ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

9
Содержание
том 62 / Сентябрь, 2019
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2019-62-9-851-859

УДК 519.7: 658.512.2

БИОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОИСКА РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ ЗАДАЧИ

Бушуев А. Б.
Университет ИТМО; докторант


Бажин В. Ю.
Горный университет, кафедра автоматизации технологических процессов и производств;


Литвинов Ю. .
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; старший преподаватель


Петров В. А.
Университет ИТМО, кафедра систем управления и информатики; аспирант


Мансурова О. К.
Северо-западный заочный государственный политехнический университет;


Аннотация. Процесс решения изобретательской задачи по алгоритму решения изобретательских задач предполагает переход от прототипа изобретения к формированию технического противоречия между его двумя альтернативными свойствами. Поэтому процесс рассматривается как гомеостатическое бинарное деление биологической клетки. Математической моделью является аттрактор Лоренца, для которого показано, что графики энергий обоих гомеостатов „мать—дочка“ совпадают. Приведен пример решения изобретательской задачи в опыте Бенара, в котором найдены противоречия между температурой и скоростью потока частиц. Разрешение противоречия приводит к нарушению симметрии и возникновению замкнутых петель конвекции. Для оценки асимметрии аттрактора предложен новый численный метод расчета по структуре системы нелинейных дифференциальных уравнений. На основе системы уравнений в базисе физических координат строится информационно-энергетическая схема аттрактора, для которой введены понятия матриц входных и выходных сигналов, а также передаточных матриц блоков. Схема не зависит от начальных и граничных условий, а также численных значений коэффициентов аттрактора, а зависит только от физических размерностей входов и выходов блоков. Графическое представление структуры с передаточными матрицами позволяет найти вертикальную ось симметрии аттрактора и определить степень асимметрии по отношениям ресурсоемкости левой и правой частей.
Ключевые слова: аттрактор Лоренца, энергия гомеостаза, бинарное деление клетки, оценка асимметрии структуры, АРИЗ, прототип, техническое противоречие

Список литературы:
  1. Альтшуллер Г. С. Найти идею: Введение в ТРИЗ — теорию решения изобретательских задач. М.: Альпина Бизнес Букс, 2007. 400 с.
  2. Горский Ю. М. Основы гомеостатики. Гармония и дисгармония в живых, природных, социальных и искусственных системах. Иркутск: ИГЭА, 1998. 337 с.
  3. Homeostasis in a feed forward loop gene regulatory motif / F. Antoneli, M. Golubitsky, I. Stewart // J. of Theoretical Biology. 2018. Vol. 445. Р. 103—109. DOI: 10.1016/j.jtbi.2018.02.026.
  4. Albers A., Leon-Rovira N., Aguayo H., Maier T. Development of an engine crankshaft in a framework of computer-aided innovation // Computers in Industry. 2009. Vol. 60, iss. 8. P. 604—612. DOI: 10.1016/j.compind.2009.05.017.
  5. Бушуев А. Б., Чепинский С. А. Хаотические гомеостаты // Изв. вузов. Приборостроение. 2007. Т. 50, № 11. С. 59—63.
  6. Лоренц Э. Детерминированное непериодическое движение // Странные аттракторы: Сб. статей / Пер. с англ.; Под ред. А. Н. Колмогорова, С. П. Новикова. М.: Мир, 1981. С. 88—116.
  7. Ланда П. С. Нелинейные колебания и волны. М.: Либроком, 2010. 552 с.
  8. Бушуев А. Б., Быстров С. В., Григорьев В. В. Анализ треугольных динамических структур // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54, № 6. С. 59—66.
  9. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 344 с.
  10. Николис Дж. Динамика иерархических систем: Эволюционное представление: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 488 с.
  11. Бушуев А. Б. Численная оценка информационно-энергетических схем измерительных устройств // Измерительная техника. 2017. № 9. С. 3—7.
  12. Бартини Р. О., Кузнецов П. Г. О множественности геометрий и множественности физик // Проблемы и особенности современной научной методологии: Сб. Свердловск: АН СССР, Урал. науч. центр., 1978. С. 55—65.
  13. Di Bartini R. O. Relations between physical constants // Progress in Physics. 2005. Vol. 3. P. 34—40.
  14. Бушуев А. Б. Векторный анализ ресурсов // Развитие инструментов решения изобретательских задач: Сб. науч. работ (Библиотека Саммита разработчиков ТРИЗ). СПб, 2008. Вып. 2. C. 48 —57.
  15. Бушуев А. Б., Петров В. А. Имитационное моделирование систем управления в LT-базисе // Тр. Восьмой Всерос. науч.-практ. конф. „Имитационное моделирование. Теория и практика“ (ИММОД-2017). СПб, 2017. С. 88—93.
  16. Bushuev A. B., Kudriavtseva V. A. Simulation of the block diagrams of the information energy converters // Proc. of the Intern. Conf. on Innovative Applied Energy (IAPE’19), Oxford, UK. 2019. N 272. P. 40.