نوشته دکتر محمدرضا عاطفی
مشاور استراتژی ، نوآوری و آینده پژوه
عضو هیات علمی دانشگاه و رئیس هیات مدیره گروه ناب
اختراع چیست
مقدمه
در اجرای پروژه‌های مشاوره‌ای اغلب با یک چالش جدی مواجه می‌شوم. بسیاری از مدیران و کارشناسان تفاوت اختراع، ابتکار و نوآوری را نمی‌دانند. در چند مقاله سعی خواهم کرد تا به تببین این موارد موارد و تفاوت آنها بپردازم.
از آغاز زمان، انسان‌ها در همه جا اختراع کرده اند. در واقع، بیشتر چیزهایی که اکنون در اطراف شما وجود دارد توسط شخصی در گذشته اختراع شده است. با این حال، آنقدر به این چیزها عادت کرده‌ایم که اغلب آنها را اختراع نمی‌دانیم. در مورد الفبای مورد استفاده ما در حال حاضر برای برقراری ارتباط فکر کنید. مرکب و کاغذی که این کلمات روی آن نوشته شده است. لباسی که می‌پوشید، صندلی که روی آن نشسته اید. همه اینها اختراع هستند و پشت هر کدام یک شخص، و یک ذهن انسانی وجود دارد.
اختراع چیست؟
به طور کلی، اختراع محصول یا فرآیند جدیدی است که یک مسئله را حل می‌کند. این با اکتشاف، متفاوت است، چیزی که قبلاً وجود داشته اما پیدا نشده است. برای مثال تلسکوپ و کوه‌های ماه را در نظر بگیرید. تلسکوپ اختراعی است که در سال 1608 زمانی که‌هانس لیپرهی، سازنده عینک هلندی، عینک‌های محدب و مقعر را در دو انتهای یک لوله ترکیب کرد، ایجاد شد. تنها با اختراع تلسکوپ بود که انسان‌ها (به طور دقیق گالیله) توانستند به اندازه کافی به آسمان نگاه کنند تا کوه‌های ماه را ببینند. گالیله این کوه‌ها را اختراع نکرد، او آنها را با کمک یک اختراع کشف کرد. همانطور که اختراعات می‌توانند منجر به اکتشاف شوند، اکتشافات نیز می‌توانند گاهی منجر به اختراع شوند. به عنوان مثال، کشف اثرات الکتریکی رعد و برق توسط بنجامین فرانکلین باعث شد که او در حدود سال 1752 میله صاعقه را اختراع کند. این اختراع هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد و ساختمان‌ها را در هنگام رعد و برق به مکان‌های بسیار ایمن تر تبدیل کرده است.
اختراع یک وسیله، روش، ترکیب یا فرآیند منحصر به فرد یا جدید است. فرآیند اختراع در یک فرآیند کلی مهندسی و توسعه محصول است. ممکن است یک بهبود در یک ماشین یا محصول یا یک فرآیند جدید برای ایجاد یک شی یا یک نتیجه باشد. اختراعی که به یک عملکرد یا نتیجه کاملاً منحصر به فرد دست می‌یابد ممکن است یک پیشرفت اساسی باشد. چنین آثاری بدیع هستند و برای افراد متخصص در همان زمینه آشکار نیستند. یک مخترع ممکن است گام بزرگی به سوی موفقیت یا شکست بر دارد. برخی از اختراعات را می‌توان ثبت اختراع کرد. سیستم ثبت اختراع برای تشویق مخترعان با اعطای انحصار محدود بر اختراعاتی که به اندازه کافی جدید، غیر آشکار و مفید هستند، ایجاد شد. یک حق اختراع از نظر قانونی از حقوق مالکیت معنوی مخترع محافظت می‌کند و از نظر قانونی تشخیص می‌دهد که اختراع ادعا شده در واقع یک اختراع است. قوانین و الزامات ثبت اختراع در کشورها متفاوت است و فرآیند دریافت حق اختراع اغلب پرهزینه است.
