- Quan sát thành tố hiện có: với 1 sản phẩm, bạn hãy quan sát thành phần tạo nên chúng và thử suy nghĩ xem liệu các thành phẩm này có thể được thay thế bằng nguyên vật liệu nào khác?. -
Trang 1CHƯƠNG I:
GIỚI THIỆU
Sáng tạo là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, đặc biệt trong nghiên cứu khoa học thì đây là một trong nhưng yếu tố cơ bản đối với một người làm nghiên cứu khoa học hay nghiên cứu viên Suy nghĩ sáng tạo là nhìn một vấn
đề, một câu hỏi, một bài toán… theo những cách khác với thông thường Tức là nhìn mọi thứ từ các góc độ và tầm nhìn khác nhau, bên cạnh đó loại bỏ những lối suy nghĩ bị hạn chế bởi thói quen, phong tục hay tiêu chuẩn cụ thể Sáng tạo cần được xây dựng thành thối quen trong cuộc sống hằng ngày, đồng thời ta cần hiểu và vận dụng thành quả sáng tạo đã có để từ đó hình thành nên thối quen suy nghĩ sáng tạo trong tư duy cuộc sống và tư duy khoa học
Hiện nay, có khá nhiều phương pháp sáng tạo khác nhau nhưng không có phương pháp nào vượt trội trong mọi tình huống, trong mọi lĩnh vực Phương pháp sáng tạo SCAMPER được giáo sư Michael Mikalko phát triển, SCAMPER là ghép các chữ cái đầu của nhóm từ sau: Substitute (thay thế), Combine (kết hợp), Adapt (thích nghi), Modify (hiệu chỉnh), Put (thêm vào), Eliminate (loại bỏ) và Reverse (đảo ngược)
Trang 21 Phép thay thế - Substitute
Thay thế thành tố hiện có của hệ thống bằng thành tố khác.
- Quan sát thành tố hiện có: với 1 sản phẩm, bạn hãy quan sát thành phần tạo nên
chúng và thử suy nghĩ xem liệu các thành phẩm này có thể được thay thế bằng nguyên vật liệu nào khác? Trong một quá trình làm việc, liệu vấn đề nhân lực thay thế sẽ là ai? Có nên thay địa điểm? Đối tượng?
- Đặt ra các câu hỏi khi thay thế:
+ Có thể thay thế hay hoán đổi bộ phận nào trong hệ thống? Can I replace or change any parts?
+ Có thể thay thế nhân sự nào? Can I repalce someone involved?
+ Qui tắc nào có thể được thay đổi? Can the rule be changed?
+ Có thể dùng nguyên liệu, vật liệu nào khác? Can I use other ingredients or materials?
+ Có thể dùng qui trình / thủ tục nào khác? Can I use other processes or procedures?
+ Có thể thay tên khác? What if I change its name?
+ Có thể dùng ý tưởng này tại địa điểm khác? Can I use this idea in a
+ Khai thác khí đá phiến ở Mỹ, Philippin
+ Thay thế các nguyên liệu lẫn nhau trong ngành ẩm thực
+ Vua Quang Trung hành quân ra Bắc tiêu diệt quân Thanh: hành quân 3
Trang 42 Phép kết hợp - Combine
Kết hợp thành tố của các hệ thống khác nhau để tạo ra hệ thống mới.
- Quan sát thành tố hiện có: bạn hãy quan sát xem có thể biến tấu thêm gì, kết hợp
thêm được gì để tạo ra 1 sản phẩm mới, đề cao khả năng hợp lực của từng tính năng
- Đặt ra các câu hỏi khi kết hợp:
+ Ý tưởng / thành phần nào có thể kết hợp được? What ideas or parts can be combined?
+ Tôi có thể kết hợp / tái kết hợp mục đích của các đối tượng? Can I combine
or recombine its parts’ purposes?
+ Tôi có thể kết hợp hoặc hòa trộn yếu tố này với các yếu tố khác? Can I combine or merge it with other objects?
+ Cái gì có thể kết hợp để gia tăng tính hữu dụng? What can be combined to maximize the number of uses?
+ Những vật liệu nào có thể kết hợp với nhau? What materials could be combined?
+ Tôi có thể kết hợp những năng lực khác nhau để cải thiện vấn đề? Can I combine diffirent talents to improve it?
+
- Ví dụ:
+ Chúng ta cho ra loại bưu thiếp có nhạc, TV với đầu máy video
+ Tạo ra máy in tích hợp: in, scan, copy, fax
+ Xe giường nằm kết hợp toilet
+ Điện thoại di động tích hợp máy ảnh, camera, máy vi tính
+ Dầu gội đầu 2 trong 1
Trang 73 Phép thích ứng - Adapt
Thích ứng hệ thống trong một bối cảnh khác.
- Quan sát thành tố hiện có: Nghĩ xem khi thay đổi, các tính năng này có phù hợp
không?
- Đặt ra các câu hỏi khi thích ứng:
+ Đối tượng ta đang xem xét giống với cái gì khác? What else is like it?+ Có cái gì tương tự với đối đối tượng ta đang xem xét nhưng trong một tình huống khác? Is there something similar to it, but in a different context?
+ Ý tưởng nào khác có thể đề xuất? What other ideas does it suggest?
+ Cái gì tôi có thể copy, mượn hay đánh cắp? What could I copy, borrow or steal?
+ Tôi có thể tương tác với ai? Whom could I emulate?
+ Ý tưởng nào tôi có thể hợp nhất? What ideas could I incorporate?
+ Quá trình nào có thể được thích ứng? What processes can be adapted?+ Ý tưởng nào ngoài lĩnh vực của tôi có thể hợp nhất? What ideas outside
my field can I incorporate?
+
- Ví dụ:
+ Giường cho trẻ em cấu tạo như 1 chiếc xe đua
+ Dùng các vật liệu nổi trên mặt nước để làm phương tiện di chuyển khi ngập nước
+ Thiết kế đường băng trên tàu để tăng tính linh hoạt cho các máy bay chiến đấu khi hoạt động trên biển
+ Xây dựng trạm đáp cho trực thăng cứu hộ trên nóc các bệnh viện
+
Trang 104 Phép điều chỉnh - Modify
Điều chỉnh qui mô thành tố của hệ thống.
- Quan sát thành tố hiện có: tăng và giảm kích cỡ, thay đổi hình dáng, thuộc tính.
- Đặt ra các câu hỏi khi điều chỉnh:
+ Yếu tố nào có thể điều chỉnh lớn hơn? What can be magnified or made large?
+ Yếu tố nào có thể cường điệu hoặc cực đoan? What can be exaggerated or overstated?
+ Yếu tố nào có thể cao hơn, to hơn hay mạnh hơn? What can be made higher, bigger or stronger?
+ Tôi có thể gia tăng tần số của hệ thống? Can I increase its frequency?+ Yếu tố nào có thể lặp lại? Tôi có thể tạo ra nhiều bản sao? What can be duplicated? Can I make multiple copies?
+ Tôi có thể bổ sung them những đặc trưng mới hoặc giá trị mới? Can I add extra features or somehow add extra value?
+ Chế tạo máy nông nghiệp dựa trên các máy khác
+ Công ty gốm sứ Minh Long liên tục đưa ra mẫu mã
+ Chế tạo xe buýt siêu dài, máy bay vận tải siêu lớn
+
Trang 125 Phép thêm vào - Put
Thêm thành tố mới vào hệ thống.
- Quan sát thành tố hiện có: Có thể áp dụng cho cách dùng khác? Mục đích khác?
Lĩnh vực khác?
- Đặt ra các câu hỏi khi thêm vào:
+ Tôi có thể lấn sân sang thị trường nào?
+ Thị trường nào có thể tiêu thụ hàng của tôi?
+
- Ví dụ:
+ Lốp xe có thể dùng làm hàng rào
+ Xe bay như trực thăng, lội nước như thuyền
+ Bàn chải đánh răng tích hợp lược chải đầu
+ Bút viết kết hợp súng đạn, máy quay phim
+
Trang 136 Phép loại bỏ - Eliminate
Loại bỏ thành tố khỏi hệ thống.
- Quan sát thành tố hiện có: loại bỏ và đơn giản hoá các thành phần, nghĩ xem
chuyện gì xảy ra nếu bạn loại đi hàng loạt các quy trình, sản phẩm, vấn đề và cơ hội(probortunity ), nghĩ xem bạn sẽ làm gì với tình huống này?
- Đặt ra các câu hỏi khi loại bỏ:
+ Tôi có thể đơn giản hóa đối tượng như thế nào? How can I simplify it?+ Bộ phận nào có thể loại bỏ mà không làm thay đổi tính năng hệ
thống? What parts can be removed without altering its function?
+ Bộ phận nào không mang tính cốt lõi hay không cần thiết? What is essential or unnecessary?
non-+ Qui tắc nào có thể hạn chế hoặc loại bỏ? Can the rules be eliminated?+ Tôi thực hiện với qui mô nhỏ hơn sẽ ra sao? What if I made it smaller?+ Tính chất nào của hệ thống tôi có thể giảm thiểu hoặc loại bỏ? What
feature can I understate or omit?
+ Tôi có thể chia tách hệ thống thành các bộ phận khác nhau? Should I split
it into different parts?
+ Tôi có thể làm cho đối tượng tinh gọn hơn? Can I compact or make it smaller?
- Ví dụ:
+ Điện thoại không dây cố định ra đời điện thoại di động
+ Bài phím, chuột không dây
+ Sạc pin không dây
+ Quạt không cánh
+ Bluetooth
+ Tàu vũ trụ: loại bỏ các tầng khi phóng
+ Xe moto thể thao: loại bỏ phụ tùng không cần thiết
Trang 157 Phép đảo ngược - Reverse
Đảo ngược trật tự các thành tố của hệ thống.
- Quan sát thành tố hiện có: Bạn có thể lật ngựợc vấn đề? Cách suy nghĩ này giúp
bạn nhìn rõ mọi góc cạnh của vấn đề cũng như cơ hội thấy điểm mới cho vấn đề
- Đặt ra các câu hỏi khi đảo ngược:
+ Có phương án cấu trúc khác tốt hơn phương án hiện hành? What other arrangement might be better?
+ Có thể hoán đổi bộ phận này với bộ phận khác trong hệ thống? Can I interchange components?
+ Có thể bố trí theo lớp hay theo chuỗi? Are there other patterns, layouts or sequences I can use?
+ Có thể hoán đổi giữa tác nhân và hệ quả? Can I transpose cause and effect?+ Có thể thay đổi nhịp điệu hay lịch trình của kế hoạch? Can I change pace
or change the schedule of delivery?
+ Có thể hoán đổi giữa yếu tố tích cực và yếu tố tiêu cực? Can I transpose positives and negatives?
+ Có thể tác động ngoại vi thay vì chính diện? Tác động bên trên thay vì bên dưới? + Tác động bên dưới thay vì bên trên? Should I turn it around? Up instead of down? Down instead of up?
+ Xem xét vấn đề/bài toán theo chiều hướng ngược lại? What if I consider it backward?
+ Thực hiện ngược lại với dự định ban đầu? What if I try doing the exact opposite of what I originally intended?
