xét - Từ "chiều" cần hiểu theo nghiã rộng, không chỉ là chiều không gian. "Chuyển chiều" phản ánh khuynh hướng phát triển, thấy rõ nhất trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông vận tải, không gian toán học, vật lý tinh thể, hoá học..... - Cần rèn luy ện cách nhìn đối tượng từ những góc độ, những "chiều" khác nhau để thấy hết các khiá cạnh, các mặt, các tính chất.... - Khắc phục t ính tâm lý trong việc sử dụng "chiều" nào đó quen thuộc. Ví dụ minh họa - Viêc phân chia các tầng sóng vô tuyến cho nhiều dịch vụ và mục đính khác nhau như đưa các bài toán vào chiều riêng của nó chứ không gôm chung chúng làm một chiều cụ thể:3 – 30 kHz (dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không), 300 kHz - 3 MHz (dùng cho phát thanh thương mại sóng trung 535 – 1605 kHz, cũng được dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không), 300 MHz - 3 GHz (dùng cho các kênh truyền hình thương mại từ kênh 14 đến kênh 83), 3 – 30 GHz (chủ yếu dùng cho vi ba và thông tin vệ tinh). Trang 29 (Hình 17: Phân chia sử dụng hiểu quả các tầng vô quyến ) Trang 30 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học Nội dung - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng t ầng số dao động ( đến tầng số siêu âm). - Sử dụng tầng số cộng hưởng, thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện, Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. Nhận xét - Thủ thuật này liên quan trực tiếp đến việc sử dụng kiến thức. Dao động cơ học, sóng âm là những hiện tượng rất phổ biến trong tự nhiên. Để sử dụng tốt các hiện tượng, hiệu ứng này, cần có sự hiểu biết về chúng một cách khoa học. - Thủ thuật nhắc chú ý đến "những trường hợp đặc biệt" như cộng hưởng, siêu âm, hiệu ứng áp điện.... Ví dụ minh họa - Chuyển việc sử dụng nhiệt sang dạng song để nấu chín thức ăn. Sóng vi ba được sinh ra từ nguồn magnetron, được dẫn theo ống dẫn sóng, vào ngăn nấu rồi phản xạ qua lại giữa các bức tường của ngăn nấu, và bị hấp thụ bởi thức ăn. Sóng vi ba trong lò vi ba là các dao động của trường điện từ với t ần số thường ở 2450 MHz (bước sóng cỡ 12,24 cm). Các phân tử thức ăn (nước, chất béo, đường và các chất hữu cơ khác) thường ở dạng lưỡng cực điện (có một đầu tích điện âm và đầu kia tích điện dương). Những lưỡng cực điện này có xu hướng quay sao cho nằm song song với chiều điện trường ngoài. Khi điện trường dao động, các phân tử bị quay nhanh qua lại. Dao động quay được chuy ển hóa thành chuyển động nhiệt hỗn loạn qua va chạm phân tử, làm nóng thức ăn. (Hình 18: Sử dụng vi song để nấu thức ăn ) Trang 31 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Nội dung - Chuyển tác động liên tục thành t ác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có t ác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. Nhận xét - Trong hiện thực khách quan có hai mặt đối lập: "liên tục" và "rời rạc" (ngắt quãng). Từ "xung" ở đây có thể hiểu là "rời rạc", "ngắt quãng". - Việc chuyển sang "chế độ xung" đem lại những t ính chất mới mà "chế độ liên tục" không có, ví dụ, tạo sự thống nhất giữa có tác động và không có tác động, tăng tính tương hợp của hệ thống, t iết kiệm năng lượng, tăng độ tin cậy, tăng sự đa dạng..... - Nguyên tắc tác động t heo chu kỳ còn có ý nghiã đối với con người chứ không chỉ riêng đối với máy móc. Ví dụ, các kết quả nghiên cứu cho thấy, ánh sáng nhấp nháy, âm thanh thay đổi ngắt quãng gây sự chú ý tốt hơn là chiếu sáng liên tục hoặc âm thanh đều đều. Ví dụ minh họa - Vận dụng sức gió chuyển đổi sang các bộ phận quay có chu kỳ. Hà Lan nổi tiếng vì cối xay gió, đất nước nằm dưới mực nước biển 6,7m này, ở điểm thấp nhất, vẫn còn hơn 1.000 chiếc đang hoạt động. Các cối xay gió ở làng Kinderdijk đảm nhận nhiệm vụ thoát nước thừa từ vùng đất lấn biển Alblasserwaard và sau đó nước được dẫn vào sông Lek. Những chiếc cánh quạt cực khoẻ, dài hàng chục mét, của cối xay gió truy ền lực của gió lên những bánh guồng lớn bằng gỗ - những bánh guồng múc nước . Trang 32 (Hình 19: Chuyển sức gió sang chuyển động cơ học của cối xây gió ) Trang 33 20. Nguyên tắc lien tục tác động có ích Nội dung - Thực hiện công việc một cách liên tục (t ất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). Khắc phục vận hành không tải và trung gian. Nhận xét - Máy móc sinh ra để làm việc và đem lại lợi ích, vậy phải cải tiến sao cho đến từng bộ phận của máy phải luôn luôn làm việc để đem lại lợi ích và lợi ích ngày càng tăng cao. Điều này thể hiện ở chổ t ăng năng suất, hiệu quả, tiết kiệm, thời gian, tăng tính tương hợp, độ bền , tuổi thọ.... - Nguyên