La Psicología de la Creatividad Inventiva – 2ª Parte

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En esta entrada encontrarás la segunda parte de “La Psicología de la Creatividad Inventiva”, primer artículo publicado por Genrikh S. Altshuller y su colaborador Raphael B. Shapiro acerca de los fundamentos de lo que más tarde sería TRIZ, Teoría para la Resolución de Problemas de Inventiva.

Como ya se mencionó en la entrada precedente, probablemente se trata de la primera vez que se ofrece una traducción al castellano de este documento histórico. La versión en inglés apareció (también por primera vez) en la revista “TRIZ Review, Journal of the International TRIZ Association” – MATRIZ, en marzo de este año.

La Psicología de la Creatividad Inventiva - 2ª Parte

G. S. Althsuller, R. B. Shapiro

El artículo original fue publicado en «Voprosy psikhologii» [Cuestiones de Psicología], No. 6, 1956. pp. 37-49.

La segunda parte del proceso creativo, la etapa operacional, difiere en muchos aspectos de la primera. En la mayoría de los casos, la etapa operacional es una combinación de operaciones lógicas y no lógicas. A este respecto, el inventor tiene que buscar, probar o, utilizando un término antiguo y no del todo exacto, realizar un «experimento mental» que, esto debe enfatizarse, tiene prioridad solo en la etapa operacional de la creatividad. Y lo principal es que no debe llevarse a cabo sin orden ni concierto. Si el «experimento mental» fuera «un proceso de intentar e incorporar en este punto todo tipo de información» (S. L. Rubinstein), entonces la solución creativa para cada problema tecnológico requeriría muchos años. Todo inventor más o menos experimentado lleva a cabo sistemáticamente el trabajo en la etapa operacional del proceso creativo. Como resultado de una larga práctica, los inventores desarrollan gradualmente, a menudo de forma inconsciente, pero objetivamente racional, su propio sistema para realizar búsquedas. La etapa analítica del proceso creativo simplifica enormemente estas búsquedas: el inventor no busca una «idea» abstracta, sino que busca formas concretas de eliminar una contradicción técnica específica.

En nuestra opinión, el sistema más racional es aquél en el que la búsqueda de una manera de eliminar la causa de una contradicción técnica se realiza en la siguiente secuencia:

  1. Investigación de soluciones típicas (prototipos):

           a) el uso de prototipos naturales,

           b) el uso de prototipos de otras áreas de la tecnología.

        2. Búsqueda de nuevas soluciones a través de cambios:

           a) dentro del sistema,

           b) en el entorno,

           c) en sistemas adyacentes.

Con esta secuencia, las búsquedas van de lo simple a lo complejo, por lo que generamos soluciones sólidas con un mínimo esfuerzo y tiempo.

En muchos casos, las contradicciones técnicas que encontramos al realizar el trabajo creativo tienen analogías directas en la naturaleza y la tecnología. Por lo tanto, es aconsejable que el primer paso que tomemos sea una investigación de contradicciones similares y formas típicas de eliminarlas. A menudo, esto nos permite utilizar prototipos naturales o técnicos para eliminar la causa de la contradicción técnica.

Déjennos dar un ejemplo. Durante la Primera Guerra Mundial los barcos comenzaron a usar hidrófonos, instrumentos para detectar el ruido que hacían las hélices de los submarinos. Para usar estos hidrófonos, el barco tenía que estar inmóvil o la velocidad tenía que reducirse considerablemente: los sonidos producidos por el movimiento del barco a través del agua en el orificio receptor del hidrófono ahogaban todo lo demás. Uno de los ingenieros que trabajaba en la mejora del hidrófono sabía que las focas podían escuchar perfectamente incluso mientras atravesaban las profundidades del océano. A sugerencia de este ingeniero, se construyó un hidrófono con un orificio receptor que tenía una forma similar al pabellón auricular de las focas. El resultado fue una mejora importante en la capacidad del hidrófono para detectar sonido, incluso cuando el barco se movía a través del agua.

En 1933 se inventó un dispositivo en la URSS para lanzar una carga desde un avión sin paracaídas (Certificado de Autor No. 41356, publicado en la URSS). Para resolver el problema, el inventor utilizó la propiedad bien conocida de las semillas de arce que, cuando caen, se nivelan y giran lentamente hacia el suelo. Construyó un dispositivo que reproducía la forma de la semilla de arce y así, cuando se dejaba caer desde un avión, descendía gradualmente, girando alrededor de su centro de gravedad.

Un ejemplo típico del uso de prototipos tecnológicos es el trabajo del diseñador E. V. Kostychenko, que se centró en el problema de aumentar la resistencia al desgaste de las válvulas utilizadas en las bombas de pozos profundos. Las bombas sumergibles para extraer petróleo de los pozos fallan rápidamente porque las válvulas se desgastan debido a la arena contenida en el crudo. Los intentos de aumentar la vida útil de las válvulas con aleaciones duras no habían tenido éxito: se logró aumentar la resistencia de las válvulas pero, junto a esto, se hacían más difíciles y costosas de fabricar. Para eliminar esta contradicción, Kostychenko empleó una técnica que se usa ampliamente en ingeniería mecánica. Las cuchillas autoafilantes, cuyas capas externas están hechas de metal blando, se han estado utilizado durante algún tiempo en el procesamiento de metales. Durante el proceso de trabajo, estas capas se esmerilan uniformemente mientras se mantiene la forma general del filo. Al usar metal blando para cubrir algunas de las partes de la válvula, el inventor logró asegurarse de que se desgastaran de manera uniforme, y así la forma de la válvula se mantuvo incluso cuando 9/10 de las partes estaban desgastadas. Actualmente más de 100.000 bombas en funcionamiento en campos petroleros están equipadas con válvulas Kostychenko.

El uso de prototipos naturales o técnicos no se limita, por supuesto, a la simple copia. Los prototipos naturales y tecnológicos son el resultado de un desarrollo largo y continuo. Al derivar una solución de la naturaleza y la tecnología, el inventor la desarrolla y la lleva a un final lógico.

En los casos en que un estudio de prototipos naturales y tecnológicos no produce un resultado positivo, el inventor pasa a la siguiente fase de la etapa operacional: búsqueda de nuevas soluciones. Junto con esto, se investigan los posibles cambios en el sistema. Este es el grupo habitual de los cambios más simples. En algunos casos, para eliminar la causa de la contradicción técnica, todo lo que tenemos que hacer es cambiar las dimensiones, los materiales y la secuencia en la que interactúan las partes individuales del sistema. Un ejemplo típico es la creación de una máquina de corte con una barra larga. El barreno estándar utilizado para cortar en una veta de carbón es de 2 metros de largo. En este proceso, se utilizan explosivos para triturar el carbón. En condiciones geológicas favorables, es posible utilizar máquinas de última generación con un barreno de 3-5 m. Al aumentar la profundidad del corte, el carbón es triturado por el movimiento del cortador: a medida que se asienta, el carbón se rompe en pedazos grandes y transportables. Un cambio cuantitativo, un aumento en la longitud del barreno, nos proporciona un nuevo efecto cualitativo: elimina la necesidad de operaciones de perforación y voladura.

Un grupo significativo de soluciones está compuesto por cambios en el entorno. Al estudiar la viabilidad de realizar cambios, el inventor debe estudiar el entorno (para el sistema) y ​​su impacto en el sistema. En particular, se debe considerar cambiar los parámetros del medio (por ejemplo, presión, temperatura, velocidad de movimiento) o reemplazar este medio por otro que tenga características más favorables. A menudo, una simple transición de un entorno a otro, o la introducción de componentes adicionales en el entorno conducen a una solución exitosa del problema. Por ejemplo, en la fabricación de hormigón con mezcladoras convencionales, en la masa de hormigón, incluso con una mezcla prolongada, queda una cantidad significativa de pequeñas burbujas de aire que reducen la resistencia del hormigón. Por lo tanto, se propuso el llamado método de vacío para preparar el hormigón. En las mezcladoras al vacío, la masa de hormigón se mezcla en un medio enrarecido creado dentro de un tambor. Un cambio cuantitativo en uno de los parámetros (presión) del ambiente proporcionó un nuevo efecto cualitativo: la resistencia del hormigón se duplicó.

