Đề tài Ứng dụng các nguyên tắc sáng tạo trong quá trình phát triển điện thoại di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bài thu hoạch: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: GS. TSKH. Hoàng Kiếm Học viên: Vũ Anh Tuấn MSHV: 1211080 Lớp: Cao học Khoa học Máy tính Khóa 22 TP.HCM, 12/2012 3 Lời mở đầu ............................................................................................................... 5 CHƯƠNG 1. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN ...................................... 6 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ ................................................................................... 6 1.2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng ................................................................... 6 1.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ ...................................................................... 6 1.4. Nguyên tắc phản đối xứng ........................................................................... 7 1.5. Nguyên tắc kết hợp ...................................................................................... 7 1.6. Nguyên tắc vạn năng ................................................................................... 7 1.7. Nguyên tắc chứa trong ................................................................................. 8 1.8. Nguyên tắc phản trọng lượng ....................................................................... 8 1.9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ .................................................................... 8 1.10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ...................................................................... 9 1.11. Nguyên tắc dự phòng................................................................................ 9 1.12. Nguyên tắc đẳng thế ................................................................................. 9 1.13. Nguyên tắc đảo ngược .............................................................................. 9 1.14. Nguyên tắc cầu hoá ................................................................................ 10 1.15. Nguyên tắc linh động ............................................................................. 10 1.16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” ....................................................... 10 1.17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác ....................................................... 10 1.18. Sử dụng các dao động cơ học ................................................................. 11 1.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ ............................................................ 11 1.20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích ........................................................ 11 1.21. Nguyên tắc vượt nhanh ........................................................................... 12 1.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi ................................................................. 12 1.23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi .................................................................. 12 1.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian ............................................................... 12 1.25. Nguyên tắc tự phục vụ ............................................................................ 13 1.26. Nguyên tắc sao chép ............................................................................... 13 1.27. Nguyên tắc rẻ thay cho đắt ..................................................................... 13 4 1.28. Thay thế sơ đồ cơ học ............................................................................. 13 1.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng ............................................................. 14 1.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng ............................................................... 14 1.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ .................................................................. 14 1.32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc .................................................................. 14 1.33. Nguyên tắc đồng nhất ............................................................................. 15 1.34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần ........................................... 15 1.35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng ............................................ 15 1.36. Sử dụng chuyển pha ............................................................................... 15 1.37. Sử dụng sự nở nhiệt ................................................................................ 16 1.38. Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh.............................................................. 16 1.39. Thay đổi độ trơ ....................................................................................... 16 1.40. Sử dụng các vật liệu phức hợp ................................................................ 16 CHƯƠNG 2. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG ........................................................................... 17 CHƯƠNG 3. KẾT LUẬN ...................................................................................... 