tắc này hay dùng với các thủ thuật khác như 1- nguyên tắc phân nhỏ, 2- nguyên tắc tách khỏi, 3-nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5- nguyên tắc kết hợp, 6- nguyên tắc vạn năng, 15- nguyên tắc linh động, 25-nguyên tắc tự phục vụ... Ví dụ minh họa - Tính toán lưới (grid computing) ra đời xuất phát từ nhu cầu t ính toán của con người. Ngày càng có nhiều bài toán phức tạp hơn được đặt ra và do đó các tổ chức cũng cần phải có những năng lực t ính toán mạnh mẽ hơn. Thực tế cho thấy có một phần lớn các nguồn tài nguyên của chúng t a đang bị sử dụng lãng phí: các máy để bàn công sở thường chỉ hoạt động khoảng 5% công suất, ngay cả các máy chủ cũng có thể chỉ phải hoạt động với 20% công suất. Việc t ận dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên này có thể mang lại một sức mạnh t ính toán khổng lồ. Tính toán lưới hướng đến việc chia sẻ và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thuộc về nhiều tổ chức trên một quy mô rộng lớn. Tận dụng tối đa t ài nguyên khi CPU trong thời gian rỗi. (Hình 20: Tính toán mạng lưới sử dụng tối đa nguồn tài nguyên ) Trang 34 21. Nguyên tắc vượt nhanh Nội dung - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. Nhận xét - Nếu tác động là nguy hiểm, có hại thì có thể làm nó không còn có hại nữa bằng cách giảm thời gian tác động đến tối thiểu, nói cách khác, phải vượt thật nhanh để có độ an toàn cao. - "Vượt nhanh" có thể đem lại những tính chất mới, hiệu ứng mới cho đối tượng, ví dụ, việc hạ nhiệt độ thật nhanh được áp dụng cho các quá trình tôi luy ện hay để chế t ạo các chất vô định hình.. - Nguyên tắc "vượt nhanh" thường hay dùng với các thủ thuật như 19. nguyên tắc tác động theo chu kỳ, 28- Thay thế sơ đồ cơ học, 34- N guyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần, 36- Sử dụng chuyển pha..... Ví dụ minh họa - Đối với các dịch vụ chuyển phát bưu phẩm bình thường thì cũng phải mất một khoảng thời gian khá thì người nhận mới nhận được hàng. Đối với một vài trường hợp do t ính chất công việc nên người gởi cần phải gởi gắp một bưu phẩm nào đấy vì t hế dịch vụ chuyển phát nhanh ra đời. Dịch vụ chuyển phát nhanh khác với các gói dịch vụ gửi thông thường là thời gian toàn trình ngắn và được xác đ ịnh. Trong khi dịch vụ chuyển phát thường, bưu chính uỷ thác, bưu kiện đảm bảo, có thời gian toàn trình dài hơn nhiều và các nhà cung cấp ít khi đưa ra 1 khoảng thời gian cam kết xác định. (Hình 21: Dịch vụ chuyển phát nhanh DHL ) Trang 35 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội dung - Sử dụng những tác nhân có hại (t hí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được h iệu ứng có lợi. - Khắc phục t ác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. - Tăng cường t ác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. Nhận xét - "Lợi" và "hại" chỉ mang tính chủ quan và tương đối.Đây chỉ là hai mặt đối lập của hiện thực khách quan, vấn đề là làm sao trong cái hại tìm ra được cái lợi . - Tinh thần chung là lạc quan khi gặp những cái có hại. Thay vì chán nản thì hãy đặt các câu hỏi như hại đối với cái gì? thời gian bao lâu, khi nào? ở đâu? Điều kiện nào thì hại biến thành lợi? Tạo ra các điều kiện đó như thế nào?.. Người ta thường nói: "Không có hoàn cảnh nào là không có lối thoát., chỉ có con người không tìm ra lối thoát." - Thủ thuật này hay dùng với các thủ t huật khác như: 2. nguyên tắc "tách khỏi", 5. nguyênt ắc kết hợp, 13- nguyên tắc đảo ngược...... Ví dụ minh họa - Công ty CP Môi trường Việt Nam tổ chức Lễ công bố công nghệ xử lý chất thải rắn (nylon) ra t hành phẩm dầu đốt công nghiệp PO và RO áp dụng thực t ế tại Nhà máy xử lý chất thải rắn Khánh Sơn-Đà Nẵng. Với việc làm chủ công nghệ tiên tiến này, cùng với việc triển khai đầu tư hệ thống dây chuyền khép kín, biến hơn 650 tấn rác thải rắn nguy hại thành các sản phẩm hữu ích, mang hiệu quả kinh tế cao như: Dầu đốt công nghiệp, khí đốt, than sinh học, phân bón, gạch block... Trang 36 (Hình 22: Thu gom và tái chế rác thải ) Trang 37 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội dung - Thiết lập quan hệ phản hồi. - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. Nhận xét - Quan hệ phản hồi là khái niệm rất cơ bản của điều khiển học, có phạm vi ứng dụng rất rộng. Có thể nói, ở đâu cần có sự điều khiển (quản lý, ra quyết định), ở đó cần chú ý tạo lập quan hệ phản hồi và hoàn thiện nó. - Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển: làm t ăng tính điều khiển đối tượng, tự động hoá cho nên rất có ích cho việc suy nghĩ định hướng hay lựa chọn bài toán, cách tiếp