También se puede eliminar una contradicción técnica modificando los sistemas adyacentes, las partes adyacentes de la máquina y otras etapas del proceso. A veces, todo lo que uno necesita es simplemente establecer una relación entre procesos previamente independientes. Sabemos, por ejemplo, que la corriente continua se utiliza para iluminar estudios de cine modernos. Esto se debe al hecho de que la velocidad de disparo (24 cuadros cada 2 segundos) no coincide con la frecuencia de la corriente alterna utilizada en la industria (50 Hz.). Cuando se usa corriente alterna para encender las lámparas, el obturador de la lente de la cámara de cine puede abrirse cuando no hay mucha luz, por lo que algunos cuadros quedarán demasiado oscuros. La velocidad de obturación para cada fotograma al disparar suele ser de 1/1.000 s., por lo que solo es útil el 2,4% de la energía de la luz que cae sobre la lente. Si las lámparas de respuesta rápida funcionan con impulsos de corriente y se dispone de rotación sincronizada del obturador de la lente, la lámpara se encenderá solo cuando la lente esté abierta. Los artistas verán una luz ininterrumpida significativamente más débil, ya que incluso a 10-16 pulsos por segundo, el ojo humano percibe el flujo de luz como continuo. Al establecer la relación entre el funcionamiento de la cámara y el sistema de iluminación, obtenemos un nuevo efecto técnico: una reducción considerable en el consumo de energía que también facilita el trabajo de los artistas.

La etapa analítica del proceso creativo casi siempre da como resultado una respuesta inequívoca, que contrasta con la etapa operacional: una única contradicción técnica puede resolverse de varias maneras. Por lo tanto, en la etapa operacional, un experimento no desempeña un papel secundario, sino el principal. Esto se debe a que, en muchos casos, sirve como criterio para la elección final de una técnica, método, enfoque, etc.

Una sólida formación en ciencias naturales, la capacidad de observar, familiaridad con áreas tecnológicas relacionadas, comprensión de la tecnología involucrada en el experimento: estas son las cualidades necesarias para el éxito en la etapa operacional del proceso creativo.

La última etapa (sintética) del proceso creativo abarca, a su vez, cuatro fases: la introducción de cambios determinados funcionalmente en el sistema, la introducción de cambios determinados funcionalmente en los métodos de aplicación del sistema, la prueba de la aplicabilidad del principio resultante en la resolución de otros problemas técnicos y la evaluación de la invención. Al igual que la etapa analítica, la etapa sintética se compone principalmente de una cadena de juicios lógicos que, si es necesario, pueden verificarse mediante experimentos.

El método empleado para eliminar las contradicciones técnicas casi siempre requiere cambios adicionales en el sistema. Estos cambios tienen como objetivo proporcionar una nueva forma al sistema que corresponde a su nuevo contenido. Psicológicamente, la transición a una nueva forma presenta al inventor dificultades considerables. Esto se debe al hecho de que cada sistema (máquina, mecanismo, proceso) implica presentarlo al público con formas antiguas y bien establecidas. Debido a esto, incluso cuando un sistema cambia fundamentalmente, el inventor a menudo conserva su forma «tradicional». Así, por ejemplo, una versión inicial del motor eléctrico fue diseñada para parecerse mucho a una máquina de vapor: en lugar de un cilindro, el motor empleó una bobina electromagnética, y una barra de metal reemplazó el pistón, que utilizaba movimiento alternativo para cambiar la corriente. Como fue el caso de la evolución de las máquinas de vapor, se utilizó un mecanismo de manivela para transformar este movimiento en un movimiento de rotación. Solo más tarde se utilizaron motores rotativos en motores eléctricos, eliminando así la necesidad de un mecanismo de manivela.

La siguiente fase de la etapa sintética del proceso creativo es la introducción de cambios en los métodos utilizados para aplicar el sistema. Crear cualquier sistema nuevo (o cambiar desde un sistema anterior) requiere encontrar nuevos métodos para su uso práctico. Se presenta aquí un ejemplo clásico. Anteriormente, los mineros de carbón extraían carbón manualmente, utilizando picos. Periódicamente, detenían el proceso de extracción y reforzaban la galería en la que estaban trabajando. A principios de la década de 1930 comenzaron a usar martillos neumáticos en las minas, que era una herramienta potente para romper el carbón. Sin embargo, la forma en que se realizaba el trabajo no cambió sustancialmente: el minero todavía tenía que dejar el martillo para reforzar las galerías. Debido a estos métodos de trabajo irracionales no hubo mucha mejora en la producción general. Luego se propuso un nuevo método para organizar las operaciones: un grupo de mineros seguía rompiendo el carbón con martillos neumáticos, mientras que otro grupo trabajaba en labores estructurales de refuerzo. Este nuevo enfoque permitió aprovechar al máximo los martillos neumáticos, lo que resultó en un aumento de diez veces en la producción de carbón.

A pesar de la importancia obvia de esta etapa del trabajo creativo, los inventores a menudo la pasan por alto, ya que los expertos en eficiencia emplean métodos empíricos para utilizar nuevos inventos. Como en la etapa anterior del proceso creativo, esto se debe a la influencia en la mentalidad del inventor de los métodos de trabajo tradicionales establecidos.

La tercera fase de la etapa sintética del proceso creativo es verificar cuán aplicable es el nuevo método para eliminar las contradicciones técnicas para resolver problemas técnicos. A veces, el principio resultante de la invención es aún más valioso que la invención misma y puede aplicarse con éxito a otros problemas más importantes. En esta fase son de particular importancia la habilidad técnica del inventor, su conocimiento de otros ámbitos tecnológicos y su comprensión de los problemas frecuentes en diferentes industrias.

Es conocido que en 1867 un jardinero francés llamado Monier obtuvo la primera patente para hormigón armado. Monier carecía de una sólida formación técnica, por lo que su solicitud de patente era solo para la fabricación de… macetas de hormigón armado.

La última fase del trabajo creativo es la evaluación de la nueva invención. En esta fase, el objetivo es identificar la relación entre el beneficio tecnológico de la invención y los costos de su implementación. El valor de la invención depende directamente de cuán amplia sea esta relación. En particular, si se encuentran varias soluciones en la etapa operacional, la selección final de la mejor opción se realiza junto con una evaluación de la invención. Además, en esta fase, los inventores generalmente analizan el trabajo realizado hasta el momento en un intento de identificar cualquier fallo y desarrollar completamente nuevos enfoques creativos para resolver el problema.

El curso general del proceso creativo se ilustra en el siguiente ejemplo. En 1949 el Ministerio de la Industria del Carbón de la URSS anunció una competición en toda la Unión para la creación de un traje refrigerado para el rescate de mineros que enfrentan altas temperaturas y una atmósfera venenosa en su trabajo. Las condiciones técnicas de la competición indicaron el asunto clave a resolver: la necesidad de garantizar la refrigeración a largo plazo en un traje ligero (8-10 kg). Esto se debía a que los trabajadores de rescate minero, realizando su labor, tenían que llevar un dispositivo para respirar (12-14 kg) así como herramientas, y la carga total permitida para cada persona no podía exceder los 28-29 kg.

Los autores de este trabajo comenzaron la labor para la creación del traje de refrigeración con la identificación de la principal contradicción técnica. Fue como sigue. Para garantizar que el traje aguantase durante un período de tiempo suficiente en términos de sus cualidades protectoras, se debía aumentar el suministro de refrigerante (hielo, hielo seco, Freón, etc.) y, en consecuencia, el peso del traje también debía incrementarse. Cualquier intento de reducir el peso del traje también inevitablemente reduciría la vida útil del traje. Por lo tanto, había una contradicción entre las dos características principales (peso y vida útil) que la ingeniería estándar no podía eliminar. El análisis de esta contradicción mostró que el factor principal era el límite de bajo peso establecido por las condiciones de la competición.

Al explorar cómo eliminar estas contradicciones, descubrimos que en otras ramas de la tecnología esto a menudo se logra mediante el llamado «método de combinación de funciones»: las funciones de un sistema se agregan a este sistema y mediante su eliminación (desde el primer sistema) creamos la opción de aumentar el peso del primer sistema. En este caso, la solución al problema se logró transfiriendo al traje de refrigeración las funciones del aparato para respirar. Como resultado, el peso total permitido del traje combinado podría aumentarse a 20-22 kg. Tal formulación de la pregunta predeterminó la elección del refrigerante: tenía que ser oxígeno almacenado en estado licuado. La ropa interior utilizada dentro del traje era enfriaba primero con oxígeno evaporado que luego, una vez calentado, se usaba para respirar.

En la etapa sintética se realizaron cambios basados en la función del sistema: debido al enorme suministro de oxígeno, en lugar de un sistema de respiración circular (regenerativo) se utilizó un sistema abierto (con exhalación a la atmósfera), lo que hizo posible simplificar drásticamente el diseño de las funciones respiratorias del traje. También hicimos cambios en la forma en que se usaba el traje. Dado que el traje rápidamente se volvía más liviano a medida que se evaporaba el oxígeno, era posible cargar el traje con oxígeno líquido adicional, lo que aumentaba la vida útil del traje.

Los proyectos basados en estos principios fueron galardonados con el primer y el segundo premio por los jueces en la competición [3].

Basado en todo lo anterior, el proceso creativo se puede presentar esquemáticamente de la siguiente manera:

I. Etapa analítica

  1. Seleccionar un problema.
  2. Definir el asunto principal del problema.
  3. Identificar la contradicción clave.
  4. Determinar la causa inmediata de la contradicción.

II. Etapa operacional

  1. Investigación de soluciones típicas (prototipos): a) en la naturaleza, b) en la tecnología.
  2. Búsqueda de nuevas soluciones a través de cambios: a) dentro del sistema, b) en el entorno, c) en sistemas adyacentes.

III. Etapa sintética

  1. Introducción de cambios funcionales en el sistema.
  2. Introducción de cambios funcionales en el sistema basados en cambios en la forma en que se usa el sistema.
  3. Prueba de cuán aplicable es el principio para resolver otros problemas tecnológicos.
  4. Evaluación de la invención resultante.

Es importante aclarar que el esquema que estamos plateando se puede atribuir solo al trabajo creativo de un inventor experimentado y altamente cualificado. En cuanto al trabajo de un inventor novato, por regla general, no hay suficiente simetría lógica, así el azar y los hallazgos afortunados juegan un papel importante. Dicho esto, los grandes inventores del pasado a menudo lograron un alto nivel de habilidad creativa.

Se pueden hacer invenciones en el proceso de llevar a cabo una investigación. Por ejemplo, el descubrimiento de los rayos X y el establecimiento de sus propiedades condujeron casi automáticamente a una serie de inventos tecnológicos basados ​​en el uso de estos rayos. En este caso, el inventor primero adquirió un medio para eliminar muchas contradicciones técnicas, y el problema era todo lo contrario: encontrar estas contradicciones.

El esquema que presentamos es típico, pero no exhaustivo. Además, incluso dentro de los límites de aplicabilidad, es aproximado. En muchos aspectos, se debe refinar, profundizar y, en cierta medida, modificar el esquema.

Para resolver este problema, se debe estudiar más a fondo la relación entre las leyes objetivas del progreso tecnológico y los procesos mentales de la creatividad técnica. También se debe estudiar sistemáticamente la experiencia de inventores y expertos en eficiencia, e identificar y estudiar métodos generales de trabajo creativo.

La formación de la psicología de la creatividad inventiva como una rama de la psicología es imposible sin la amplia aplicación del método experimental. Los hallazgos deben verificarse no solo haciendo referencia a materiales relacionados con invenciones anteriores, sino también experimentalmente, porque el objetivo final de la psicología de la creatividad inventiva es la práctica: los patrones conocidos deben usarse en el desarrollo de métodos científicos de trabajo sobre la invención.

Referencias

  1. Karl Marx. El Capital, Vol.1.
  2. K. G. Vobly. Organizatsiya truda nauchnogo rabotnika [La Organización del Trabajo Científico], 1948.
  3. Gornospasatyel’niye raboti v shahtah pri visokih tyempyeratoorah [Trabajo de Rescate en Minas a Altas Temperaturas], Ugletekhizdat, 1951, p. 32.
  4. Obshshaya tyeplotyehnika [Ingeniería Térmica General], (Karnetsky, ed.), 1952.
  5. T. Ribot. La Imaginación Creativa, 1901.
  6. S. L. Rubinstein. Fundamentos de Psicología General, 1946.
  7. P. M. Jakobson. Protsess tvorchyeskoy raboti izobryetatyelya [El Proceso del Trabajo Creativo del Inventor], 1939.
  8. J. Rossman. Psicología del Inventor, 1931.
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