211service.com
Eksploracja danych 200 lat rejestrów urzędu patentowego w celu ujawnienia natury wynalazku
Jednym ze sposobów myślenia o wynalazkach jest proces, który łączy technologie w celu zaspokojenia jakiejś ludzkiej potrzeby lub celu. Innymi słowy, wynalazki nigdy nie biorą się znikąd. Zawsze opierają się na wcześniejszych osiągnięciach, aby stworzyć coś nowego.
Na przykład żarówka wykorzystuje energię elektryczną, rozgrzany żarnik, gaz obojętny i szklaną bańkę; drukarka atramentowa opiera się na zdolności do pozycjonowania materii z niezwykłą precyzją i pompowania atramentu w bardzo małych kropelkach; a laser opiera się na zdolności do tworzenia wysoce odblaskowych wnęk optycznych i tak dalej. Wszystkie te wynalazki stoją na barkach poprzednich osiągnięć.
Dlatego wielu technologów myśli o wynalazkach jako procesie kombinatorycznym – spacerze przez całą przestrzeń permutacji technologicznych. Aby znaleźć nowy wynalazek, po prostu połącz różne stare technologie w nowy sposób.
Przynajmniej taki jest pomysł. Ale jak sprawdzić, w jakim stopniu to prawda? Dziś dowiadujemy się o tym dzięki pracy Hyejin Youn z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii i kilku kumplom. Ci faceci zbadali naturę wynalazków i twierdzą, że istnieją dobre dowody na to, że jest to rzeczywiście proces kombinatoryczny, przynajmniej częściowo.
Istnieją prace oparte na danych zebranych przez Urząd Patentowy USA, który wykorzystuje skomplikowany system kodów technologii do klasyfikacji technologii odpowiedzialnych za nowość wynalazku. Wynalazki, które opierają się na jednej technologii, mają jeden kod. Ale ci, którzy opierają się na kilku technologiach, otrzymują kombinację kodów.
Mówią, że otwiera to możliwość ciekawego badania. Ponieważ zapisy Urzędu Patentowego USA sięgają 1790 r., powinno być możliwe zobaczenie, jak kombinacja kodów zmieniała się w czasie. W szczególności zapisy te powinny ujawniać, w jakim stopniu wynalazek jest udoskonaleniem istniejących kombinacji technologii, aw jakim jest wynikiem nowych kombinacji technologii.
I to jest dokładnie to, co zrobili ci faceci. W tym celu traktujemy opatentowane wynalazki jako nośniki technologii i korzystamy z rozbudowanego systemu kodów technologii stosowanych przez Urząd Patentowy USA do klasyfikacji technologii odpowiedzialnych za nowość wynalazku, powiedzmy Youn i spółka.
Dla każdego wynalazku liczą liczbę powiązanych z nim kodów technologii. Dzięki temu mogą badać, w jaki sposób liczba wynalazków i kombinacja technologii, na których się opierają, zmieniała się z biegiem czasu.
W jakim więc stopniu wynalazki opierają się na zupełnie nowych kombinacjach kodów technologii? Gdyby większość wynalazków była zupełnie nowa, odsetek ten powinien być wysoki.
Z drugiej strony, jeśli większość wynalazków jest jedynie poprawionymi i ulepszonymi wersjami istniejących technologii, to będą one zależeć od wcześniej istniejących kombinacji technologii.
Wyniki dają interesujący wgląd w to pytanie. Sugerują, że około 40 procent nowych wynalazków opiera się na wcześniej istniejących kombinacjach technologii, a około 60 procent wprowadza zupełnie nowe kombinacje technologii.
Ma to ważne implikacje. Jednym z pomysłów jest to, że nowe wynalazki mogą powstawać poprzez przypadkowy spacer po przestrzeni wszystkich możliwych kombinacji technologii. Jednak fakt, że 40 procent ponownie wykorzystuje wcześniej istniejące kombinacje, sugeruje, że wynalazek nie jest wynikiem tego rodzaju losowych poszukiwań.
Rzeczywiście, Youn i współpracownicy wskazują, że niektóre części przestrzeni kombinatorycznej są wykluczone ze względów praktycznych, wykluczając tym samym wynalazki, takie jak eksplodujące protezy czy szczoteczki do robienia espresso.
Co więcej, niektóre fenotypy technologii – konkretne systemy operacyjne, wymiary dróg itd. – ograniczają rodzaje technologii, które mogą być później przydatne. A to nakłada kolejne ważne ograniczenie na rodzaje wynalazków, które mogą być przydatne.
Z tych i innych powodów liczba wynalazków jest znacznie mniejsza niż prawie nieskończona przestrzeń, na którą pozwalają kombinacje technologii. Ogromna luka między możliwą a rzeczywistą liczbą kombinacji wskazuje, że tylko niewielki podzbiór kombinacji staje się wynalazkami, mówią.
Jest tu interesujące porównanie sposobu, w jaki ewoluowały wynalazki i organizmy oparte na DNA. Ewolucja biologiczna to kolejny proces kombinatoryczny, który opiera się na niewielkiej liczbie elementów budulcowych – genach kodujących białka – połączonych ze sobą na wiele różnych sposobów. Nie różni się to od sposobu, w jaki wynalazki opierają się na stosunkowo niewielkiej liczbie technologii połączonych na różne sposoby.
Co więcej, ewolucja biologiczna jest zależna od ścieżki, ponieważ sukces adaptacji zależy od kolejności, w jakiej podąża za innymi zmianami. I to jest taki, który jest ostatecznie zdeterminowany przez dobór.
Youn i współpracownicy twierdzą, że jest jeszcze więcej do zrobienia w badaniu związku między tymi kombinatorycznymi procesami. Mówią, że badanie patentowych, porównawczych i systemowych rejestrów wynalazków otworzy drogę do ilościowej oceny odpowiednika tych cech ewolucji biologicznej w ewolucji technologicznej.
Być może. Ale tak czy inaczej, wykorzystanie dużych zbiorów danych do badania natury wynalazku ma znaczny potencjał. Z pewnością można znaleźć w nich więcej klejnotów na wzgórzach.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1406.2938 : Wynalazek jako proces kombinatoryczny: Dowody z patentów USA