cận, dự báo. - Nguyên tắc này còn có tác dụng với chính người giải: thường xuyên rút kinh nghiệm dựa trên những tác động ngược lại, tự điều chỉnh để ngày càng tiến bộ, tránh mắc lại những sai lầm của chính mình và của người khác. Ví dụ minh họa - Công t ắc cảm quang tắt mở đèn tự động theo ánh sáng VP – CQ12. Sử dụng được cho tất cả các loại bóng đèn. Với nguyên lý hoạt độn là tự động đóng công t ắt cấp nguồn cho bóng đèn sáng khi trời tối (theo độ sáng môi trường) và tự động ngắt công tắc cho bóng đèn tắt khi trời sáng. Lợi ích cho việc này là không tốn thời gian khi tối nào cũng phải bật và sáng nào cũng phải tắt các bóng đèn cổng, đèn đường … nhà. Hoặc khi sáng sớm quên tắt đèn thì cũng gây ra lãng phí rất lớn và làm cho bóng đèn bạn mau hư hỏng hơn . (Hình 23: Đèn cảm quang với chức năng bật tắt tự động ) Trang 38 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian Nội dung - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. Nhận xét - Mới thoạt nhìn ta thấy không thuận lắm, vì trung gian, chuyển tiếp thường gây phiền phức, tốn thêm chi phí.... (20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích- khuy ên chúng ta cần khắc phục vận hành không tải, trung gian). Ở đây cần hiểu là do t ính lịch sử - cụ thể của các kiến thức, giải pháp đã biết, không cho phép người ta giải quyết vấn đề một cách trực tiếp. - Trong khi sử dụng, tìm kiếm "trung gian", đặc biệt cần chú ý các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ, đặc biệt là những nguồn trời cho không mất tiền. - "Trung gian" khách quan có thể cho thêm những t ính chất, hiệu ứng mới, có những trường hợp, là dấu hiệu đánh giá mức phát triển. Ví dụ minh họa - Ngày nay, chúng ta sử dụng cả tiền xu và tiền giấy, nhưng thực t ế không phải lúc nào cũng vậy. Trước khi những đồng tiền kim loại và tiền giấy có mặt, con người đã sử dụng nhiều thứ khác thường để mua thứ họ cần, Chẳng hạn, ở một nơi nọ trên thế giới, người ta sử dụng răng cá mập như là tiền. Ở nhiều nơi khác, tiền có thể là những chiếc lông chim sặc sỡ và những chiếc vỏ sò quý hiếm. Tiền hình thành như một phương tiện trao đổi đa năng để đơn giản hóa thương mại. Là một phương tiện thanh toán , phương t iện trao đổi chuyển tiếp vì hàng hóa hay dịch vụ không thể trao đổi trực tiếp cho nhau được. Tiền là vật trao đổi trung gian và thử suy nghĩ đều gì sẻ xẩy ra khi chúng t ao không sử dụng tiền để trao đổi. (Hình 24: Tiền vật trung gian làm thướt đo giá trị ) Trang 39 25. Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách t hực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. Nhận xét - Để đối tượng, ngoài việc thực hiện chức năng chính, còn thực hiện thêm những chức năng phụ trợ, cần chú ý sử dụng các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ, đặc biệt, những nguồn dự trữ trời cho không mất t iền như lực trọng trường, nhiệt độ môi trường , độ ẩm, không khí... - Do sự ô nhiễm môi trường, sự cạn kiệt dần các nguồn cung cấp tự nhiên, vấn đề sử dụng phế liệu, chất thải năng lượng dư ngày càng được chú ý giải quyết và đây cũng là một loại nguồn dự trữ cần khai thác. - Nguyên tắc này hay được dùng với các nguyên t ắc 2-nguyên tắc t ách khỏi, 6- nguyên tắc vạn năng, 23- nguyên tắc quan hệ phản hồi... Ví dụ minh họa - Mô hình VAC là một mô hình không còn xa lạ đối với người nông dân đó chính là mô hình sản xuất nông nghiệp khép kín đạt hiệu quả cao nhất của nông trại. Rất đơn giản! Bạn cứ tưởng tượng rằng, nông trại của bạn có nhiều hàng bắp, luống khoai, cây cà phê, lúa mì và rất nhiều chuồng bò, gà thêm vào đó là một số ao tôm, cá... Đến mùa thu hoạch bắp, khoai, cà phê, lúa mì thì bạn dùng để nuôi Pet; vỏ khoai, lá bắp dùng để chế tạo thức ăn cho bò, gà, tôm, cá; Ngược lại thịt bò, gà ngoài việc cho Pet ăn, bạn cũng có thể phụ thu phân để bón cây, sữa để pha cà phê, trứng gà để làm bánh.... Khi đó việc tự cung tự cấp sẻ ở mức t ối đa, ít lo việc tìm mua các nguồn vật liệu. Trang 40 (Hình 25: Mô hình AVC trong nông nghiệp) Trang 41 26. Nguyên tắc sao chép Nội dung - Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu không thể dùng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. Nhận xét - Từ "sao chép" cần hiểu theo nghiã rộng: phản ánh những cái chính của đối tượng, cần thiết cho việc giải bài toán, nếu như làm trực t iếp với đối tượng gặp khó khăn. - Nguyên tắc này hay dùng với 2-nguyên tắc tách khỏi, 17- nguyên tắc chuyển sang chiều khác, 24 nguyên t ắc sử dụng trung gian, 27- nguyên tắc 'rẻ" t hay cho "đắt"…. Ví dụ minh họa - Data mining là một quá trình trích xuất thông t in có mối quan hệ hoặc có mối tương quan nhất định từ một kho dữ liệu lớn (cực lớn) nhằm mục đích dự đoán các xu thế, các hành vi trong tương lai, hoặc tìm kiếm những tập thông tin hữu ích mà bình thường không thể nhận diện được. Amazon.com là website bán sách lớn nhất trên internet, bạn để ý rằng mỗi khi bạn xem thông tin chi tiết về một quyển sách nào đó trên site thì bao giờ cũng kèm theo 1 danh sách các quyển sách gợi ý mua kèm theo quy ển bạn đang xem, một thống kê cho thấy có tới trên 70% đầu sách được người dùng mua thêm thông qua hình thức gợi ý này nhờ vào việc áp dụng data mining. Trang 42 (Hình 26: Phương pháp khai phá dữ liệu của Amazon) 27. Nguyên tắc rẻ thay cho đắc Nội dung - Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ). Nhận xét - "Rẻ" thay cho "đắt" có t hêm được những t ính chất mới như có thể sản xuất nhanh, nhiều, thay đổi mẫu mã, kiểu dáng nhanh chóng, bảo đảm các điều kiện vệ sinh, tránh lây lan bệnh tật (vì chỉ dùng một lần).... - Về cách tiếp cận giải quyết vấn đề, nguyên tắc này đòi hỏi người giải không cứng nhắc, cầu t oàn, chờ đợi điều kiện lý tưởng khi phải giải các bài toán khó. - Cần chú ý tới khả năng nâng chất lượng kèm theo hạ giá thành của đối tượng. Để làm được việc này cần khai t hác các nguồn dự trữ có sẵn, đặc biệt những nguồn dự trữ trời cho không mất tiền. Ví dụ minh họa - Amazon chính là Walmart trên mạng. Amazon tự hào có kho khổng lồ các nội dung trực tuy ến bao gồm sách điện tử, phim ảnh và âm nhạc. Luôn hướng đến chiến lược giá rẻ nhằm phá vỡ trật tự của thị trường. Thực t ế là, với tư cách cửa hàng trực tuyến trên mạng, Amazon không phải nộp thuế doanh thu ở những t iểu bang Hoa Kỳ nơi công ty không mở một cửa hàng có mặt bằng. Máy Kindle Fire sẽ có mặt trên t hị trường tại M ỹ vào giữa tháng 11 tới có giá 199 đô la Mỹ, rẻ hơn chiếc iPad rẻ nhất, chỉ có kết nối Wi-Fi, hiện có giá 499 đô la. Đáp trả động thái của Amazon, B&N đã giảm giá máy Nook Color xuống 224 đô la M ỹ. Nhưng đồng thời với Trang 43 Kindle Fire, Amazon lại tung ra một loạt máy đọc sách điện tử Kindle, loại rẻ nhất có giá chỉ 79 đô la Mỹ. (Hình 27: Chiến lược giá rẻ cùa Amazon ) Trang 44 28. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học Nội dung - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. - Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng . - Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang t hay đổi theo t hời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. Nhận xét - Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển: những gì trước đây và bây giờ còn là "cơ học" sẽ chuy ển thành "không cơ học" (dùng điện, từ, điện từ, ánh sáng...), và những trường mới sẽ mang t ính chất "phẩm chất cục bộ". Điều này sẽ làm tăng t ính điều khiển và tăng tính hiệu quả của đối tượng vì có thể sử dụng những hiệu ứng ở mức vi mô. - Do vậy, có thể dùng "thay thế sơ đồ cơ học" để đặt bài toán, dự báo về sự phát triển của đối tượng cho trước. Ví dụ minh họa - Thiên tai do ô nhiễm môi trường và giá nhiên liệu gia tăng đến chóng mặt trong a đã khiến cho xe hơi chạy bằng điện (EV-Electric Vehicle) trở thành một nhu cầu thiết thực và việc sản xuất loại xe này với số lượng lớn đang trở thành mục tiêu của các nhà chế tạo. Với những ưu điểm như đơn giản, dễ sửa chữa, chạy êm, không có tiếng ồn, không gây ô nhiễm môi trường, giá thành sử dụng thấp, chỉ khoảng 2 cents/mile vì hạn chế được chi phí sửa chữa và hay mới cơ phận, trong khi đó của động cơ xăng phải trên 12 cents/mile. Là một giải pháp thay đế năng lương xăng bằng năng lượng điện. Trang 45 (Hình 28: Chuyển động cơ đốt xăng sang động cơ chạy bằng điện ) Trang 46 29. Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng Nội dung - Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. Nhận xét - Xét về một khiá cạnh nào đấy, các kết cấu khí và lỏng có những ưu điểm hơn chất rắn như linh động, dễ điều khiển, môi trường xung quanh luôn có nhiều không khí và nước, dễ khai thác..... - Tinh thần chung của nguyên tắc này là thay thế cái cứng nhắc, gò bó, nặng nề bằng cái nhẹ, mềm dẻo, linh động. - "Sử dụng các kết cấu khí và lỏng" hay được dùng với 7-nguyên tắc "chứa trong", 8- nguyên tắc phản trọng lượng, 9- nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ, 11- nguyên tắc dự phòng, 15-nguyên tắc linh động, 21- nguyên tắc vượt nhanh, 25 - nguyên tắc tự phục vụ, 30- sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng, 32- N guyên tắc t hay đổi màu sắc.... Ví dụ minh họa - Máy cắt bằng tia nước là một công cụ có khả năng cắt kim loại hay các vật liệu khác bằng cách sử dụng một tia nước có áp suất rất cao và tốc độ lớn, hoặc bằng một hỗn hợp của nước và hạt mài (loại vật chất dùng để mài mòn như các hạt đá mài). Nguyên lý của quá trình này tương tự như sự xói mòn bởi nước ở trong tự nhiên nhưng nhanh hơn và tập trung hơn. Nó t hường được sử dụng cho việc chế tạo các vật mẫu hoặc sản xuất các bộ phận máy móc, thiết bị. Nó cũng được sử dụng để cắt, tạo hình dáng, tạo lỗ, khoan, chạm khắc trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau từ khai thác mỏ đến hàng không vũ trụ. Nó có thể cắt được kim loại, bê tông, đá, hay các vật cứng khác. Trang 47 (Hình 29: Máy cắt bằng tia nước ) Trang 48 30. Nguyên tắc sử dụng vỏ dẽo và màng mỏng Nội dung - Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. Nhận xét - Thủ t huật này liên quan đến bề mặt, lớp ngăn cách đối tượng, t ại đó có những yêu cầu mà kết cấu khối không đáp ứng được hoặc đáp ứng nhưng với mức độ hiệu quả không lớn. Vỏ dẻo và màng mỏng có nhiều ưu điểm như nhẹ, linh động, chiếm ít không gian, có chức năng bảo vệ tốt, cho phép đối tượng có những bề mặt đa dạng về trang trí, mỹ thuật, tiết kiệm nguyên vật liệu.... - "sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng" hay dùng với các thủ thuật như 2-nguyên tắc tách khỏi, 3- nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 11- nguyên tắc dự phòng, 27- nguyên tắc rẻ thay cho đắt, 29 -sử dụng kết cầu khí và lỏng, 31 -sử dụng các vật liệu nhiều lỗ, 32- Nguyên tắc thay đổi màu sắc... Ví dụ minh họa - Kỹ thuật mạ điện hay kỹ thuật Galvano (lấy theo tên nhà khoa học Ý Luigi Galvani), là tên gọi của quá trình điện hóa phủ lớp kim loại lên một vật. Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ được gắn với cực âm catôt, kim loại mạ gắn với cực dương anôt của nguồn điện trong dung dịch điện môi. Trong quá trình ôxi hóa khử hình thành lớp kim loại bám trên bề mặt của vật được mạ. Độ dày của lớp mạ t ỉ lệ thuận với cường độ dòng điện của nguồn và thời gian mạ. Kim loại mạ thường là vàng, bạc, đồng, niken và được dùng trong việc sản xuất đồ trang sức, linh kiện điện tử, tế bào nhiên liệu, đồ gia dụng không gỉ, ... (Hình 30: Xe hơi được mạ vàng ) Trang 49 31. Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ Nội dung - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ..) - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. Nhận xét - Vật liệu nhiều lỗ có nhiều ưu điểm như nhẹ, cách nhiệt, cách âm tốt, tiết kiệm nguyên vật liệu, có thể dùng làm những thiết bị lọc, có tổng diện tích nhỏ nhưng tổng diện tích các lỗ rất lớn..... - "Nhiều lỗ" cần hiểu theo nghiã rộng như chất rắn, dẻo, lỏng có nhiều khoảng trống nhỏ bên trong; thể tích, vỏ dẻo, màng mỏng...có nhiều lỗ. - Thủ thuật này hay dùng với các thủ t huật 2 nguyên tắc t ách khỏi, 3 nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5 nguyên tắc kết hợp, 7 nguy ên tắc chứa trong, 30 sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng, 34 nguyên tắc phân hủy hoặc tái s inh các phần.... Ví dụ minh họa - Trong nhiều thành phố, thị xã, người ta nhóm lò để nấu nướng, đốt lò trong mùa đông để sưởi ấm đều dùng tới than tổ ong. Vì sao trong viên than tổ ong có nhiều lỗ? Khi nhóm lò, không khí bị đốt nóng bốc lên cao. Những cái lỗ của viên than tổ ong chính là đường đi của không khí nóng bốc lên. Thế là liên tục có không khí nóng đi lên, lại không ngừng có khí lạnh từ dưới viên than bổ sung tới thì mới đủ lượng ôxy cần thiết cho việc đốt than, ngọn lửa mới có thể vươn lên, nhiệt lượng do đó mà tăng dần. (Hình 31: Than tổ ông có nhiều lỗ) Trang 50 32. Nguyên tắc thay đỗi mầu sắc Nội dung - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. Nhận xét - Trong năm giác quan của con người, thị giác phát triển và đóng vai trò quan trọng nhất : hơn 90% thông tin nhận được từ thế giớ bên ngoài và qua con đường thị giác. - Cần qui ước mỗi loại màu tương ứng với cái gì, trên cơ sở đó dễ bao quát, xử lý thông tin nhanh. Các hình vẽ, ký hiệu thích hợp rất có tác dụng, giúp cho suy nghĩ thoáng, thấy được các mối liên hệ giữa các bộ phận. Ví dụ minh họa - Ở Hoa Kỳ, các bản đồ địa chất thường được vẽ chồng lên trên bản đồ địa hình (và các bản đồ nền khác) cùng với việc tô màu và các kí hiệu khác để thể hiện các kiểu đơn vị địa chất khác nhau. M àu thể hiện cho các đá gốc lộ ra trên bề mặt, t hậm chí bị phủ bởi các đất hoặc các dạng lớp phủ khác. Mỗi một màu thể hiện cho một đơn vị địa chất hoặc một thành hệ đá riêng biệt. Các đường đẳng trị địa tầng, các đường đứt gãy, các kí hiệu đường phương và hướng dốc được