تعاریف
اختراع، کشف یا خلق ایده‌های جدید است. اختراع شامل مفهوم، طراحی، ایجاد مدل یا بهبود یک قطعه، محصول یا سیستم خاص تعریف می‌شود. حتی اگر یک اختراع امکان درخواست ثبت اختراع را بدهد، در بیشتر موارد منجر به نوآوری نمی شود. فرآیند تبدیل یک ایده یا اختراع به کالا یا خدماتی که ارزش ایجاد می‌کند یا مشتریان برای آن هزینه می‌پردازند، نوآوری است. برای اینکه یک ایده نوآوری نامیده شود، باید اقتصادی باشد و نیاز خاصی را برآورده کند. نوآوری شامل کاربرد اطلاعات، تخیل و ابتکار در به دست آوردن ارزش‌های بیشتر یا متفاوت از منابع است و شامل تمام فرآیندهایی است که در آن ایده‌های جدید تولید و به محصولات مفید تبدیل می‌شوند. در تجارت، نوآوری اغلب زمانی حاصل می‌شود که ایده‌ها توسط شرکت به منظور برآوردن بیشتر نیازها و انتظارات مشتریان به کار گرفته شود. در یک زمینه اجتماعی، نوآوری به ایجاد روش‌های جدید برای ایجاد اتحاد، سرمایه گذاری مشترک، ساعات کاری انعطاف پذیر و ایجاد قدرت خرید خریداران کمک می‌کند.
اختراع یعنی طراحی و خلق چیزی که قبلاً ساخته نشده است. ایجاد اشیاء، ایده‌ها یا سایر مواردی که قبلاً تصور نشده بود. اختراع معرفی یک ایده، فرآیند یا مدل جدید در یک موضوع خاص است. پس فرآیندی جدید و مفید است که قبلا وجود نداشته و به عنوان محصول خلاقیت، شهود و نبوغ منحصر به فرد شناخته می‌شود. در واقع یک ایده جدید که نشان دهنده راه حل یک مشکل خاص است. از یک زاویه دیگر اختراع فرآیندی خلاق است که با هدف حل تضادها برای دستیابی به اهداف مهم و کمبود بودجه اجرا می‌شود. نتیجه اختراع به عنوان روشی برای رفع تناقضات ذکر شده است. اختراع تبدیل ایده‌های جدید به محصول، خدمات یا فرآیند جدید است. برای اینکه یک ایده جدید به عنوان یک اختراع در نظر گرفته شود، باید قابل اجرا بودن آن را اثبات کند.
اختراع خلق فیزیکی یک مفهوم یا ایده جدید است. همچنین، اختراع به عنوان ایجاد یک ایده برای انجام یا ساخت چیزی بدون در نظر گرفتن اینکه کار می‌کند یا از نظر تجاری ارزشمند است، تعریف می‌شود. اختراع بدون خلاقیت نمی‌تواند اتفاق بیفتد، اما فقط خلاقیت برای توسعه درست یک ایده کافی نیست.
اختراع جهشی در توانایی‌های فکری و عملی و چیزی فراتر از نوآوری است. برخی از اختراعات چندین ایده را در یک چیز جدید ترکیب می‌کنند. اختراع قطعاً به خلاقیت نیاز دارد، اما فراتر از ارائه ایده‌های جدید، ترکیبی از افکار یا تغییرات در یک موضوع خاص است. توسعه چیزی که کاربران و مشتریان آن را به عنوان یک اختراع می‌دانند، می‌تواند برای برخی از کارآفرینان مهم باشد، زیرا زمانی که یک محصول یا خدمت جدید منحصربه‌فرد تلقی شود، می‌تواند بازارهای جدیدی ایجاد کند. اختراع واقعی اغلب در بازار باید به رسمیت شناخته شود، و اگر شرکت بتواند یک روایت شرکتی آینده‌گرا حول اختراع بسازد، می‌تواند به ایجاد شهرت ارزشمند و ایجاد یک جایگاه منحصربه فرد در بازار کمک کند.
علاوه بر ایجاد یک جایگاه جدید در بازار، یک اختراع واقعی می‌تواند تأثیر اجتماعی و فرهنگی داشته باشد. در سطح اجتماعی، یک اختراع جدید می‌تواند بر روش‌های کار مؤسسات تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، اختراع رایانه رومیزی، حسابداری و پردازش متن را در دسترس تقریباً هر کارمند اداری قرار داد. اثرات این تغییرات به سیستم‌های مدرسه که نیروی کار شرکت را آموزش می‌دهند، سرایت کرد. اندکی پس از گسترش کامپیوترهای پی سی، از کارکنان انتظار می‌رفت که گزارش‌ها را تهیه کنند، پیش بینی‌های مالی را انجام دهند و ارائه‌های جذابی داشته باشند. تخصص‌ها یا جنبه‌هایی از مشاغل تخصصی – مانند تایپیست، دفتردار، متصدی کپی – تقریباً برای همه افرادی که به سمت کار شرکتی می‌رفتند، ضروری شد. دانشگاه‌ها و در نهایت دبیرستان‌ها آموزش نرم‌افزار را برای دانش‌آموزان تقریباً در تمام سطوح مهارت ضروری می‌دانستند.