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 25 Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 5 Lời mở đầu Ngày nay, khi mà mạng Internet có khắp mọi nơi, con người có điều kiện tiếp xúc với những tri thức trong tất cả các lĩnh vực. Những kiến thức này có khối lượng rất lớn, chúng ta không thể tiếp nhận hết được. Tuy nhiên, với lượng kiến thức đồ sộ vậy thì có phải ai cũng có thể thành công hay không? Câu trả lời là không. Cái quan trọng hơn đó chính là sự sáng tạo. Không có sáng tạo thì chúng ta sẽ không phát sinh ra được những cái mới, sẽ không có sự nhảy vọt về chất và lượng, sẽ không tạo ra sự khác biệt đáng kể. Đó chính là lý do mà sự sáng tạo có ý nghĩa rất quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Sau khi tham gia học chuyên đề “Phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo”, đồng thời được giới thiệu về bộ sách trình bày các thủ thuật, nguyên tắc sáng tạo cơ bản của GS. Phan Dũng dịch từ sách nguyên bản của giáo sư người Nga Altshuller, người viết mạnh dạn chọn đề tài “Ứng dụng các nguyên tắc sáng tạo trong quá trình phát triển điện thoại di động” cho bài thu hoạch của mình. Nội dung bài thu hoạch trình bày hai mảng nội dung chính sau:  Trình bày một cách sơ lược, khái quát về 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản, đồng thời nêu một vài ví dụ cho mỗi nguyên tắc  Đi sâu vào ứng dụng các nguyên tắc sáng tạo trong quá trình phát triển điện thoại di động Mặc dù người viết đã cố gắng tìm hiểu nhưng bài thu hoạch vẫn còn nhiều thiếu sót, mong thầy chỉ bảo thêm. Người viết xin chân thành cảm ơn GS. TSKH. Hoàng Kiếm đã tận tình truyền đạt kiến thức, chia sẽ những kinh nghiệm quý báu trong những giờ lên lớp. Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 6 CHƯƠNG 1. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung:  Chia nhỏ đối tượng thành các phần độc lập  Làm đối tượng trở nên tháo lắp được  Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng Thủ thuật này thường được dùng trong những trường hợp khó làm trọn gói, nguyên khối, một lần. Khi đó ta phải phân nhỏ cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có. Ví dụ: Dây kim loại 1 sợi to, cứng, khó cuộn tròn... nếu phân nhỏ thành dây kim loại nhiều sợi thì khắc phục được nhược điểm của dây một sợi to cứng. 1.2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Nội dung:  Tách phần gây "phiền phức" hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" ra khỏi đối tượng. Đối tượng có nhiều đặc điểm, tính chất, chức năng. Trong khi đó ta chỉ thực sự cần một trong những số đó. Do đó, ta không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm chi phí không cần thiết. Tương tự, ta nên tách khỏi thành phần gây phiền phức để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng. Ví dụ: Áo gối, vỏ chăn bông…tách khỏi gối và chăn, nên khi bị bẩn không cần thiết phải giặt nguyên cả chăn hay gối 1.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung:  Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất.  Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau.  Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc. Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 7 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng phát triển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng. Ví dụ: Mái nhà thường lợp bằng tôn tráng kẽm nhưng tại những chỗ cần lấy ánh sáng, người ta dùng tôn nhựa trong suốt 1.4. Nguyên tắc phản đối xứng Nội dung:  Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng, làm giảm bậc đối xứng của đối tượng. Ta có thể coi nguyên tắc phản đối xứng là trường hợp riêng của nguyên tắc phẩm chất cục bộ: làm tăng tính tương hợp giữa các phần của hệ với nhau và với môi trường bên ngoài, nhằm thực hiện chức năng một cách tốt nhất. Ví dụ: Các xe ô tô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả hai phía nhưng các xe lớn như xe buýt chỉ mở phía tay phải sát với lề đường 1.5. Nguyên tắc kết hợp Nội dung:  Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận.  Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. Đối tượng mới được tạo nên do sự kết hợp thường có những tính chất, khả năng mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có. Ví dụ: Búa có đầu đóng đinh, đầu nhổ đinh 1.6. Nguyên tắc vạn năng Nội dung:  Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. Nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp: kết hợp về mặt chức năng trên cùng một đối tượng. Ví dụ: Bút thử điện đồng thời là tuốc-nơ-vít Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 8 1.7. Nguyên tắc chứa trong Nội dung:  Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba.  Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. Nguyên tắc chứa trong là trường hợp riêng, cụ thể hoá của nguyên tắc phẩm chất cục bộ. Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt "trong" và "ngoài" thì nay "trong" và "ngoài" có các phẩm chất, chức năng riêng. Ví dụ: Loại ăngten dùng cho máy thu thanh, thu hình, khi cần có thể kéo dài hoặc thu ngắn lại nhờ những ống kim loại đặt bên trong nhau 1.8. Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung:  Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng.  Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động. Nếu hiểu theo nghĩa đen, nguyên tắc phản trọng lượng là cụ thể hoá của nguyên tắc kết hợp: kết hợp đối tượng cho trước với đối tượng khác hoặc với môi trường bên ngoài, có lực nâng, để bù trừ với cái có hại là trọng lượng của đối tượng cho trước. Ví dụ: Nhảy dù, hãm máy bay bằng dù 1.9. Nguyên tắc gây 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). Ví dụ: Loại đồ chơi phải lên dây cót trước Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 9 1.10. 