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进化法则之八——动态进化法则
发布时间:2015/3/13 15:14:24     点击: ( 1181 )

一、动态进化法则的内涵和意义

(一)内涵

动态进化法则是指:技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展,以适应环境状况或执行方式的变化。

(二)意义

根据动态性进化法则,研发人员能够时刻关注技术系统所处环境的现状及趋势,并依此对原有技术系统进行改进,从而得以通过投入较少的成本,获得通用性、高度适应性、可控性的技术系统。

 

二、“动态进化法则”下技术系统的进化路径

(一)增加结构柔性的进化路径

技术系统沿着系统整体结构柔性增强的方向进化发展,即原有技术系统的刚性降低,变得更加易于弯曲、折叠。其进化路径如图1所示。

 

1 增加结构柔性的进化路径

其中,“刚体系统表示技术系统的整体、各子系统、子系统间的联系都是刚体,不能发生任何形态上的变化;“单价链系统”表示技术系统可以在某一固定点处发生弯折,其余部分仍为刚体;“多铰链系统表示技术系统可以在多个固定点处发生弯折,点与点之间的连接为刚体;柔性系统表示技术系统的刚体成分大为缩减,可以在任何位置发生弯折;场连接系统表示指技术系统内部子系统间不许通过有形的介质进行联系,而可通过无形的场来交换物质、能量、信息等要素。

(二)增加可移动性的进化路径

技术系统沿着系统整体可移动性增强的方向进化发展,即技术系统可动的部位不断增多,移动的范围和速率也不断提高。其进化路径如图2所示。

 

2 增加可移动性的进化路径

其中,“不可动系统表示系统整体、各个子系统都是基本固定的,无法发生移动;部分可动系统表示技术系统的部分子系统可以在移动的过程中保证原有功能的实现;高度可动系统表示技术系统所包含的大多数子系统可以发生移动,但整体的可移动性依然较低;整体可动系统表示技术系统整体能够在一定范围内自由移动,其适应性得到显著提升。

(三)增加可控性的进化路径

技术系统的进化将沿着系统内各部件的可控性增加的方向发展,即技术系统的依靠自身的控制能力逐渐提高,受超系统直接控制的依赖性逐渐降低。其进化路径如图3所示。

 

3 增加可控性的进化路径

其中,直接控制是指技术系统的控制活动受人、自然等超系统的直接影响;间接控制是指超系统通过作用技术系统本身的控制装置间接对技术系统发出指令;“反馈控制是指技术系统的控制装置可以感知外界环境的变化并对系统本身发出行动与否指令;“自动控制”是指技术系统不仅可以做出行动与否的指令,还可以控制该行动的幅度,从而使行动结果更加符合新的环境。

 

三、相关案例:空间出入口连接控制技术系统的进化

物体从一个房间到另一个房间,或是从房间内移动到房间外,都可视为一种空间转移活动。每次进行这样的空间转移活动,该物体都需要至少通过一次出入口。利用间出入口连接控制技术系统,人们可以控制空间之间的连接和隔绝,从而有目的性地影响物体的移动。

早期人类居住于洞穴。这时的洞穴没有安装一般意义上的因此人们只能依靠自然环境和洞穴结构实现避雨防风,依靠洞口派人实时把守实现外敌防范。可见,此时的空间出入口连接控制技术系统完全依赖于超系统的直接控制。

随着社会的发展,人们的居住环境的得以改善,木造建筑和石造建筑开始出现。至此,一般意义上的也开始出现,样式也多种多样,如木门、铁门等。人们不必派专人把守出入口,而可以通过开门或关门的动作来实现内外部空间的连接或隔绝。可见,此时的空间出入口连接控制技术系统仅受超系统的间接控制。

为防止他人随意进入特定房间,人们在“门的基础上添加了控制装置——,自此,空间出入口连接控制技术系统可以通过感知输入的解锁信息,决定是否允许执行控制空间出入口,即开门或“锁门”的行为。随着科技的进步,一控制装置也从普通的钥匙锁,演变为现在密码锁、指纹锁、生物锁等等。但是,不论如何演化,这样的技术系统都没有超出反馈控制范畴。

随着空间出入口连接控制技术系统的不断进化,可以预测,未来这一系统可以根据四周环境的变化,实现光线调节、空气净化、温湿度控制、无人值守等更多功能。另外,这些功能并不靠人工控制实现,而是靠技术系统自身智能化、信息化的自动控制实现

空间出入口连接控制技术系统的进化路径如图4所示。

 

3 空间出入口连接控制技术系统的进化路径

 

(文章作者:知识产权部)

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