مورچه های دانا

چطور مورچه ها راه لانه شان را پيدا ميكنند؟

دانشمندان درباره انواع مختلف مورچه ها مطالعه كرده وبه اين نتيجه رسيده اندكه هر نوع مورچه ای طريقه مخصوصي درپيدا كردن راه لانه اش دارد مثلا" بعضي از مورچه ها از طريقه نشانه گذاری در روی زمين استفاده ميكنند ، يعني وقتي لانه شان را ترك ميكنند علائم روی زمين را نشانه ميگذارند تا در موقع برگشت بتوانند از روی آن نشانه ها راه لانه خود را پيدا كنند درست شبيه علائم ساختمانها و يا خيابانها كه ما برای پيدا كردن خانه خود از آنها استفاده ميكنيم.
دسته ديگر از مورچه ها با نگاه كردن به ارتفاع خورشيد و در بالای افق راه خود را مي يابند كه بشر جز با استفاده از ابزار و وسايل مخصوص قادر به استفاده از اين طريق نيست.
بعضي ديگر از مورچه ها هم از نشانه های روی زمين و هم از خورشيد كمك ميگيرند دانشمندان اين را با تجربه هایي ثابت كرده اند. آنها ابتدا روی يك مورچه نشانه گذاری كردند و سپس آن را بحال خود گذاشتند و شروع به تعقيب آن نمودند و بعد از آنكه مورچه تكه خوراكي پيدا كرد و خواست كه به لانه اش برگردد ، آنها آن را بلند كرده و نقطه ديگری كه درست مخالف لانه اش بوده قرار دادند يعني اگر قبلا" رو به مشرق بوده حالا رو بطرف مغرب گذاشته شد در اين حالت مورچه نمي توانسته از آفتاب كمك بگيرد چون كه به نظر آن ظاهرا" آفتاب در يك جای ديگر بود. بنابراين ابتدا مورچه مدتي سرگردان شده و شروع به اينطرف و آنطرف رفتن نمود. ولي بالاخره با يافتن يك نشانه زميني بخانه خود رسيد دانشمندان با تعيين و حساب وقت اين آزمايشها به اين نتيجه رسيده اند كه بعضي اوقات يك مورچه ممكن است چندين ساعت برای پيدا كردن نشانه زميني كه راهنمای او در رسيدن به لانه اش ميباشد ، به جستجو بپردازد و در آخر مورچه هائي وجود دارند كه با بو كشيدن لانه خود را ميابند.

روزنامه ی هموطن سلام

 

حل مساله

مهندسان ، حل مسئله و فرآیندهای طراحی

 

مهندسان ، حل مسئله و فرآیندهای طراحی
مهندسان افرادی هستند که دانش ریاضیات ، علوم و اقتصاد را برای حل مسائل فنی مرتبط با تأمین نیازهای بشری بکار می گیرند . تعریف ساده از طـــراحی ، خلــق کردن بر طبق طرح اولیه برای یک هدف خاص است . طراحی معمولاً با تعریف ناشیانه مــسئله شروع می شود ، به طوری که راه حل های احتمالی زیادی بـرای آن وجـــود دارد . فـــرآیند طراحی مـــهندسی ( که می توان به عنوان نوع خاصی از حل مسئله به آن نــگریست ) شیوه ای منظم و سیستماتیک مشتمل بر تکرار و تصمیم گیری در هر مرحله است . مراحلی که فهــــرست آن در زیر آمده است ، یکی از بسیار روش های محتمل دسته بندی های فرعی در فرآیند طراحی را نشان می دهد . لازم به تأکید است که فرآیند حل بطور ذاتی سلسله وار و تکرار مکرر است .
تعیین نیاز :
فرآینــد طراحــــــی با تعیین نیــاز توسط افراد آغاز می شود . نیازها ممکن است به درخواست مشتری برای محصولات و خدمات مربوط بـــوده و انگیزه محرکه برای صنایع خصوصی به منظور کسب درآمد باشد. به طور جایگزین ممکن است نیازهـــا از نتایج حاصل از سیاست های حکومتی سرچشمه گیرد.
تعریف مسئله :
از نظر آلبرت اینشتین فرموله کردن یک مسئله به تنهایی ، اغلب بسیار مهم تر از راه حل آن است که ممکن است فقط موضوعی ریاضی یا متکی بر تجربیات باشد. بروز سئوالات جـــدید ، احتمالات تـــازه و توجه به مسائل قدیمی از زاویه نو ، نیاز به تصورات خلاق داشته و پیشرفت های چشمــــگیری را در علوم به وجود می آورد .
وقتی نیاز تعیین شد ، اولین تلاش طـراح برای درک روشــــن از درخـــواست مشتری است که شامل فهمیدن وتعریف مسئله واقعی یا ریشه ای است . این کـــار پیش از ترجـــمان نیازهای مشتری به صـــورت مفهومی ضرورت دارد و در نهایت به راه حـــــل رضایتبخش با ملاحظه محدودیت های طراحی منجر خواهد شد . در این مرحله از طراحی لازم است که طراح در کنار مشتری بــــرای حصول اطمینـــــان از درک نیازهای واقعی کاربر نهایی محصول کارکند . در عمل تعریف مسئله نیازمند تبادل آراء بین طراح ، مشتری و کاربر نهایی است .

