211service.com
Datautvinning 200 år av patentkontor för att avslöja uppfinningens natur
Ett sätt att tänka på uppfinning är som en process som kombinerar teknologier för att uppfylla ett mänskligt behov eller syfte. Med andra ord, uppfinningar kommer aldrig från ingenstans. De bygger alltid på tidigare framsteg för att skapa något nytt.
Så, till exempel, använder glödlampan elektricitet, en uppvärmd glödtråd, inert gas och en glaslampa; en bläckstråleskrivare förlitar sig på förmågan att placera materia med extrem precision och att pumpa bläck i mycket små droppar; och lasern är baserad på förmågan att göra högreflekterande optiska kaviteter och så vidare. Alla dessa uppfinningar står på axlarna av tidigare framsteg.
Det är därför många teknologer tänker på uppfinning som en kombinatorisk process - en vandring genom hela utrymmet av tekniska permutationer. För att hitta en ny uppfinning, kombinera helt enkelt olika gamla tekniker på ett nytt sätt.
Åtminstone är det tanken. Men hur testar man i vilken utsträckning det är sant? Idag får vi reda på det tack vare Hyejin Youns arbete vid University of Oxford i Storbritannien och några kompisar. Dessa killar har studerat uppfinningens natur och säger att det finns goda bevis för att det verkligen är en kombinatorisk process, åtminstone delvis.
Det finns arbete som förlitar sig på data som samlats in av US Patent Office, som använder ett utarbetat system av teknologikoder för att klassificera de teknologier som är ansvariga för en uppfinnings nyhet. Uppfinningar som förlitar sig på en enda teknologi har en enda kod. Men de som förlitar sig på flera tekniker får en kombination av koder.
Det öppnar för en intressant studie, menar de. Eftersom det amerikanska patentverkets register går tillbaka till 1790, borde det vara möjligt att se hur kombinationen av koder har förändrats över tiden. I synnerhet bör dessa register avslöja i vilken utsträckning uppfinning är en förfining av befintliga kombinationer av teknologier och i vilken utsträckning den är resultatet av nya kombinationer av teknologier.
Och det är precis vad de här killarna har gjort. För att göra detta behandlar vi patenterade uppfinningar som bärare av teknologi och använder oss av det utarbetade systemet med teknologikoder som används av US Patent Office för att klassificera de teknologier som är ansvariga för en uppfinnings nyhet, säger Youn och co.
För varje uppfinning räknar de antalet teknikkoder som är kopplade till den. Det gör det möjligt för dem att studera hur antalet uppfinningar och kombinationen av teknologier de förlitar sig på har förändrats med tiden.
Så, i vilken utsträckning förlitar sig uppfinningar på helt nya kombinationer av teknologikoder? Om de flesta uppfinningar var helt nya borde andelen vara hög.
Å andra sidan, om de flesta uppfinningar bara är reviderade och förbättrade versioner av befintlig teknik, skulle de bero på tidigare existerande kombinationer av teknologier.
Resultaten ger en intressant inblick i denna fråga. De antyder att cirka 40 procent av nya uppfinningar förlitar sig på tidigare existerande kombinationer av teknologier medan cirka 60 procent introducerar helt nya kombinationer av teknologier.
Det har viktiga konsekvenser. En idé är att nya uppfinningar kan komma till stånd genom en slumpmässig vandring genom utrymmet för alla möjliga förändringar av teknologier. Men det faktum att 40 procent återanvänder tidigare befintliga kombinationer tyder på att uppfinning inte är resultatet av denna typ av slumpmässig sökning.
Youn och co påpekar faktiskt att vissa delar av det kombinatoriska utrymmet är uteslutna av praktiska skäl, vilket utesluter uppfinningar som exploderande proteser eller espressotillverkande tandborstar.
Dessutom begränsar vissa teknikfenotyper – särskilda operativsystem, dimensioner på vägar och så vidare – vilka typer av teknologier som senare kan vara användbara. Och detta sätter ytterligare en viktig gräns för vilka typer av uppfinningar som sannolikt kommer att vara användbara.
Av dessa och andra skäl är antalet uppfinningar betydligt mindre än det nästan oändliga utrymmet som tillåts av kombinationer av teknologier. Det enorma gapet mellan det möjliga och det faktiska antalet kombinationer indikerar att endast en liten delmängd av kombinationer blir uppfinningar, säger de.
Det finns en intressant jämförelse här mellan hur uppfinningar och DNA-baserade organismer har utvecklats. Biologisk evolution är en annan kombinatorisk process som bara bygger på ett litet antal byggstenar - de proteinkodande generna - kombinerade på många olika sätt. Det är inte olikt hur uppfinningar förlitar sig på ett relativt litet antal teknologier kombinerade på olika sätt.
Dessutom är biologisk evolution vägberoende eftersom framgången för en anpassning beror på i vilken ordning den följer andra förändringar. Och det är en som i slutändan bestäms av urval.
Youn och co säger att det finns mer arbete att göra för att studera kopplingen mellan dessa kombinatoriska processer. Att studera patent, jämförande och systemiska register över uppfinningar kommer att öppna ett sätt att göra kvantitativa bedömningar för en motsvarighet till dessa egenskaper hos biologisk evolution i teknisk evolution, säger de.
Kanske. Men hur som helst, användningen av big data för att studera uppfinningens natur har betydande potential. Det finns säkert fler juveler att hitta i dessa kullar.
Ref: arxiv.org/abs/1406.2938 : Uppfinningen som en kombinatorisk process: Bevis från amerikanska patent