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. Ví dụ: Các loại giấy tờ in sẵn trước những phần chung cho tất cả mọi người để tiết kiệm thời gian, chỉ cần điền vào chỗ trống 1.11. 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. Ví dụ: Các loại cầu chì, van chốt an toàn 1.12. Nguyên tắc đẳng thế Nội dung:  Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Ví dụ: Dùng băng tải thay cho cần cẩu và ôtô 1.13. 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 yên thành chuyển động.  Lật ngược đối tượng Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 10 Ví dụ: Đối với cưa máy, cưa đứng yên còn gỗ chuyển động 1.14. Nguyên tắc cầu hoá Nội dung:  Chuyển những phần thẳng 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 tâm. Ví dụ: Thước dây chuyển thành thước cuộn 1.15. 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 chuyển với nhau. Ví dụ: Các lại bìa kẹp, cho phép lấy bớt hoặc thêm các tờ giấy rời 1.16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” Nội dung:  Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn. Khi đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. Quá trình phát triển thường đi từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó, từ chưa hoàn thiện đến hoàn thiện. Tinh thần chung của nguyên tắc này là không nên quá cầu toàn, chờ đợi các điều kiện lý tưởng; giảm bớt yêu cầu để bài toán dễ giải hơn mặc dù kết quả không thật hoàn toàn như ý muốn nhưng chấp nhận được. Ví dụ: Thắt lưng, dây đồng hồ đục thừa nhiều lỗ để những người sử dụng khác nhau đều dùng được 1.17. 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 Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 11 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 tầng.  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. Ví dụ: Các đường giao thông nhiều tầng trên mặt đất và dưới mặt đất 1.18. Sử dụng các dao động cơ học Nội dung:  Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng 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. Ví dụ: Quả chuông, ghế xích đu, võng, cầu bập bênh...... cho trẻ em chơi 1.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Nội dung:  Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung).  Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ.  Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. Ví dụ: Các loại đèn chớp nháy dùng cho quảng cáo, khiêu vũ, tín hiệu báo động, giao thông... 1.20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích Nội dung:  Thực hiện công việc một cách liên tục (tất 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. Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 12  Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. Ví dụ: Ắc-quy phát điện lúc xe, tàu không hoạt động để thắp sáng hay dùng khởi động xe và tích điện bù lại khi động cơ làm việc 1.21. 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. Ví dụ: Để tránh đau đớn cho bệnh nhân, những thao tác như tiêm chủng, nhổ răng, nắn khớp xương...thường làm rất nhanh 1.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội dung:  Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi.  Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác.  Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. Ví dụ: Người ta biến sức tàn phá của lũ lụt thành điện năng bằng cách xây dựng các hồ chứa nước và nhà máy thủy điện 1.23. 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. Ví dụ: Kính đeo mắt đổi màu - thay đổi độ trong suốt tùy theo cường độ ánh nắng mặt trời 1.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian Nội dung:  Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. Ví dụ: Ổ cắm điện chuyển đổi từ dẹt sang tròn và ngược lại Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 13 1.25. Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung:  Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa.  Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hướng phát triển: đối tượng dần tiến đến tự động thực hiện công việc hoàn toàn. Ví dụ: Hệ thống bơm cấp nước và ngắt tự động 1.26. 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 sử dụng 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. Ví dụ: Các loại bản đồ, sơ đồ, hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị, … 1.27. Nguyên tắc rẻ thay cho đắt Nội dung:  Thay thế đối tượng đắt tiền bằng các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ). Ví dụ: Khăn lau tay, lau mặt dùng một lần rồi bỏ 1.28. 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. Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 14  Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định.  Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. Ví dụ: Cần cẩu dùng móc và cần cẩu dùng nam châm điện 1.29. 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. Ví dụ: Dây cung, dây nỏ chuyển sang sử dụng bơm nén, súng hơi 1.30. Sử dụng vỏ dẻo 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. Ví dụ: Các đồ dùng gia đình bằng nhựa 1.31. Sử dụng các 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. Ví dụ: Các tấm mút, đệm mút, … 1.32. Nguyên tắc thay đổi màu 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. Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học 15  Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. Ví dụ: Các vật chứa trong suốt có thể nhìn thấy chất đựng bên trong 1.33. Nguyên tắc đồng nhất Nội dung:  Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước.