Invención de artefactos
Las herramientas más elaboradas incorporan información en su
funcionamiento, como las pinzas placables que permiten cortar la vaina a la
profundidad apropiada para arrancarla con facilidad sin dañar el alma metálica.
El término «instrumento», en cambio, está más directamente asociado a las
tareas de precisión, como en instrumental quirúrgico, y de recolección de
información, como en instrumentación electrónica y en instrumentos de medición,
de navegación náutica y de navegación aérea.
Las máquinas herramientas son combinaciones complejas de
varias herramientas gobernadas (actualmente, muchas mediante computadoras) por
información obtenida desde instrumentos, también incorporados en ellas.
Aunque con grandes variantes de detalle según el objeto, su
principio de funcionamiento y los materiales usados en su construcción, las
siguientes son las etapas comunes en la invención de un artefacto novedoso:
Identificación del problema práctico a resolver: Durante
esta, deben quedar bien acotados tanto las características intrínsecas del
problema, como los factores externos que lo determinan o condicionan. El
resultado debe expresarse como una función cuya expresión mínima es la
transición, llevada a cabo por el artefacto, de un estado inicial a un estado
final. Por ejemplo, en la tecnología de desalinización del agua, el estado
inicial es agua salada, en su estado natural, el final es esa misma agua pero
ya potabilizada, y el artefacto es un desalinizador. Una de las características
críticas es la concentración de sal del agua, muy diferente, por ejemplo, en el
agua oceánica de mares abiertos que en mares interiores como el mar Muerto. Los
factores externos son, por ejemplo, las temperaturas máxima y mínima del agua
en las diferentes estaciones y las fuentes de energía disponibles para la
operación del desalinizador.
Especificación de los requisitos que debe cumplir el
artefacto: Materiales admisibles; cantidad y calidad de mano de obra necesaria
y su disponibilidad; costos máximos de fabricación, operación y mantenimiento;
duración mínima requerida del artefacto (tiempo útil), etc.
Principio de funcionamiento: Frecuentemente hay varias
maneras diferentes de resolver un mismo problema, más o menos apropiados al
entorno natural o social. En el caso de la desalinización, el procedimiento de
congelación es especialmente apto para las regiones árticas, mientras que el de
ósmosis inversa lo es para ciudades de regiones tropicales con amplia
disponibilidad de energía eléctrica. La invención de un nuevo principio de
funcionamiento es una de las características cruciales de la innovación
tecnológica. La elección del principio de funcionamiento, sea ya conocido o
específicamente inventado, es el requisito indispensable para la siguiente
etapa, el diseño, que precede a la construcción.
Diseño del artefacto: Mientras que en la fabricación
artesanal lo usual es omitir esta etapa y pasar directamente a la etapa
siguiente de construcción de un prototipo (método de ensayo y error), pero el
diseño es una fase obligatoria en todos los procesos de fabricación industrial.
El diseño se efectúa típicamente usando saberes formalizados como los de alguna
rama de la ingeniería, efectuando cálculos matemáticos, trazando planos de
diversos tipos, utilizando diagramación, eligiendo materiales de propiedades
apropiadas o haciendo ensayos cuando se las desconoce, compatibilizando la
forma de los materiales con la función a cumplir, descomponiendo el artefacto
en partes que faciliten tanto el cumplimiento de la función como la fabricación
y ensamblado, etc.
Simulación o construcción de un prototipo: Si el costo de
fabricación de un prototipo no es excesivamente alto (donde el tope sea
probablemente el caso de un nuevo modelo de automóvil), su fabricación permite
detectar y resolver problemas no previstos en la etapa de diseño. Cuando el
costo es prohibitivo, caso ejemplo, el desarrollo de un nuevo tipo de avión, se
usan complejos programas de simulación y modelado numérico por computadora o
modelización matemática, donde un caso simple es la determinación de las
características aerodinámicas usando un modelo a escala en un túnel de viento.
Según el divulgador científico Asimov:
Inventar exigía trabajar duro y pensar firme. Edison sacaba
inventos por encargo y enseñó a la gente que no eran cuestión de fortuna ni de
conciliábulo de cerebros. Porque –aunque es cierto que hoy disfrutamos del
fonógrafo, del cine, de la luz eléctrica, del teléfono y de mil cosas más que
él hizo posibles o a las que dio un valor práctico– hay que admitir que, de no
haberlas inventado él, otro lo hubiera hecho tarde o temprano: eran cosas que
«flotaban en el aire». Quizás no sean los inventos en sí lo que hay que
destacar entre los aportes de Edison a nuestras vidas. La gente creía antes que
los inventos eran golpes de suerte. El genio, decía Edison, es un uno por
ciento de inspiración y un noventa y nueve por ciento de transpiración. No,
Edison hizo algo más que inventar, y fue dar al proceso de invención un
carácter de producción en masa.
Guilford, destacado estudioso de la psicología de la
inteligencia.identifica como las principales destrezas de un inventor las
incluidas en lo que denomina aptitudes de producción divergente. La
creatividad, facultad intelectual asociada a todas las producciones originales,
ha sido discutida por de Bono, quien la denomina pensamiento lateral.5 Aunque
más orientado a las producciones intelectuales, el más profundo estudio sobre
la resolución de problemas cognitivos es hecho por Newell y Simon, en el
celebérrimo libro Human problem solving
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