+
- Ví dụ:
+ Cho ra loại vải không phân biệt mặt phải hay trái
+ Giao hàng tận nhà
Trang 16+
Trang 17
CHƯƠNG II:
TỔNG QUAN MÔ HÌNH CSTT VỀ CÁC ĐỐI TƯỢNG TÍNH TOÁN - COKB
1 Mạng tính toán
Cho M = {x1,x2, ,xm} là một tập hợp các biến có thể lấy giá trị trong các miền xác định tương ứng D1,D2, ,Dm Đối với mỗi quan hệ R ⊆ D1xD2x xDm trên các tập hợp D1,D2, ,Dm ta nói rằng quan hệ này liên kết các biến x1,x2, ,xm, và ký hiệu là R(x1,x2, ,xm) hay vắn tắt là R(x) (ký hiệu x dùng để chỉ bộ biến < x1,x2, ,xm
>) Ta có thể thấy rằng quan hệ R(x) có thể được biểu diễn bởi một ánh xạ fR,u,v với u
∪ v = x, và ta viết: fR,u,v : u → v, hay vắn tắt là f : u → v
Đối với các quan hệ dùng cho việc tính toán, cách ký hiệu trên bao hàm ý nghĩa như là một hàm: ta có thể tính được giá trị của các biến thuộc v khi biết được giá trị của các biến thuộc u
Trong phần sau ta xét các quan hệ xác định bởi các hàm có dạng f : u → v, trong đó u ∩ v = ∅ (tập rỗng) Đặc biệt là các quan hệ đối xứng có hạng (rank)
bằng một số nguyên dương k Đó là các quan hệ mà ta có thể tính được k biến bất
kỳ từ m-k biến kia (ở đây x là bộ gồm m biến < x1,x2, ,xm >) Ngoài ra, trong
trường hợp cần nói rõ ta viết u(f) thay cho u, v(f) thay cho v Đối với các quan hệ không phải là đối xứng có hạng k, không làm mất tính tổng quát, ta có thể giả sử quan hệ xác định duy nhất một hàm f với tập biến vào là u(f) và tập biến ra là v(f);
ta gọi loại quan hệ này là quan hệ không đối xứng xác định một hàm, hay gọi vắn
tắt là quan hệ không đối xứng.
ví dụ: quan hệ f giữa 3 góc A, B, C trong tam giác ABC cho bởi hệ thức:A+B+C = 180 (đơn vị: độ)
Trang 18Mạng tính toán và các ký hiệu
Như đã nói ở trên, ta sẽ xem xét các mạng tính toán bao gồm một tập hợp các biến
M và một tập hợp các quan hệ (tính toán) F trên các biến Trong trường hợp tổng quát có thể viết:
M = {x1,x2, ,xn},
F = {f1,f2, ,fm}.Đối với mỗi f ∈ F, ta ký hiệu M(f) là tập các biến có liên hệ trong quan hệ f Dĩ nhiên M(f) là một tập con của M: M(f) ⊆ M Nếu viết f dưới dạng:
f : u(f) → v(f)thì ta có M(f) = u(f) ∪ v(f)
2 Đối tượng tính toán
Ta gọi một đối tượng tính toán (C-object) là một đối tượng O có cấu trúc bao gồm:
(1) Một danh sách các thuộc tính Attr(O) = {x1, x2, , xn} trong đó mỗi thuộc tính lấy giá trị trong một miền xác định nhất định, và giữa các thuộc tính ta có các quan hệ thể hiện qua các sự kiện, các luật suy diễn hay các công thức tính toán
(2) Các hành vi liên quan đến sự suy diễn và tính toán trên các thuộc tính của đối tượng hay trên các sự kiện như:
Xác định bao đóng của một tập hợp thuộc tính A ⊂ Attr(O), tức là đối tượng O có khả năng cho ta biết tập thuộc tính lớn nhất có thể được suy
Trang 19năng trả lời câu hỏi rằng có thể suy ra được các thuộc tính trong B từ các thuộc tính trong A không.
Thực hiện các tính toán
Thực hiện việc gợi ý bổ sung giả thiết cho bài toán
Xem xét tính xác định của đối tượng, hay của một sự kiện
Ví dụ 1: Một cấu trúc tam giác với cấu trúc gồm các yếu tố như : 3 cạnh a, b, c; 3 góc tương ứng với 3 cạnh : α, β, γ; 3 đường cao tương ứng : ha, hb, hc; diện tích
S của tam giác; nửa chu vi p của tam giác; bán kính đường tròn ngoại tiếp R của tam giác, v.v … cùng với các công thức liên hệ giữa chúng như định lý góc trong tam giác, định lý sin, định lý cosin, các công thức tính diện tích, … sẽ trở thành một đối tượng C-object khi ta tích hợp cấu trúc nầy với các hành vi xử lý liên quan đến việc giải bài toán tam giác cũng như các hành vi xem xét một sự kiện nào đó liên quan đến các thuộc tính hay chính bản thân đối tượng Như vậy
ta có một đối tượng tam giác Khi đối tượng tam giác nầy được yêu cầu cho một lời giải cho bài toán {a,B,C} ⇒ S nó sẽ cung cấp một lời giải gồm 3 bước sau đây:
Bước 1: Xác định A bởi công thức A = π -B-C;
Bước 2: Xác định b bởi công thức b = a.sin(B)/sin(A);
Bước 3: Xác định S bởi công thức S = a.b.sin(C)/2;
Nếu yêu cầu là giải bài toán {a,B}⇒ S thì đối tượng sẽ trả lời rằng “không giải được” và nó có thể đề nghị cung cấp thêm thông tin như A, C, b hay c
Ví dụ 2: Một cấu trúc tứ giác với cấu trúc gồm các yếu tố như : 4 cạnh a, b, c, d; 2 đường chéo; 4 góc, v.v … cùng với các công thức liên hệ giữa chúng và các sự kiện
về các quan hệ sẽ trở thành một đối tượng C-object khi ta tích hợp cấu trúc nầy với các hành vi xử lý liên quan đến việc giải bài toán tứ giác cũng như các hành vi xem xét một sự kiện nào đó liên quan đến các thuộc tính hay chính bản thân đối tượng Như vậy ta có một đối tượng tứ giác
Trang 20trong đó: Attrs là tập hợp các thuộc tính của đối tượng, F là tập hợp các quan hệ suy diễn tính toán, Facts là tập hợp các tính chất hay các sự kiện vốn có của đối tượng,
và Rules là tập hợp các luật suy diễn trên các sự kiện liên quan đến các thuộc tính cũng như liên quan đến bản thân đối tượng
Ví dụ 3: Đối tượng tính toán thuộc loại “tam giác” được biểu diễn theo mô hình trên gồm có:
• Attrs = { GocA, GocB, GocC, a, b, c, ha, hb, hc, ma, mb, mc, pa, pb, pc, S,
Ví dụ 4: Đối tượng (C-Object) thuộc loại “TU_GIAC” được biểu diễn theo mô hình trên gồm có:
Trang 21xem xét khái niệm C-Object trong một hệ thống các khái niệm C-Object cùng với các loại sự kiện, các loại quan hệ khác nhau và các dạng luật khác nhau liên quan đến chúng Ta sẽ xem xét một mô hình tri thức như thế và gọi nó là mô hình tri thức
về các C-Object
Mô hình tri thức các C-Object , viết tắt là mô hình KBCO (Knowledge Base of Computational Objects), là một hệ thống gồm 5 thành phần (C, H, R, Ops, Rules)
và mô hình tri thức các C-Object mở rộng ECOKB (Extended Computational
Objects Knowledge Base) gồm 6 thành phần (C,H,R,Ops,Funcs, Rules)
- Một tập hơp C các khái niệm về các C-Object
Mỗi khái niệm là một lớp C-Object có cấu trúc và được phân cấp theo sự thiết lập của cấu trúc đối tượng:
[1] Các biến thực
[2] Các đối tượng cơ bản có cấu trúc rỗng hoặc có cấu trúc gồm một số thuộc tính thuộc kiểu thực Các đối tượng loại nầy làm nền cho các đối tượng cấp cao hơn
[3] Các đối tượng tính toán cấp 1 Loại đối tượng nầy có một thuộc tính loại
<real> và có thể được thiết lập từ một danh sách nền các đối tượng cơ bản
[4] Các đối tượng tính toán cấp 2 Loại đối tượng nầy có các thuộc tính loại
<real> và các thuộc tính thuộc loại đối tượng cấp 1, và đối tượng có thể được thiết lập trên một danh sách nền các đối tượng cơ bản
Cấu trúc bên trong của mỗi lớp đối tượng gồm:
+ Kiểu đối tượng Kiểu nầy có thể là loại kiểu thiết lập trên một danh sách nền các đối tượng cơ bản
+ Danh sách các thuộc tính, mỗi thuộc tính có kiểu thực, kiểu đối tượng cơ bản hay kiểu đối tượng cấp thấp hơn
+ Quan hệ trên cấu trúc thiết lập Quan hệ nầy thể hiện các sự kiện về sự liên hệ giữa đối tượng và các đối tượng nền (tức là các đối tượng thuộc danh sách đối tượng nền)