Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

трехмерное моделирование, новые технологии, наука и промышленность, применение в жизни технологий, современные технологии

ТРИЗ - научиться изобретать может каждый !

Все мы мечтаем о творческом мышлении, ведь оно дает нам возможность находить новые и эффективные варианты решения поставленных задач. Перед многими, и когда-то передо мной в том числе, стоит вопрос: «Могу ли я научиться мыслить творчески, если это не дано мне с рождения?». Если Вы считаете, что нет, давайте познакомимся с теорией изобретательских задач (ТРИЗ), первая версия которой, создавалась советским инженером-изобретателем, Г.С. Альтшуллером, а позже получила ряд дополнений, которые внесли его ученики и последователи.

Еще до недавнего времени очень распространенным было мнение, что научить человека создавать изобретения невозможно, что изобретательство – импульсы озарения, удел немногих, особо одаренных людей. Однако, было замечено, что почти все люди в процессе поиска новых решений, благодаря определенным стереотипам мышления, думают одинаково, а 2/3 всех изобретений сделано по известным схемам. Уместно сравнить изобретателей с начинающими шахматистами, которые во время игры повторяют комбинации, известные сотни лет, не догадываясь об этом – ведь к своему стилю игры они пришли самостоятельно, на основе собственных опыта и интуиции.

ТРИЗ - научиться изобретать может каждый !
ТРИЗ - научиться изобретать может каждый !
Collapse )
promo pavel_samuta апрель 16, 14:22 8
Buy for 50 tokens
Тенсегрити - термин с богатой и обширной историей. Термин происходит от английского tensional integrity, примерный перевод: "целостность посредством растяжения"- фундаментальный принцип конструкции природы. Он был придуман Бакминстером Фуллером, иконоборческим архитектором, инженером и поэтом,…
трехмерное моделирование, новые технологии, наука и промышленность, применение в жизни технологий, современные технологии

Биомимикрия - всё идеальное уже давно создано в природе.

Всё исключительное и идеальное уже давно существует и инженеры тут не при чем. Разберемся более детально. Что общего у зимородка,  соцветия репейника  и намибийского жука? Помимо того, что они были живыми организмами, все они служили источником вдохновения для творческих человеческих технологий для решения сложных проблем. Природа создала много шедевров, и чем дальше продвигается человек по пути развития технологий, тем больше полезных уроков живой мир может преподать ученым и инженерам. Само по себе заимствование применялось с давних времен: попытки изготовления конструкций по примеру природных были описаны еще в древнегреческих мифах, однако пионером в этой области считается Леонардо да Винчи, интересовавшийся техникой птичьего полета с целью создания устройства для передвижения в воздухе. Вот лишь небольшая часть таких изобретений. 

Гладкий клюв зимородка придал обтекаемый носовой дизайн высокоскоростным поездам в Японии. Первые сверхскоростные поезда
имели один общий минус - как только они выезжали из тоннеля, слышался громкий звук, похожий на взрыв. Естественно пассажиры после такого
не могли уже расслабиться до конца поездки. Инженер и по совместительству любитель птиц Ейджи Накатсу (Eiji Nakatsu) понял, что нос поезда
должен пронизывать воздух с большей эффективностью.На помощь он обратился к зимородковым. Зимородок имеет клиновидный клюв, что позволяет врезаться в другую среду (воду) без создания фронта волн. Если бы клюв у зимородка был закруглённый, то он толкал бы воду вперёд и пугал рыбу, на которую охотится.

Биомимикрия  - всё идеальное уже давно создано в природе.
Биомимикрия - всё идеальное уже давно создано в природе.

После созревания корзинки репейника с семенами легко цепляются к шерсти животных (или одежде человека). Таким образом семена разносятся на значительные расстояния. Репейник вдохновил Джордж де Местраль на крюк и липучку Velcro застежки, которые сегодня применяется в производстве обуви, одежды, различных аксессуаров, в оборудовании станков и даже на орбите – на Международной космической станции. Кроме репейника, примером растения с плодами-зацепками является череда.

Репейник вдохновил крюк и липучка Velcro застежки
Репейник вдохновил крюк и липучка Velcro застежки

А спина намибийского жука подсказала людям решение проблемы нехватки воды в пустыне. Он во время тумана поднимает свою спину выше головы и замирает. Если присмотреться, можно увидеть, что на поверхности его тела собираются капли конденсированного тумана. Благодаря тому, что спина приподнята, капли воды стекают вдоль неё и попадают жуку прямо в рот. Таким образом жук утоляет жажду.

