Patente de árbol híbrido
Un reparador de bicicletas estadounidense sacó una cámara de aire de la caja de la cámara y se la entregó a su cliente. Entonces los dos empezaron a charlar y el reparador empezó a trastear con la caja de la cámara de aire. Cuando agarró los dos extremos de la caja y la giró hacia adelante y hacia atrás, descubrió que podía cambiar suavemente la forma de la caja. Puedes probar con una caja de pasta de dientes. Este es un descubrimiento trivial, pero suficiente para cambiar el mundo entero.
El mecánico de bicicletas es Wilbur Wright. En ese momento, él y su hermano Orville Wright estaban desarrollando un avión. Un gran problema que encontraron fue cómo controlar la actitud de vuelo del avión. La caja retorcida del tubo interior inspiró a los hermanos Wright a torcer la forma de las alas para manipular la actitud de vuelo de sus aviones.
En el proceso de invención y creación, el descubrimiento accidental siempre juega un papel importante. Además de la invención del avión por los hermanos Wright, existen muchos ejemplos de este tipo. Por ejemplo, en 1948, el ingeniero suizo George de Mestral regresó de un paseo con su perro y descubrió que el cuerpo del perro estaba cubierto de semillas de pasto y tenía muchos ganchos pequeños. Este descubrimiento inesperado le llevó a inventar el velcro. En 1951, mientras buscaba un polímero aislante para las cubiertas de las cabinas de los aviones, Harry Coover, de la compañía Kodak de Hysmans, descubrió un material químico que era demasiado pegajoso y no se adhería a nada. Más tarde, se dio cuenta de que este tipo de cosas se podían usar como pegamento y así nació el pegamento para todo uso.
Las historias de estos inventores son realmente fascinantes, pero confiar en invenciones accidentales a menudo significa que las cosas no funcionarán durante mucho tiempo. Han pasado cientos de años y la gente todavía utiliza una forma muy antigua de inventar y crear, que es ineficiente y no puede seguir el ritmo de otras industrias.
Sin embargo, ahora hemos comenzado a aprender a crear buena suerte para nosotros mismos. Esos raros momentos de inspiración pueden ser reemplazados rápidamente por software de computadora. En otras palabras, estamos llegando a la invención asistida por computadora.
En la década de 1990, un equipo de investigación dirigido por John Koza, un científico informático de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, llevó a cabo una investigación innovadora sobre la invención asistida por computadora. Utilizaron un algoritmo informático para simular la evolución en la naturaleza, el llamado "algoritmo genético". Cuando se utilizan algoritmos genéticos, la computadora trata un plan como un genoma, donde los genes representan varios parámetros como el voltaje, la distancia focal o la densidad del material. Inicialmente, la computadora genera aleatoriamente algunas muestras del genoma a partir del acervo genético inicial, aunque pueden no ser una buena solución. Al cruzar estos genomas e introducir "variaciones", cada descendiente contiene algunos rasgos de la generación anterior, así como algunos rasgos nuevos que pueden ser beneficiosos. Luego, a estos genomas descendientes se les asigna una tarea específica para probarlos. Los mejores se seleccionan como acervo genético para la siguiente ronda de reproducción. De esta manera, el proceso se repite una y otra vez y, al igual que la selección natural, las mejores soluciones eventualmente sobrevivirán.
El equipo de Koza realizó algunas pruebas para ver si este algoritmo genético podía reinventar los siguientes circuitos básicos: filtros, amplificadores y sistemas de control de retroalimentación desarrollados en los Laboratorios Bell en las décadas de 1920 y 1930. Al final, su experimento fue un éxito. Su algoritmo genético podría reinventar los circuitos clásicos de Bell Labs.
Si crees que simplemente tienen suerte, hay muchos ejemplos de su éxito. Por ejemplo, utilizaron este algoritmo genético para crear varias combinaciones de seis oculares para varios instrumentos ópticos. Su algoritmo no sólo replicó todos los sistemas ópticos, sino que también mejoró algunos de los diseños originales. Entre ellos, esta mejora se puede utilizar para solicitar una patente.