thể hiện bằng các kí hiệu khác nhau và được xem là chìa khóa để đọc hiểu bản đồ. Trang 51 (Hình 32: Bản đồ địa chất ) Trang 52 33. Nguyên tắc đồng chất Nội dung - Những đối tượng, tương t ác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các t ính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. Nhận xét - Từ "đồng nhất" cần hiểu theo nghiã rộng, không đơn thuần đồng nhất về mặt vật liệu, như nghiã đen của thủ thuật. - Tinh thần cùa thủ thuật này có t hể hiểu là, phải làm sao bảo đảm và tăng tính tương hợp giữa những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước. Sự tương hợp này thể hiện ở nhiều mặt, không riêng gì về vật liệu. - Sự tương hợp, trên thực t ế, là sự thống nhất mới của các mặt đối lập, cho phép đối tượng hoạt động một cách có hiệu quả hơn trước. - Để tạo sự tương hợp, trước hết cần chú ý khai thác những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng, đặc biệt những nguồn dự trữ trời cho không mất tiền. Ví dụ minh họa - Nếu nói kim cương là loại đá rắn nhất mà loài người đã biết, vậy thì sao lại còn có thể cắt gọt được kim cương? Sở dĩ người ta có thể cắt gọt kim cương được là bởi đặc điểm kết cấu của kim cương và biện pháp cắt gọt. Khi cắt kim cương, phải dùng một lưỡi dao làm bằng kim cương vỡ. T rước hết, khoét một rãnh lõm ở một bên của tinh t hể kim cương. Sau đó, lách một lưỡi dao nhỏ mép cùn vào rãnh. Gõ mạnh con dao, tinh thể kim cương sẽ t ách ra chính là phương pháp cắt sử dụng vật liệu đồng chất. Trang 53 (Hình 33: Dùng kim cương cắt kim cương) Trang 54 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái s inh các phần Nội dung - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi...) hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. Nhận xét - Nguyên tắc này là trường hợp đặc biệt của hai nguyên tắc 15. nguyên t ắc linh động, 20.nguyên tắc liên t ục tác động có ích: khi không còn có ích nữa thì phải linh động biến mất, ngược lại khi cần có tác động có ích thì phải linh động xuất hiện. - Nguyên tắc này hay dùng với các thủ thuật như 2.nguyên tắc 'tách khỏi", 3.nguy ên tắc phẩm chất cục bộ, 9 nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ. 10. nguy ên t ắc thực hiện sơ bộ, 11 nguyên tắc dự phòng, 25 nguyên trắc tự phục vụ, 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng, 36. Sử dụng chuyển pha..... Ví dụ minh họa - Như chúng ta đã biết, việc sử dụng túi nilon không tốt cho môi trường. Túi nilon mất hàng trăm năm mới tự phân hủy, còn nếu đốt túi nilon thì sẽ s inh ra nhiều khí độc, tổn hại sức khỏe con người và ô nhiễm môi trường. Việc thay thế túi nilon bằng một loại túi khác thân thiện với môi trường trở nên cấp thiết. Bên cạnh đó loại túi thay thế vẫn phải đảm bảo chất lượng, tính t hẩm mỹ và giá cả hợp lý. Chính vì vậy, rất nhiều nghiên cứu khoa học đả đưa ra nhưng chiếc túi nilon tự hủy than thiện với môi trường nhờ vào các lợi ích như làm từ tinh bột Sau 6 tháng, t ùy thuộc vào điều kiện, sản phẩm sẽ phân hủy đến 90%, không chứa các chất DEHP, DBP, BBP, DINP, DIDP, DNOP. Trang 55 (Hình 34: Túi nilon tự hủy) Trang 56 35. Nguyên tắc thay đổi thông số hóa l ý của đối tượng Nội dung - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. Nhận xét - "Trạng thái" cần hiểu theo nghiã rộng, không nhất thiết chỉ có rắn, khí, lòng, plasma. - Khi thay đổi t hông số, cần chú ý : lượng đổi, chất đổi" để có được những tính chất mới mà trước đây, đối tượng chưa có. - Người giải có thể áp dụng tinh thần của nguyên tắc này vào chính bản thân mình để có thể chủ động thay đổi các trạng t hái tâm lý cho thích hợp với các tình huống, công việc...mà mình phải làm. Nói cách khác, rèn luyện để tự điều chỉnh mình... Ví dụ minh họa - Blu-ray là công nghệ DVD có công suất lưu trữ lớn khi ghi nội dung độ phân giải cao, gấp 6 lần so với chuẩn DVD trước đó. Loại đĩa này có 25 GB bộ nhớ ghi trên một mặt của một đĩa đơn 12 cm, cho phép thu hình t ới 13 giờ(Ở độ phân giải chuẩn DVD, tức là khoảng 720*480) so với đĩa 4,7 GB trước đó chỉ thu được 2 giờ. Đĩa quang có tên Disque Blu-ray bởi vì nó được áp dụng tia laser màu xanh lam 405nm (blue-violet) để nạp thông tin vào đĩa. So với dĩa DVD thế hệ củ là dùng laser có bước sống 650 nm. Bước tiến này cho thấy việc sử dụng laser có bước sóng ngắn có thể t ăng mật độ lưu trữ của thiết bị lưu trữ quang học. Trang 57 (Hình 35: Blu-ray technology) Trang 58 36. Nguyên tắc sử dụng chuyển pha Nội dung - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuy ển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng... Nhận xét - Từ "pha" cần hiểu nghiã rộng như "trạng thái" trong thủ t huật 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng. - Nguyên tắc này khác với nguyên tắc 35 ở chỗ, không sử dụng hoặc "pha" này hoặc "pha" kia, mà sử dụng những hiệu ứng nảy sinh chính vào lúc chuyển pha, thường là những hiệu ứng mang t ính nhảy vọt. - Tinh thần của nguyên tắc này đòi hỏi người giải phải khắc phục tính ì t âm lý, quen nhìn đối tượng ở dạng "trạng t hái cân bằng" mà không để ý những gì nảy sinh trong các quá trình chuyển trạng thái, "thời kỳ quá độ". Bản thân quá trình chuyển trạng thái là quá trình phức tạp với những qui luật đặc thù của nó. Ví dụ minh họa - Lò phản ứng hạt nhân là một thiết bị để khởi động, kiểm soát, và duy trì một chuỗi phản ứng hạt nhân được sử dụng để t ạo ra điện và cung cấp năng lượng cho một số t àu ngầm. Cũng như các nhà máy điện thông thường tạo ra điện bằng cách khai thác năng lượng nhiệt từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, các lò phản ứng hạt nhân biến đổi năng lượng nhiệt phát ra từ phân hạch hạt nhân. Năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch tạo ra nhiệt có thể được chuyển đổi thành năng lượng sử dụng được. M ột phương pháp phổ biến nhằm khai thác năng lượng nhiệt này là sử dụng nó đun sôi nước, t ạo ra hơi nước áp suất cao mà sau đó sẽ quay một tua bin hơi nước và t ạo ra điện. Trang 59 (Hình 36: Nhà máy điện hạt nhân) Trang 60 37. Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt Nội dung - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. Nhận xét - Tuy "nhiệt học" là bộ môn khoa học tương đối cổ nhưng với thời gian nó vẫn phát hiện thêm những hiệu ứng mới, bất ngờ, có nhiều tính chất thú vị, có t hể áp dụng trong các sáng chế, ví dụ, hiệu ứng "trí nhớ" của kim loại..... - Cần chú ý khai thác các nguồn tạo nhiệt hoặc hấp thu nhiệt có sẵn trong môi trường xung quanh như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ môi trường..... - Sự nở (hay co) nhiệt tạo nên sự thống nhất mới giữa các mặt đối lập như: ngắn và dài, thẳng và cong, nóng và lạnh...... - Ngoài ra, thủ t huật này còn khuy ên người giải sử dụng kết hợp những vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. Việc kết hợp này có t hể làm tăng hiệu quả hoặc có được những tính chất mới. Ví dụ minh họa - Trong tiếng Anh, fuse (cầu chì) có nghĩa gốc là "tự tan chảy". Cầu chì thực hiện theo nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong để tách ra khỏi mạch điện khi cường độ dòng điện trong mạch tăng đột biến. Để làm được điều này, điện trở của chất liệu làm dây cầu chì cần có nhiệt độ nóng chảy , kích thước và thành phần thích hợp. Cầu chì là một thiết bị bảo vệ mạch điện sử dụng nhằm phòng tránh các hiện tưởng quá t ải trên đường dây gây cháy, nổ. Thành phần không thể thiếu trong một cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai dầu dây dẫn trong mạch điện. Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sau nguồn điện tổng và trước các bộ phận của mạch điện , mạng điện cần được bảo vệ. (Hình 37: Cầu trì thiết bị bảo vệ điện) Trang 61 38. Nguyên tắc sử dụng chất ôxy hóa mạnh Nội dung - Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy. - Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy. - Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc ôxy. - Thay ôxy giàu ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn. Nhận xét - Ôxy rất cần cho sự cháy, nổ, thực hiện các phản ứng cần thiết, cho sự sống, thường được dùng để 1- Làm các quá trình xảy ra nhanh hơn, 2- tạo các lớp ôxít bảo vệ, 3- Cải tạo môi trường bị ô nhiễm, 4- chống các vi trùng kị khí. Hàng năm, riêng các nước phát triển sử dụng t ới hơn 50 tỷ mét khối ôxy, gần một nửa là dùng trong luyện kim. - Chú ý sự t ăng "nhịp độ" trong việc sử dụng ôxy: không khí - không khí giàu ôxy - ôxy bị ion hoá- ôzôn. Tinh thần của nhịp độ này, trong nhiều trường hợp, cũng cần áp dụng cho các loại tác động khác. Ở đây có sự chú ý tăng về chất chứ không phải t ăng về lượng. Ví dụ minh họa - Nguồn nước và không khí ngày càng ô nhiễm là nguyên nhân gây ra hầu hết các dịch bệnh cho con người và vật nuôi, đồng thời cũng ảnh hưởng không nhỏ đến một số ngành mà phụ thuộc nhiều vào nguồn nước. Những năm gần đây, người tiêu dùng đã biết về các ứng dụng của máy ozone, máy tạo khí ozone và tìm mua các thiết bị tạo ra loại khí này nhằm giải quyết các vấn nạn về ô nhiễm nguồn nước, khử mùi và phòng dịch bệnh, bảo vệ sức khỏe cho con người, Khử dư lượng hóa chất, thuốc trừ sâu, bảo quản tươi lâu … (Hình 38: Máy ozone) Trang 62 39. Nguyên tắc thay đổi độ trơ Nội dung - Thay môi trường thông t hường bằng môi trường trung hoà. - Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà. - Thực hiện quá trình trong chân không. Nhận xét - Thủ t huật này có phần ngược với 38. sử dụng các chất ôxy hoá mạnh, được sử dụng để tránh nhũng quá trình ôxy hoá không mong muốn. - Ngoài ra, trong thủ t huật còn có ý sử dụng các chất phụ gia (chất độn), không làm ảnh hưởng xấu, ngược lại bổ sung thêm cho hoạt động của đối tượng. Sử dụng các chất phụ gia thích hợp, người giải có thêm được những tính chất mới, so với việc không dùng chất phụ gia. - Môi trường chân không là môi trường có nhiều ưu điểm như: rất sạch, cách nhiệt, cách điện rất tốt, t ạo được lực hút mạnh..... Ví dụ minh họa - Tác dụng của phích nước mà ta thường dùng là giữ cho nước nóng được lâu, vì vậy phải hạn chế thấp nhất sự truyền nhiệt. Cấu tạo của ruột là cơ bản, còn vỏ bằng nhựa hay sắt không quan trọng, nó chỉ có tác dụng bảo vệ ruột, trang trí và cho tiện sử dụng. Ruột phích có cấu tạo như sau: Gồm 2 lớp thủy tinh ở giửa 2 lớp thủy tinh là chân không ( hạn chế sự truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt), mặt trong và ngoài của lớp thủy tinh đều được tráng gương (hạn chế sự truy ền nhiệt bằng bức xạ). Chúng ta thường thấy ở đáy ruột phích có 1 cái núm nhỏ dài, đó chính là chỗ người ta rút không khí bên trong ra để t ạo khoảng chân không giữa 2 lớp thủy. (Hình 39: Phích nước dùng chứa nước sôi) Trang 63 40. Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hôp thành (composite) Nội dung - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới. Nhận xét - Hướng nghiên cứu, chế tạo các loại vật liệu mới, có những tính chất độc đáo, thoả mãn các nhu cầu phát triển luôn mang tính thời sự. Các vật liệu hợp thành, do tạo được tính hệ thống, càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống. - Một mặt khai thác những nguồn dự trữ có sẵn, bằng cách thay đổi sắp xếp, tổ chức nhằm đạt được những tính chất mới, mặt khác, luôn chú ý đến sự đổi mới vì "những gì đang hoạt động có nghiã là lạc hậu", ở đây có sự chi phối của qui luật "phủ định của phủ định". - Thủ t huật này hay dùng với 1.nguy ên t ắc phân nhỏ, 3. nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5. nguyên t ắc kết hợp, 6.nguy ên tắc vạn năng, 10.nguyên tắc thực hiện sơ bộ, 25 nguyên t ắc tự phục vụ, 27.nguyên tắc "rẻ" thay cho "đắt", 31. sử dụng vật liệu nhiểu lỗ... Ví dụ minh họa - Vật liệu composite có khả năng thay thế các vật liệu truyền thống như bê tông, thép dễ hư hại khi nhiệt độ, độ ẩm thay đổi, có độ đàn hồi cao, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp . . . do đó, có thể chế tạo thành nhiều sản phẩm lắp đặt ngoài trời, phục vụ cho ngành giao thông như: trụ biển báo, biển báo, cọc tiêu…. Vừa qua, Sở Giao thông vận tải Đà Nẵng đã phối hợp các đơn vị liên quan đã thử nghiệm ứng dụng vật liệu composite chế tạo lưới chắn rác, dải phân cách và lưới bảo vệ góc cây... Trang 64 (Hình 40: Phích Sử dụng lưới chế tạo bằng composite để bảo vệ gốc cây trên vỉa hè) Trang 65 II. NHẬN XÉT - Ý nghĩa của 40 nguyên tắc sáng t ạo là ở chỗ xây dựng tư duy định hướng nhằm đi đến lời giải bằng con đương ngắn nhất dựa trên các quy luật phát triển các hệ kỹ thuật và sử dụng chương trình tuần tự các bước, có kết hợp một cách hợp lý 4 yếu tố: tâm lý, logic, kiến t hức và trí tưởng tượng tạo nên công cụ tổng hợp và có hiệu lực mạnh mẽ tác động tốt đến sự phát triển công nghệ Trên thế giới - Có nhiều trường Đại học và Công ty dạy và học tư duy sáng tạo với mục đích đào tạo những người biết sáng tạo một cách hiệu quả. Ở VN, các sáng kiến, cải tiến, sáng chế còn mang tính tự phát, bị động và thiếu cơ sở về mặt phương pháp luận. Một trong những nguy ên nhân của tình hình này là do phương pháp luận sáng t ạo chưa được chú ý đúng mức trong suốt quá trình giáo dục và đào tạo. Khoa học về sáng tạo đã đúc kết được nhiều t hành tựu, có thể sử dụng chúng ngay như các công cụ mạnh mẽ. Suy nghĩ theo kiểu mò mẫm, “Thử và Sai” trong lúc đã có sẵn các phương pháp khoa học, hữu ích cho tư duy sáng tạo là sự lãng phí lớn. Trên thực tế, suy nghĩ và làm việc thiếu phương pháp khoa học đang là hiện tượng phổ biến, đang là lỗ hổng lớn cần khắc phục. Trang 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Dũng, Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Nhà xuất bản TP.HCM – 1998. [2] Hoàng kiếm, Giải 1 bài tóan trên máy tính như thế nào I, II, III, Nhà xuất bản Giáo dục – 2001, 2002, 2004. [3] Atshuler, Giải 1 bài toán phát minh sáng chế, Nhà xuất bản thống kê – 1991.