Спина намибийского жука подсказала людям решение проблемы нехватки воды в пустыне.
Спина намибийского жука подсказала людям решение проблемы нехватки воды в пустыне.

 Влага, которую жук получил благодаря своей способности, составляет около 40 % веса его тела.Способность этого жука вдохновила людей на создание уникальной техники сбора воды. Создатель данной системы Пак Китэ (Pak Kitae) из Сеульского технического университета. Его изобретение копирует форму и функцию панциря жука, чтобы утреннюю росу превратить в питьевую воду для тех, кто живет в местах с ограниченным доступом к воде.

В области возле ноздрей имеются специальные бугорки, которые направляют в сторону воздух во время стремительного падения птицы.
В области возле ноздрей имеются специальные бугорки, которые направляют в сторону воздух во время стремительного падения птицы.

При проектировании стратегических самолетов-разведчиков в шестидесятых придумали рассекатель воздушного потока, созданный по аналогии с устройством нозрей сокола-сапсана. В области возле ноздрей имеются специальные бугорки, которые направляют в сторону воздух во время стремительного падения птицы. Это позволяет пернатому хищнику сравнительно легко дышать во время маневров. Когда воздухозаборник двигателя принимает полный объем воздушного потока, проходящего через поперечное сечение его входного отверстия, воздухозаборник двигателя работает, как говорят, в "полном режиме". Если по какой-то причине, такой как неспособность двигателя пропускать весь воздушный поток или из-за другого ограничения, воздухозаборник двигателя не может принимать полный объем набегающего потока воздуха, избыточный воздух уходит вокруг наружного обтекателя, и воздухозаборник двигателя летательного аппарата, как говорят, работает в "режиме сброса". Система, защищающая его легкие от чрезмерного давления на высоких скоростях, позволила в том числе достичь скоростей в три раза выше скорости звука.

Рисунок к патенту РФ 2182670 Изобретение относится к воздухозаборникам с изменяющимся забором воздуха двигателя с внутренним сжатием сверхзвукового летательного аппарата
Рисунок к патенту РФ 2182670 Изобретение относится к воздухозаборникам с изменяющимся забором воздуха двигателя с внутренним сжатием сверхзвукового летательного аппарата

Это и есть биомимикрия (от др.-греч. βίος «жизнь» + μίμησις «подражание») – область инженерии, в которой мы черпаем вдохновение из окружающей среды, – является частью науки на протяжении тысячелетий, однако сам термин возник лишь в 1997 году в книге «Бионика: инновации, вдохновлённые природой» Джанин Бенюс. Это подход к инновациям, определяемый Институтом биомимикрии в штате Монтана (где занимаются поддержкой проектов, вдохновленных живыми системами) как поиск: устойчивых решений человеческих проблем путем подражания проверенным временем моделям и стратегиям природы. В природе существует множество решений, и мы узнаем о них все больше и больше.

Компания Altair Engineering, Inc. – один из мировых лидеров на рынке программных систем компьютерного инжиниринга и разработчик универсальной платформы HyperWorks, предназначенной для решения мультидисциплинарных задач, включая задачи оптимизации, – приняла участие в торжественном открытии выставки «Inspiring Nature, inspired Technology: Biomimicry and Transportation» в Музее изобретений Жозефа-Армана Бомбардье (г. Валькорт, Канада). Среди экспонатов выставки – примеры оптимизированных с помощью программных систем Altair изделий и конструкций, в основе разработки которых лежат принципы биомимикрии, а центральное место в экспозиции выставки заняла модель силового каркаса автомобиля, которая была спроектирована и оптимизирована с применением программных продуктов Altair OptiStruct, RADIOSS и solidThinking Inspire.