Los algoritmos genéticos tienen una gran universalidad y los investigadores demostrarán los inventos realizados utilizando algoritmos genéticos en la reunión anual de Computación Genética y Evolutiva celebrada por la Asociación para Maquinaria de Computación. Por ejemplo, en una conferencia de 2015, un equipo de investigación de Italia utilizó algoritmos genéticos para encontrar una postura de natación eficiente para un dron submarino con cuatro tentáculos. Los ingenieros del Laboratorio de Conceptos Avanzados de la Agencia Espacial Europea utilizaron algoritmos genéticos para diseñar la ruta más eficiente en combustible para que los futuros equipos espaciales limpien los desechos espaciales en órbita baja.
Cada año, la conferencia otorga el premio más importante, llamado "Premio a la Competitividad Humana", a inventos que se considera que superan la inteligencia humana. En 2004, el primer Premio a la Competitividad Humana fue otorgado a una extraña antena. Este invento fue financiado por la NASA. Parece un árbol frondoso y extraño con muchas ramas feas, pero funciona muy bien. Este tipo de cosas definitivamente no están diseñadas por humanos.
Y esto muchas veces se convierte en el meollo del problema. Cuando las computadoras se utilizan para ayudar en los inventos, no quedarán cegadas por las nociones preconcebidas humanas, por lo que las computadoras pueden hacer inventos en los que los humanos nunca habían pensado.
El Premio a la Competitividad Humana 2015 se otorgó a un método para mejorar la precisión de las operaciones informáticas de consumo de energía ultrabaja. Este tipo de computadora se basa en circuitos lógicos simples y consume menos energía, pero produce muchos errores operativos. Los científicos informáticos de la Universidad Tecnológica de Brno, en la República Checa, utilizaron algoritmos genéticos para evolucionar continuamente el software y finalmente encontraron una forma sencilla de corregir errores. El resultado de su investigación es un chip ecológico adecuado para programas con menor precisión computacional, como la transmisión de música o vídeo.
Te ayuda a pensar lateralmente.
Sin embargo, con los algoritmos genéticos todavía tienes un problema que enfrentar: necesitas conocer todos los detalles sobre lo que estás inventando de antemano para que tu algoritmo pueda mejorarlo de manera productiva. Esto significa que los algoritmos genéticos tienden a ser buenos para optimizar las invenciones existentes, que no requieren una gran innovación y generalmente no conducen a invenciones de gran valor comercial. Entonces, ¿qué mayores innovaciones pueden aportarnos las computadoras?
Cuando un inventor inventa algo nuevo, a menudo se da cuenta de algo que mucha gente ignora. Si las computadoras pueden atraer la atención de la gente hacia aspectos de un problema que fácilmente se pasan por alto, entonces podemos usarlas para producir un invento muy innovador. Recientemente, una empresa aceleradora de innovación con sede en Estados Unidos desarrolló un software que puede usarse para ayudar a los inventores a prestar atención a cosas que fácilmente se pasan por alto. Entonces, ¿cómo hace esto su software?
Su software le permite describir un problema en lenguaje humano, luego lo divide en una gran cantidad de frases relacionadas y las utiliza para buscar en bases de datos de patentes para encontrar qué invenciones han resuelto problemas similares. Además, el software busca problemas similares en otras áreas. En otras palabras, el software te ayuda a pensar lateralmente.
En un ejemplo, los evaluadores pidieron al software que encontrara una manera de reducir el riesgo de conmociones cerebrales en los jugadores de fútbol durante los partidos. El software desglosa la descripción del problema y busca soluciones utilizando las siguientes palabras clave: reducir energía, absorber energía, intercambiar fuerza, reducir el impulso, fuerza de reacción, cambiar de dirección, repeler energía. Finalmente, basándose en los resultados de la búsqueda de "energía repulsiva", la empresa finalmente inventó un casco que contiene potentes imanes que pueden repelerse entre sí y reducir eficazmente las colisiones graves de los cascos. Lamentablemente, este invento fue patentado por otra persona hace unas semanas. Pero este ejemplo muestra que el software acelerador de la innovación realmente puede ayudar mucho.