یک اختراع ایجاد چیزی کاملاً جدید با ایده‌ها و توسعه خود است. اگرچه یک اختراع برای جهان کاملاً جدید است، اما مواد فیزیکی مورد نیاز برای تولید آن از قبل وجود دارد که از ایده‌ها و تجربیات فرد ابداع شده است. بنابراین اختراعات منحصر به فرد می‌شوند. ایجاد چیزی توام با مفاهیم + × – ÷ چیزهای دیگر است. ترکیب مواد موجود هیچ محدودیتی ندارد.
انواع اختراع
اختراعات براساس کاربرد بر سه نوع هستند: علمی- فناوری (شامل پزشکی)، اجتماعی – سیاسی (شامل اقتصاد و حقوق)، و انسان گرایانه یا فرهنگی.
اختراعات علمی– فناوری شامل راه آهن، هوانوردی، واکسیناسیون، هیبریداسیون، آنتی بیوتیک‌ها، فضانوردی، هولوگرافی، بمب اتمی، محاسبات، اینترنت و گوشی‌های هوشمند است.
اختراعات اجتماعی سیاسی شامل قوانین، نهادها و رویه‌های جدیدی است که شیوه‌های رفتار اجتماعی را تغییر می‌دهد و اشکال جدیدی از تعامل و سازماندهی انسانی را ایجاد می‌کند. به عنوان مثال می‌توان به پارلمان بریتانیا، قانون اساسی ایالات متحده، اتحادیه عمومی تجارت منچستر (بریتانیا)، پیشاهنگان، صلیب سرخ، بازی‌های المپیک، سازمان ملل، اتحادیه اروپا، و اعلامیه جهانی حقوق بشر اشاره کرد. به عنوان جنبش‌هایی مانند سوسیالیسم، صهیونیسم، حق رای، فمینیسم و وگانیسم حقوق حیوانات.
اختراعات انسان گرایانه فرهنگ را به طور کامل در بر می‌گیرد و به همان اندازه در علوم دگرگون کننده و مهم هستند، اگرچه مردم تمایل دارند آنها را بدیهی تلقی کنند. به عنوان مثال، در حوزه زبان‌شناسی، الفبای بسیاری مانند همه نوشناسی‌ها اختراع شده‌اند (شکسپیر حدود 1700 کلمه را اختراع کرد).
برخی از موفق‌ترین اختراعات حاوی ترکیبی از آگاهی و خلاقیت هستند که دستیابی به آنها دشوار است. به عنوان مثال، “ویدیوفون” مفهومی بود که از اواخر دهه 1800 مورد بررسی قرار گرفت. AT&T در دهه 1920 کار گسترده‌ای را روی تلفن‌های تصویری آغاز کرد. با این حال، این اختراع به دلیل عدم آشنایی با ایده دیدن شخصی روی صفحه نمایش و برقراری ارتباط دوجانبه مقبول نیفتاد. عوامل دیگر شامل هنجارهای اجتماعی، اندازه دستگاه و هزینه نیز در عدم مقبولیت آن موثر بود. اوایل دهه 2000 بود که این اختراع در بازار جا افتاد. 24
مفهوم جعبه سیاه در اختراع نیز نقش مهمی دارد. منظور از جعبه سیاه این است که فعالیت‌ها به شیوه‌ای تا حدودی مرموز و مبهم انجام می‌شوند، و یا مجموعه‌ای از اقدامات که به شیوه‌ای شگفت‌آور به هم متصل می‌شوند. به عنوان مثال، فبریز یک ترکیب شیمیایی است که مولکول‌ها را برای از بین بردن بوها متصل می‌کند. از منظر جعبه سیاه، مهندسان شیمی قصد نداشتند این محصول را بسازند، اما زمانی که آنها روی تولید محصول دیگری کار می‌کردند، شخصی متوجه شد که محصولی که روی آن کار می‌کردند بوها را از بین می‌برد، بنابراین ناخواسته این محصول جدید موفق ایجاد کرد.