Кузовковые (рыба-коробочка) и бионический автомобиль В мире автомобильного дизайна, где аэродинамика, безопасность, вместительность и экологичность являются взаимоисключающими атрибутами, некоторые ищут путь, который позволит соединить все эти характеристики в одну машину. Инженеры в компании Mercedes-Benz обратили внимание на рыбу- коробочку. Несмотря на то, что с первого взгляда рыба выглядит
довольно неуклюже, ее формы развились таким образом, что в воде она передвигается с большой эффективностью. В результате эксперимента появился бионический автомобиль (Bionic Car), который отличается легкой конструкцией и удивительными аэродинамическими способностями: получил кузов довольно странной формы, но при этом очень аэродинамичный коэффициент лобового сопротивления составлял всего с коэффициентом Сх=0,19, с впечатляюще высокой топливной экономичностью  расхода топлива всего 2,8 л/100 км. Bionic является ходовым прототипом, то есть он полностью работоспособный. Его салон, вмещающий до четырёх человек, был разработан компанией Mercedes-Benz при участии экспертов по бионике и в соответствии с принципами роста в природе, применёнными к автомобильной инженерии. Этот процесс основан на методе SKO (Soft Kill Option): компоненты кузова и шасси разрабатываются с помощью компьютерного моделирования. При этом толщина используемого материала делается минимальной или вовсе вырезается в областях с наименьшими нагрузками, в то время как участки с высокой нагрузкой усиливаются и армируются. Применение такого подхода при проектировании автомобиля снижает его массу примерно на 30%, при этом никак не влияя на жёсткость и прочность кузова, а также на характеристики и поведение машины».

Бионический автомобиль компании Mercedes-Benz (Bionic car) дебют: июнь 2005 года в Вашингтоне на симпозеуме DaimlerChrysler Innovation Symposium
Бионический автомобиль компании Mercedes-Benz (Bionic car) дебют: июнь 2005 года в Вашингтоне на симпозеуме DaimlerChrysler Innovation Symposium

Платформа HyperWorks, разработанная Altair Engineering, включает в себя препроцессоры для создания расчетных моделей объектов и сборок, генерирования 2D и 3D конечно-элементных сеток, ряд решателей задач прочности, линейной и нелинейной динамики, теплопроводности, гидроаэродинамики, электромагнетизма, расчета композитных конструкций, моделирования краш-тестов и дроп-тестов, программы моделирования производственных процессов (экструзия, штамповка, литье) и ряд постпроцессоров для обработки полученных результатов и автоматизированного создания отчетов. Также платформа HyperWorks включает в себя программные системы многокритериальной топологической оптимизации как изотропных материалов, так и анизотропных конструкций (созданных технологией 3D-печати из анизотропного порошка) и композитных структур.

Уровень развития технологий достиг таких высот, что позволил реализовывать смелые мечты многих архитекторов
Уровень развития технологий достиг таких высот, что позволил реализовывать смелые мечты многих архитекторов

Уровень развития технологий достиг таких высот, что позволил реализовывать смелые мечты многих архитекторов, примеры биомимикрии в архитектуре: Муниципальный бассейн в немецком городе Плауэн - первое в мире здание, застекленное с защитой от
птиц. Человеку при любом освещении стекла здания кажутся совершенно прозрачными, птицы видят тонкий рисунок-паутину, отражающуюся в UV-лучах, и облетают здание. Исследовательский деревянный павильон (совместный проект институтов ICD и ITKE, а также Штутгартского университета) построен из сотен разных пластин. Проект появился благодаря
наблюдениям за морфологией скелета плоского морского ежа. Офисное здание в немецком городе Эссен – один из вариантов реализации проекта гомеостатического фасада: металлические «перья» на фасаде здания реагируют на изменения окружающей среды и регулируют собственную тень.

Архитектура будущего: биоморфизм, бионика, биомимикрия.
Архитектура будущего: биоморфизм, бионика, биомимикрия.


Биомимикрия может применяться к продуктам, процессам или системам. Мы концентрируемся не только на гении природы в разработке инвестиционных продуктов и процессов, но и на разработке самой финансовой системы. Как природа создаст финансовую систему? Лучший ответ на этот вопрос у нас пока есть: кредит сообщества Биокредиты. Тем не менее, биологический дизайн может проинформировать финансовую архитектуру на всех уровнях от кредитования сообщества до глобальной финансовой политики. Например, исследователи из Банка Англии и Оксфордского университета разработали рекомендации, связанные здесь для децентрализации стратегий управления рисками в банковском регулировании, изучая связи внутри пищевых сетей. 

