Data Mining 200 års patentkontorer for at afsløre opfindelsens natur

En måde at tænke på opfindelse er som en proces, der kombinerer teknologier for at opfylde et menneskeligt behov eller formål. Med andre ord kommer opfindelser aldrig ud af ingenting. De bygger altid på tidligere fremskridt for at skabe noget nyt.

Så for eksempel bruger glødepæren elektricitet, en opvarmet glødetråd, inert gas og en glaspære; en inkjetprinter er afhængig af evnen til at placere stof med ekstrem præcision og til at pumpe blæk i meget små dråber; og laseren er baseret på evnen til at lave højreflekterende optiske hulrum og så videre. Alle disse opfindelser står på skuldrene af tidligere fremskridt.

Det er derfor, mange teknologer tænker på opfindelse som en kombinatorisk proces - en gåtur gennem hele rummet af teknologiske permutationer. For at finde en ny opfindelse skal du blot kombinere forskellige gamle teknologier på en ny måde.

Det er i hvert fald tanken. Men hvordan tester man, i hvor høj grad det er sandt? I dag finder vi ud af det takket være Hyejin Youns arbejde ved University of Oxford i Storbritannien og et par venner. Disse fyre har studeret opfindelsens natur og siger, at der er gode beviser for, at det faktisk er en kombinatorisk proces, i det mindste delvist.

Der er arbejde afhængig af data indsamlet af US Patent Office, som bruger et omfattende system af teknologikoder til at klassificere de teknologier, der er ansvarlige for en opfindelses nyhed. Opfindelser, der er afhængige af en enkelt teknologi, har en enkelt kode. Men dem, der er afhængige af flere teknologier, får en kombination af koder.

Det åbner mulighed for et interessant studie, siger de. Siden US Patent Office optegnelser går tilbage til 1790, burde det være muligt at se, hvordan kombinationen af ​​koder har ændret sig over tid. Disse optegnelser skal især afsløre, i hvilket omfang opfindelse er forfining af eksisterende kombinationer af teknologier, og i hvilket omfang den er resultatet af nye kombinationer af teknologier.

Og det er præcis, hvad disse fyre har gjort. For at gøre dette behandler vi patenterede opfindelser som bærere af teknologier og benytter os af det omfattende system af teknologikoder, der bruges af US Patent Office til at klassificere de teknologier, der er ansvarlige for en opfindelses nyhed, siger Youn og co.

For hver opfindelse tæller de antallet af teknologikoder, der er forbundet med den. Det giver dem mulighed for at studere, hvordan antallet af opfindelser og kombinationen af ​​teknologier, de er afhængige af, har ændret sig med tiden.

Så i hvor høj grad er opfindelser afhængige af helt nye kombinationer af teknologikoder? Hvis de fleste opfindelser var helt nye, burde procentdelen være høj.

På den anden side, hvis de fleste opfindelser blot er reviderede og forbedrede versioner af eksisterende teknologier, vil de afhænge af tidligere eksisterende kombinationer af teknologier.

Resultaterne giver et interessant indblik i dette spørgsmål. De antyder, at omkring 40 procent af nye opfindelser er afhængige af tidligere eksisterende kombinationer af teknologier, mens omkring 60 procent introducerer helt nye kombinationer af teknologier.

Det har vigtige konsekvenser. En idé er, at nye opfindelser kan komme til gennem en tilfældig gåtur gennem rummet af alle mulige permutationer af teknologier. Men det faktum, at 40 procent genbruger tidligere eksisterende kombinationer, tyder på, at opfindelsen ikke er resultatet af denne form for tilfældig søgning.

Youn og co påpeger faktisk, at visse dele af det kombinatoriske rum er udelukket af praktiske årsager, og derved udelukker opfindelser som eksploderende proteser eller espresso-tandbørster.

Hvad mere er, visse teknologifænotyper – særlige operativsystemer, dimensioner af veje og så videre – begrænser de typer teknologier, der senere kan være nyttige. Og dette sætter endnu en vigtig grænse for de typer af opfindelser, der sandsynligvis vil være nyttige.

Af disse og andre grunde er antallet af opfindelser langt mindre end det næsten uendelige rum, der tillades af kombinationer af teknologier. Det enorme gab mellem det mulige og det faktiske antal kombinationer indikerer, at kun en lille delmængde af kombinationer bliver til opfindelser, siger de.

Der er en interessant sammenligning her mellem den måde, opfindelser og DNA-baserede organismer har udviklet sig på. Biologisk evolution er en anden kombinatorisk proces, der kun er afhængig af et lille antal byggesten - de proteinkodende gener - kombineret på mange forskellige måder. Det er ikke ulig den måde, opfindelser er afhængige af et relativt lille antal teknologier kombineret på forskellige måder.

Desuden er biologisk evolution vejafhængig, da en tilpasnings succes afhænger af den rækkefølge, den følger efter andre ændringer. Og det er en, der i sidste ende bestemmes af udvælgelse.

Youn og co siger, at der er mere arbejde at gøre med at studere sammenhængen mellem disse kombinatoriske processer. At studere patenter, sammenlignende og systemiske registreringer af opfindelser, vil åbne en måde at foretage kvantitative vurderinger for en pendant til disse træk ved biologisk evolution i teknologisk evolution, siger de.

Måske. Men uanset hvad har brugen af ​​big data til at studere opfindelsens art et betydeligt potentiale. Der er helt sikkert flere juveler at finde i disse bakker.

Ref: arxiv.org/abs/1406.2938 : Opfindelse som en kombinatorisk proces: Beviser fra amerikanske patenter

skjule