ساخت مدل‌هایی از واقعیت
از زمان اولین ابزار سنگی ماقبل تاریخ، انسان‌ها در دنیایی زندگی می‌کردند که با اختراع عجین شده بودند. در واقع، مغز یک مخترع طبیعی به نظر می‌رسد. به عنوان بخشی از عمل ادراک، انسان‌ها اطلاعات حسی دریافتی را جمع آوری، سازماندهی و تنظیم می‌کنند تا مدلی پویا و دائماً به روز شده از جهان خارج بسازند. ارزش چنین مدلی در این واقعیت نهفته است که به عنوان الگویی برای تطبیق تجربیات جدید عمل می‌کند، به طوری که به سرعت هر رویداد غیرعادی را که ممکن است تهدید کننده زندگی باشد، شناسایی می‌کند. چنین مدلی پیش بینی خطر را نیز ممکن می‌سازد. عمل پیش بینی شامل ساخت فرضیاتی است که منجر به شکلی از مدل‌هایی می‌شود که ممکن است جهان در نقطه ای از آینده داشته باشد.
یکی از اولین و واقعی‌ترین نمونه‌های الگوسازی در عمل، اختراع نوشتن در بین النهرین بود. در اوایل 8000 سال قبل از میلاد، مدل‌های هندسی ریز سفالی که برای نشان دادن گوسفند و غلات استفاده می‌شد، در پاکت‌های سفالی نگهداری می‌شدند تا به عنوان فهرست موجودی یا برای نشان دادن کالاها در زمان مبادله مورد استفاده قرار گیرند. در حدود 3100 سال قبل از میلاد این آثار به طرح‌های انتزاعی تبدیل شده بودند که با ساقه نی بریده شده روی لوح مشخص شده بودند. این پیکتوگرام‌ها خط میخی را ساختند که از اولین نوشته‌ها بودند و دنیا را تغییر دادند.
اختراعات تقریباً همیشه باعث تغییر می‌شوند. سلاح‌های سنگی در دوران پارینه سنگی شکار را امکان پذیر کرد و در نتیجه باعث پیدایش ساختارهای فرماندهی از بالا به پایین شد. این چاپخانه، معرفی شده توسط یوهانس گوتنبرگ در قرن پانزدهم، یک بار برای همیشه اقتدار سنتی بزرگان را محدود کرد. ماشین تحریر، وارد بازار شده توسطکریستوفر لاتام شولز در دهه 1870 در رهایی زنان از کارهای خانه و تغییر وضعیت اجتماعی آنها برای همیشه (و همچنین افزایش نرخ طلاق) نقش اساسی داشت.
اختراعات چگونه اختراع می‌شوند؟
نیاز مادر اختراع است. – ضرب المثل معروف
مخترعان برای اختراع ابتدا یک نیاز یا مشکل را شناسایی می‌کنند. آنها سپس به یک راه خلاقانه برای حل مسئله فکر می‌کنند و سخت تلاش می‌کنند تا آن راه حل را ممکن کنند.
در اینجا چند نمونه از چیزهایی که مخترعان برای اختراع از آنها الهام می‌گیرند، مطرح شده است.
۱) نیاز به چیزی که در بازار موجود نیست
مشخصات اختراع: ماشین حساب
بلیز پاسکال فیلسوف، ریاضیدان و فیزیکدان مشهور فرانسوی بود، اما او همچنین یک مخترع جوان بود. پدرش یک مامور مالیات بود که ساعت‌های زیادی را صرف محاسبه دستی میزان مالیاتی که باید جمع کند، می‌کرد. در سال 1642، در سن 19 سالگی، پاسکال یک ماشین حساب مکانیکی اختراع کرد که پدرش می‌توانست از آن برای محاسبه سریع‌تر و دقیق‌تر مالیات‌ها استفاده کند. ماشین پاسکال پاسکالین نام داشت.
۲) تمایل کمک به کسی
مشخصات اختراع: دستگاه استاپ موشن برای بافندگی نساجی
در سال 1850، در سن 12 سالگی، مارگارت نایت شاهد یک تصادف جدی در یک کارخانه نساجی بود. او که نگران ایمنی کارگران کارخانه بود، یک دستگاه استاپ موشن اختراع کرد تا در صورت بروز نقص، به سرعت دستگاه‌های بافندگی نساجی را متوقف کند. اختراع او در بسیاری از کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفت، جایی که ایمنی همه کارگران را افزایش داد.
۳) ترکیب دو یا چند محصول برای تولید محصول جدید و بهتر
موارد زیر با ترکیب چند مورد خلق شده اند. چرخ، کتاب، دوربین، موتور، ساعت، کفش، کامپیوتر، رادیو، تلفن، دوچرخه
۴) استفاده از درک بهتر از طبیعت
مشخصات اختراع: زیپ
یک روز در سال 1941، مهندس سوئیسی جورج دو ماسترال سگ خود را برای پیاده روی در کوه‌های سوئیس برد. زمانی که آنها به خانه بازگشتند، لباس‌های او و سگش با دانه‌های کاکلبور پوشیده شده بود. جورج کنجکاو در مورد اینکه چه چیزی باعث چسبیدن این دانه‌ها به پارچه شده بود، تصمیم گرفت آنها را زیر میکروسکوپ بررسی کند. او متوجه شد که دانه‌ها دارای قلاب‌های ریزی هستند که به حلقه‌های پارچه چسبیده بودند. جورج تصمیم گرفت از همان اصل قلاب‌ها و حلقه‌های کوچک استفاده کند تا یک زیپ جدید و بهتر از بست‌های موجود در آن زمان ایجاد کند. او پس از آزمایش‌های فراوان دو نوار نایلونی (یکی با حلقه‌های کوچک و دیگری با قلاب‌های کوچک) ساخت که هنگام فشار دادن به هم می‌چسبیدند. بست برند VELCRO® در سال 1951 ثبت اختراع شد و اکنون در بسیاری از محصولات از جمله کفش، کت و کیف استفاده می‌شود.
۵) تلفیق دانش سنتی با مفاهیم علمی مدرن
مشخصات اختراع – سیستم خنک کننده قابلمه در گلدان
شمال نیجریه یک منطقه روستایی گرم و نیمه بیابانی است که بسیاری از مردم در آن برق ندارند. اکثر مردم محصولات خود را کشت می‌کنند و می‌فروشند و تازه نگه داشتن میوه‌ها و سبزیجات در این نوع آب و هوا یک چالش واقعی است. بدون یخچال، بیشتر مواد غذایی تازه ظرف چند روز پوسیده می‌شوند. دور ریختن محصولات فاسد به معنای از دست دادن درآمد برای خانواده‌های فقیر است. و از طرفی خوردن محصولات پوسیده باعث مشکلات جدی سلامتی می‌شود. معلم محلی محمد باه آبا نگران این مشکل بود و تصمیم گرفت راه حلی برای آن بیابد. محمد به عنوان پسری که در خانواده ای از سازندگان گلدان سفالی متولد شد، می‌دانست که این گلدان‌های سفالی سنتی آب را در خود نگه می‌دارند. در سال 1995 او این دانش سنتی را با درک خود از زیست شناسی، شیمی و زمین شناسی ترکیب کرد تا یک سیستم خنک کننده قابلمه در گلدان را طراحی کند که به عنوان “یخچال بیابانی” عمل می‌کند. سیستم خنک کننده محمد از یک گلدان کوچک تشکیل شده است که در داخل یک گلدان بزرگتر با ماسه مرطوب فضای بین دو گلدان سفالی را پر می‌کند.
میوه‌ها و سبزیجات را در گلدان کوچکتر نگهداری می‌کنند، با پارچه ای مرطوب پوشانده و در مکانی خشک و دارای تهویه می‌گذارند. وقتی آب شن تبخیر می‌شود، باعث می‌شود دمای گلدان‌ها چندین درجه پایین بیاید، بنابراین غذای گلدان کوچکتر همیشه خنک است. با سیستم قابلمه در قابلمه، غذا برای مدت طولانی تری تازه می‌ماند. به عنوان مثال، بادمجان می‌تواند به جای سه روز معمول، 27 روز تازه بماند.
۶) بهبود اختراعات گذشته
لازم نیست هر اختراعی راه حل کاملا جدیدی ارائه دهد. برخی از اختراعات بسیار خوب بهبودهایی در راه حل‌های قبلی هستند.
در تاریخچه کوتاه کامپیوتر خانگی، ما شاهد پیشرفت‌های زیادی در نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات خارجی بوده‌ایم. حافظه‌های کوچک اکنون می‌توانند اطلاعات بیشتری نسبت به فلاپی‌های قدیمی، بزرگتر و شکننده تر ذخیره کنند. آیا می‌توانید پیشرفت بعدی را برای ذخیره سازی اطلاعات خارجی تصور کنید؟