Ethical Biomimicry Finance ™ (EBF) - это инвестиционная методология и структура должной осмотрительности для выявления биомиметических технологий и инновационных компаний, которые ускоряют разработку и коммерциализацию биомиметических конструкций. Финансы - это сложная адаптивная система, и мир природы является высшим авторитетом в разработке сложных адаптивных систем, способных к восстановлению в долгосрочной перспективе в условиях эксплуатации этой планеты. У живых систем есть чему поучиться, чтобы помочь достичь тех же качеств в нашей финансовой системе, которыми мы так восхищаемся в природных системах. Швейцария развивает дискуссию о том, как заставить нашу финансовую систему функционировать так, как если бы она была органом экологии. Руководство Банка Англии, в свою очередь, тоже заинтересовалось механизмом функционирования естественного иммунитета, стремясь перенять этот принцип для регулирования финансовых кризисов. «Чего нам сейчас не хватает, - иронизирует Эллен Китцис, - это технологии интерактивной передачи данных, разработанной по модели общения змей.»

Такими вопросами задается наука биомимикрии. Ответы на эти вопросы, а также на те, что были заданы другими дисциплинами, ищущими способы решения сложнейших задач, дали нам в результате многочисленные значительные технологические достижения. 

В Парке науки имени Дэвидсона при научно-исследовательском институте Вейцмана в Реховоте 1 июля 2019 открылась большая летняя выставка для всей семьи «Животные, растения, природа – имитирующие изобретения» – первая выставка такого рода для всей семьи. Эта экспозиция – уникальная возможность заглянуть в мир природы, технологий и науки и поразмышлять о взаимоотношениях человека и нашего ежедневного быта с этими сферами.

«Животные, растения, природа – имитирующие изобретения»
«Животные, растения, природа – имитирующие изобретения»
 Эпоха биомимикрии, в отличие от промышленной революции, основана не на потреблении природных ресурсов, а на том, чтобы перенять опыт природы, – пишет Джанин Бенюс в статье «Жизненные уроки биомимикрии».

Исследователи в области материаловедения и инженерии работают над множеством различных веществ. К ним относятся биоматериалы (имплантируемая керамика, зубная керамика и титановые сплавы) и различные технологии нанесения покрытий (термические барьерные покрытия в турбинных двигателях, коррозионностойкие покрытия и каталитические носители).

Collapse )
трехмерное моделирование, новые технологии, наука и промышленность, применение в жизни технологий, современные технологии

Правила составления чертежей для патента

Вы изобрели новое устройство ищите ответ как получить патент? Это вопрос, с которым каждый изобретатель и предприниматель, разрабатывающий новый продукт, столкнутся скорее рано, чем поздно. Проще говоря, патенты - лучший способ защитить вашу интеллектуальную собственность. Если вы планируете лицензировать свое изобретение для более крупной фирмы, было бы неплохо получить патент. Во время переговоров о лицензировании патент является мощным активом, который изобретатель может представить на рассмотрение. Крупные дистрибьюторские компании часто чувствуют себя намного более комфортно, вкладывая средства в лицензионное соглашение, если рассматриваемый продукт имеет ожидающий патент или уже защищен. Это обеспечивает своего рода гарантию ценности: если продукт запатентован, они могут быть достаточно уверены, что не столкнутся с конкуренцией со стороны своих конкурентов, что делает лицензию более ценной.

Правила составления графических материалов для патента
Правила составления графических материалов для патента

Этот документ должен показывать много вещей, но, в первую очередь, он должен точно и подробно описывать природу самого изобретения, а также то, как оно функционирует и работает в реальном мире. Патенты, по определению, являются новыми юридическими договоренностями. Они описывают и разъясняют новое изобретение или ваш новый прототип, что-то беспрецедентное на рынке, чего раньше не было. То есть он не существовал в точном способе, дизайне или способе выполнения изобретения до этого момента. 

Существует ряд преимуществ, связанных с патентной защитой, и одним из основных является предотвращение того, чтобы кто-то другой мог украсть у вас патент. Помимо этого, наличие патентной защиты приносит ряд преимуществ, которые делают их ценными активами бизнеса. В таком случае вам понадобятся чертежи или иные графические материалы, в общем все необходимое для раскрытия сущности изобретения. Единственные случаи, когда патентные чертежи не требуются, это когда изобретение относится к химическому соединению или заявленной композиции, или если заявлен только способ или процесс. Тем не менее, практически каждый метод или процесс может быть изображен в одном виде, в форме или в виде иллюстрации.