En otro ejemplo, el software replicó con éxito innovaciones recientes de los fabricantes de snowboard. El problema es encontrar una manera de reducir la vibración de la tabla de snowboard al esquiar, para que los esquiadores puedan deslizarse más rápido y con mayor seguridad. Los fabricantes tropezaron con la respuesta a esta pregunta y el software de Innovation Accelerator puede encontrarla rápidamente. Los fabricantes de violines han encontrado formas de reducir las vibraciones adicionales en sus instrumentos para producir música pura, y el software sugiere que este método podría aplicarse al snowboard.
Tony McCaffrey, director de tecnología de Innovation Accelerator, cree que el 90% de los problemas se han resuelto en otros campos, y lo único que hay que hacer es encontrarlos. Ahora planea utilizar la supercomputadora Watson de IBM para analizar millones de documentos y ayudar al software a obtener una comprensión más profunda de las patentes y los documentos técnicos.
Iprova, otra empresa de tecnología suiza, también ha inventado una tecnología de "invención acelerada por computadora" para ayudar a los inventores a pensar lateralmente, y las fuentes de ideas van mucho más allá de los documentos de patente. La compañía no quiere revelar cómo funciona su software, pero una patente de 2013 muestra que su software brindará a los clientes "oportunidades de innovación sugeridas" extraídas no solo de bases de datos de patentes y revistas técnicas, sino también de blogs, sitios de noticias en línea y red social.
Lo que es particularmente interesante es que el software de Iprova también puede cambiar las sugerencias a medida que cambian los temas candentes en Internet. Esto conducirá a recomendaciones más productivas. El software de Iprova puede producir cientos de inventos de alta calidad cada mes, y luego la empresa se comunicará con los clientes, quienes pueden seleccionar algunos para solicitar patentes. Los clientes de Iprova proceden principalmente de los sectores de la salud, la automatización y las telecomunicaciones, y la multinacional de tecnología Philips es uno de ellos. Se puede observar que el negocio de Iprova está en auge.
Las invenciones informáticas tienen problemas con las patentes
Pero si las computadoras hacen la mayor parte del trabajo, este tipo de cosas podrían socavar el propio sistema de patentes. El actual sistema de patentes exige que sólo se pueda conceder una patente si una invención no es evidente para una "persona con conocimientos habituales". Pero si el inventor sólo lo inventó utilizando una computadora, entonces la invención puede considerarse como un resultado obvio de la computadora y no necesariamente puede ser elegible para una solicitud de patente.
Ahora, esta preocupación se ha agudizado en el desarrollo de fármacos. Si las herramientas y el software para el descubrimiento de fármacos se han vuelto tan poderosos que los investigadores sólo necesitan monitorear las actividades del software, haciendo que todo el proceso de desarrollo de fármacos sea algo obvio, ¿podemos seguir solicitando patentes en este momento? Por lo tanto, la tecnología de invención asistida por computadora puede hacer que muchas invenciones pierdan la protección de las patentes, lo que disminuirá en gran medida el entusiasmo de los inventores.
Pero en cualquier caso, la asistencia informática jugará un papel cada vez más importante en el proceso de futuras invenciones. Las computadoras acelerarán el progreso tecnológico, nivelarán el campo de juego y permitirán que muchas personas se conviertan en inventores. Aunque a menudo se dice que las oportunidades siempre llegan a quienes están preparados, ahora, con la ayuda de las computadoras, podemos aumentar en gran medida la probabilidad de que ocurra algo fortuito. En otras palabras, las computadoras pueden ayudarnos a tener más buena suerte.