Одна из моих любимых изобретательских задач — об улучшении паяльника. Представим себе паяльник, в котором поддерживается конкретная температура с помощью наконечника из материала с точкой Кюри, например в 200 °С. Когда наконечник нагревается выше этой температуры, у него меняются электрические свойства и он автоматически перестаёт принимать энергию — без дополнительных датчиков и переключателей. А как его улучшить?

• Неизвестно, что требуется

  Возьмём в качестве прототипа паяльник с наконечником, имеющим определённую точку Кюри. Нужно усовершенствовать паяльник. Из 19 инженеров, которым была предложена эта задача, семь просто отказались её решать: «Формулировка неверная, неизвестно, что требуется…» Девять человек не пошли дальше туманных высказываний: «Наверное, надо уменьшить вес… или расход энергии… может быть, компоновку или внешний вид?.. Хорошо бы посмотреть паяльник в натуре…» Три человека предложили использовать наборы сменных наконечников с разными точками Кюри. Идея небогатая: 30 или 50 сменных наконечников — это громоздко.

  Г. Альтшуллер. Найти идею

Недовольство размытыми условиями задачи — частенько признак неопытного проектировщика. Я не призываю решать задачи без обсуждения с клиентом, без учёта пожеланий потребителей или без анализа статистики. Но даже когда нет чётких требований, хороший дизайнер улучшит любой предмет: повысит полезное действие, уберёт всё лишнее, динамизирует. Или как в задаче о паяльнике — повысит управляемость.

У исходного паяльника простая формула: электромагнитное поле в индукторе нагревает наконечник паяльника, пока он не нагреется до точки Кюри. Правильный ответ к задаче: поскольку простая формула уже есть, надо ввести второе поле, управляющее точкой Кюри наконечника паяльника. Таким полем может быть механическое поле сил сжатия.

По-простому, теперь у паяльника настраивается температура. Для этого элемент формулы превращается в подчинённую вложенную формулу — независимо управляемый контур:

Человек двигает корпусом карандаша, чтобы грифель оставил след на бумаге — это простая формула:

Простой карандаш

Оправа Грифель

Когда грифель стачивается, приходится точить карандаш. Проблема решается, если сделать длину грифеля независимо управляемой:

Механический карандаш

Оправа ( Толкатель Грифель)

В совете о целостности мы говорили, что любая система состоит из подсистем и сама входит в надсистему. При введении подчинённой формулы любой элемент превращается в независимо управляемую подсистему. Вспомним приём «добавить ручку» — и оправа удобно цепляется к карману:

Механический карандаш с зажимом

(Оправа  Зажим ) ( Толкатель Грифель)

Простая лучина переносит пламя. А если рядом нет источника огня? Спичка — это лучина с подчинённой формулой. Кончик покрыт серой, которым чиркают только чтобы зажечь спичку. После этого спичка «работает», как простая лучина.

Электролебёдка на парусном судне выглядит и наматывает канаты принципиально так же, как ручная. Но её механический привод превратился в независимо управляемый электромотор с собственным источником энергии.

Связь или взаимодействие в системе тоже может превратиться в независимо управляемую подсистему:

По этой схеме работает транзистор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Проще говоря, он связывает два проводника, при этом связь независимо управляется третьим.

Поезд едет по железной дороге из пункта A в пункт B:

Железнодорожный путь

Поезд Путь из A в B

Рельсы жёстко связывают две точки — поезд не может выбрать направление. Проблему жёсткой связи решает управляемая железнодорожная стрелка с приводом: механическим, гидравлическим, пневматическим или электрическим:

Железнодорожный путь со стрелкой

Поезд Из A ( Стрелка)    в Cв B

Представим себе обычную электрическую лампочку:

Лампочка Ильича

Источник питания Лампочка

Если между источником и обычной лампочкой — механический выключатель, то лампочку придётся включать и выключать вручную. А если превратить его в контроллер, управляемый сигналом, то лампочка сможет менять цвет, автоматически подстраиваться под время суток, уровень освещения или сценарий. И даже мигать, когда приходит почта:

Лампочка Филипс Хью

Источник ( Контроллер) Лампочка

Это качественное повышение управляемости:

Электрическая передача в тепловозах и кораблях передаёт энергию от дизельного двигателя не механически, а через собственный генератор и электродвигатель. Это делает более управляемой тягу и распределение мощности по ведущим осям.