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Mineração de 200 anos de Dados do Escritório de Patentes para Revelar a Natureza da Invenção

Os complexos registros mantidos pelo Escritório de Patentes dos EUA desde 1790 estão permitindo aos pesquisadores estudar a natureza da invenção e como ela mudou nos últimos 200 anos.

The Physics arXiv Blog 16/06/2014

Uma forma de pensar sobre a invenção é como um processo que combina tecnologias para atender alguma necessidade humana ou propósito. Em outras palavras, invenções nunca surgem do nada. Sempre se baseia em avanços anteriores para criar algo novo.

Assim, por exemplo, a lâmpada incandescente usa energia elétrica, um filamento aquecido, gás inerte e um bulbo de vidro; uma impressora jato de tinta é baseada na capacidade de posicionar matéria com extrema precisão e bombear tinta em gotículas muito pequenas; e o laser é baseado na capacidade de gerar cavidades ópticas altamente refletoras e assim por diante. Todas estas invenções se apoiam em avanços anteriores.

É por isso que muitos especialistas em tecnologia pensam na invenção como um processo de combinação - um passeio por todas as permutações tecnológicas possíveis. Para encontrar uma nova invenção, basta combinar várias tecnologias antigas de uma maneira nova.

Pelo menos, essa é a ideia. Mas como testar quanto isso é verdade? Hoje descobrimos graças ao trabalho de Hyejin Youn da Universidade de Oxford, no Reino Unido e alguns colegas. Eles têm estudado a natureza da invenção e dizem que há boas evidências de que é, de fato, um processo combinatório, pelo menos em parte.

Seu trabalho baseia-se em dados recolhidos pelo Escritório de Patentes dos EUA, que usa um complexo sistema de códigos de tecnologia para classificar as tecnologias responsáveis ​​pela novidade de uma invenção. Invenções que dependem de uma única tecnologia têm um único código. Mas aquelas que dependem de várias tecnologias recebem uma combinação de códigos.

Isso possibilita um estudo interessante, dizem. Já que o Escritório de Patentes dos EUA guarda registros desde 1790, deveria ser possível ver como a combinação de códigos mudou ao longo do tempo. Em especial, esses registros devem revelar até que ponto a invenção é o aprimoramento de combinações existentes de tecnologias e até que ponto é o resultado de novas combinações de tecnologias.

E é exatamente o que eles fizeram. "Para isso tratamos as invenções patenteadas como portadoras de tecnologias e aproveitamos o complexo sistema de códigos utilizado pelo Escritório de Patentes dos EUA para classificar as tecnologias responsáveis ​​pela novidade de uma invenção", dizem Youn e col.

Para cada invenção, eles contaram o número de códigos de tecnologia associados. Isso lhes permitiu estudar como o número de invenções e a combinação de tecnologias de que dependem mudou com o tempo.

Então, até que ponto as invenções dependem de combinações completamente novas de tecnologias? Se a maioria das invenções forem inteiramente novas, o percentual deve ser elevado.

Por outro lado, se a maioria das invenções são meras revisões e versões de tecnologias existentes com o intuito de melhora-las, então elas dependeriam de combinações de tecnologias já existentes.

Os resultados dão uma visão interessante sobre esta questão. Eles sugerem que cerca de 40 por cento das novas invenções dependem de combinações de tecnologias já existentes, enquanto cerca de 60 por cento introduz combinações inteiramente novas de tecnologias.

Isso tem implicações importantes. Uma ideia é que novas invenções podem surgir a partir de um passeio aleatório no espaço de todas as permutações possíveis de tecnologias. Mas o fato de 40 por cento das combinações previamente existentes serem usadas novamente sugere que a invenção não é resultado deste tipo de pesquisa aleatória.

De fato, Youn e col. ressaltam que certas partes do espaço combinatório são excluídos por razões de praticidade, descartando assim a invenções como próteses explosivas ou escovas de dente que fazem café.

Além do mais, certos "fenótipos" da tecnologia - sistemas operacionais específicos, dimensões de estradas e assim por diante - limitam os tipos de tecnologias que podem ser úteis mais adiante. Isto coloca outra limitação importante sobre os tipos de invenções que podem ser úteis.

Por estas e outras razões, o número de invenções é muito menor do que o espaço quase infinito das combinações de tecnologias. "A grande diferença entre o possível e o real número de combinações indica que apenas um pequeno subconjunto de combinações gera invenções", dizem eles.

Há uma comparação interessante aqui entre a forma como invenções e os organismos baseados em DNA evoluíram. A evolução biológica é um outro processo combinatório que depende apenas de um pequeno número de blocos de construção - os genes que codificam proteínas - combinados de muitas maneiras diferentes. Isso não é muito diferente da maneira como as invenções dependem de um número relativamente pequeno de tecnologias combinadas de maneiras diferentes.

Além do mais, a evolução biológica é dependente do caminho já que o sucesso de uma adaptação depende da ordem de outras mudanças. Este sucesso, em última análise, é também determinado pela seleção.

Youn e col. dizem que há mais trabalho para se fazer com relação ao estudo destes processos combinatórios. "Estudar patentes, registros comparativos e sistêmicos de invenções, vai possibilitar avaliações quantitativas dos equivalentes destas características da evolução biológica na evolução tecnológica", dizem eles.

Talvez. Mas de qualquer forma, o uso do Big Data para estudar a natureza da invenção tem um potencial significativo. Há certamente mais joias a se encontrar nessas colinas.

Ref: arxiv.org/abs/1406.2938 : Invention as a Combinatorial Process: Evidence from U.S. Patents

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