Патент США на конструкцию D48,160: оригинальный дизайн бутылки Coca-Cola
Патент США на конструкцию D48,160: оригинальный дизайн бутылки Coca-Cola

Прежде чем приступить к подробному изложению того, что вам нужно будет сделать, чтобы представить свои чертежи в патентное ведомство, полезно понять различные типы доступных патентов. Устройство может быть запатентовано как образец, полезная модель или промышленный образец. Патент на промышленный образец защищает внешний вид (дизайн) устройства, т.е. охраняет эстетические особенности объекта. Патент на дизайн не мешает кому-либо еще создавать и продавать то же самое изобретение, если оно будет выглядеть немного иначе, предоставляемая ими защита является менее всеобъемлющей и несколько менее ценной.  Патенты на конструкцию и полезные модели защищают техническую сущность (конструкцию) устройства. Может быть запатентовано изделие, отдельный агрегат, узел или система устройств. Возможно, патентование только устройства, элементы которого находятся в конструктивном и функциональном единстве. 

Двигательно-движительный комплекс ВИГ-4 7 - F 03D 5/06, B 63H 1/36 Номер патента: 7036
Двигательно-движительный комплекс ВИГ-4 7 - F 03D 5/06, B 63H 1/36 Номер патента: 7036

Заявка на патент может содержать рисунки в т.ч. с использованием компьютерной графики, называемые также патентные чертежи, иллюстрирующие изобретение, некоторые из его вариантов осуществления (которые являются конкретными реализациями или способами осуществления изобретения), или предшествующим уровня техники. Чертежи могут потребоваться по закону, чтобы быть в той или иной форме, а также требования могут варьироваться в зависимости от юрисдикции. 

Поясняющие графические материалы в заявке на изобретение или полезную модель представляются на отдельных листах заявки в виде чертежей, схем, графиков и рисунков.

Поясняющие графические материалы  в заявке на изобретение или полезную модель
Поясняющие графические материалы в заявке на изобретение или полезную модель

 Допускается использовать фотографии, как  дополнения к основным графическим материалам. Если вы хотите представить фотографии, они разрешены только в тех случаях, когда фотография является единственным реалистичным средством передачи деталей изобретения или прототипа (например, микроскопическая фотография химических соединений).

Collapse )


трехмерное моделирование, новые технологии, наука и промышленность, применение в жизни технологий, современные технологии

Инвестиции в оцифровку, перенос в САПР чертежей, приведут к быстрым и видимым результатам.

Эпоха рисованных инженерных чертежей пришла и ушла. Тем не менее, большая часть инженерного сообщества как далеко, так и во всем мире, похоже, безнадежно цепляются за прошлое. Конечно, мы говорим о технических чертежах. И да, пришло время заменить бумажные на электронные. Документация по инжинирингу лежит в основе долгой, легендарной истории технического черчения. 

Эпоха рисованных инженерных изображений пришла и ушла.
Эпоха рисованных инженерных изображений пришла и ушла.

Технический чертеж - это тип технического чертежа, используемый для определения требований к технической продукции / компонентам. Целью технического чертежа является четкое и точное отображение всех геометрических характеристик продукта / компонента, чтобы изготовитель или инженер могли изготовить требуемый элемент. Задача тогда ничем не отличается от сегодняшней задачи: представить инженерный проект максимально точным и кратким способом. Для переноса трехмерной реальности, в которой мы живем, на листы бумаги использовалась тщательно продуманная система измерений и ортографических проекций. В наши дни они могут называться 2D-чертежами. Система работала тогда и сейчас работает. Те, кто хорошо обучен этим классическим методологиям, с трудом понимают, почему должно быть что-то еще. Зачем исправлять то, что не сломалось? Думаете о том, подходит ли вам переход от 2D- к 3D-САПР? В большинстве случаев лучшим решением является объединение этих двух технологий, позволяя сократить объем неавтоматизированных задач и повысить ценность моделей на этапах проектирования и производства.

Документация по инжинирингу лежит в основе долгой, легендарной истории технического черчения.
Документация по инжинирингу лежит в основе долгой, легендарной истории технического черчения.
Collapse )