جمع آوری اطلاعات :
این مرحله از فرآیند طراحی مشتمل بر جمع آوری و پردازش اطـــــلاعات مرتبط با پــــروژه است . معمولاً مشتری مقداری از دانش مورد استفاده در حل مســئله را دارد . در این رابطه می توان همچنین با افراد آشنا با موضوع مذاکره کرد . بندرت نیز امکان داردکه مسئله دست اول باشد.
اطلاعات بیشتر را می توان با بدست آوردن پاسخ برای سئوالاتی از این قبیل کسب نمود:
 چه مطالبی پیش از این در§ رابطه با این موضوع چاپ شده است ؟
 آیامحصول یا کالایی برای رفع مشکل بنحو§ مطلوب وجود دارد ؟
 چه مزایا یا مشکلاتی در رابطه با راه حل های فعلی وجود دارد§ ؟
 چه شرکتی راه حل جاری را ارائه می کند و هزینه آن چقدراست؟§
برخی از منابع اطلاعات که به فوریت در دسترس هستند عبـــارتند از : کتــــــابخانه ها ، مســـتندات دولتی ، سازمان های حرفه ای، مجلات ، کاتالوگ سازندگان ، افراد خبره ، و شبـــــکه جهانی ( اینترنت ) ، خیلی مهم است که اطلاعات به طور مقابله ای با هم بررسی و منابع مورد استفاده برای داده ها ، مطالب اصلی و شکل ثـــــبت و ذکر شوند . لااقل مــــــــهم ترین اطـــلاعات از لحـــاظ صحت تأیید وسایر موارد به صورت موردی بـــــــررسی گردند . منابع اطلاعات را در فم مناســبی به ترتیب موضوعی و الفبایی ثبت کنید تا در صورت مراجعه بعدی به سرعت و به راحتی قابل دسترسی باشند .
تعیین محدودیت ها و معیارها :
معمولاً حدود یا محدودیت های مربوط به شکل راه حل را به عنوان محدودیت های مسئله لحاظ می کنند . این محدودیت ها اغلب از محدود بودن منابع ناشی می شوند . محدودیت های متداول در فهرست زیر آمده اند :
 بودجه§
 زمان§
 کارکنان§
 مقررات§
 خواص مواد و§ موجود بودن آنها
 اجزاء غیر موجود در بازار برای طراحی اختصاصی§
 رقابت§
§ قابلیت ساخت
معیارهای طراحی ، خواص یا اهداف پروژه هستند که مقایسه با راه حل های قبلی را امکان پذیر می سازند .
معیارهای طراحی متداول در فهرست زیر مشاهده می شوند:
 هزینه ( قیمت )§
 کیفیت§
 قابلیت اطمینان§
 قابلیت§ نگهداری
 وزن§
 عملکرد§
 فاکتورهای انسانی ( سهولت کاربرد )§
§ زیبایی
 ایمنی§
 محیط عملیاتی ( دما ، فشار ،خوردگی )§
 سازگاری با دیگر§ سیستم ها
 آثار بر روی محیط زیست ( به طور مثال آلودگی )§
تولید راه حل های جایگزین :
امیل کارتیر: " هیچ چیز خطرناک تر از یک ایده نیست ، وقتی که آن تنها ایده ای باشد که شما دارید."
بطور ذاتی ، تولید ایده و جستــجو برای راه حــــــل های جایگزین فرآیندی خلاق است که نمی توان آن را با دنبال کردن یک آلگوریتم از قبل تعیین شده انجام داد .
طوفان مغزی یک روش برای استفاده در گروه ( 6 تا 8 نفره و نه بیشتر ) برای تولید محدوده ای از راه حل های محتمل است . بیان آزادانه برای جلسه طوفان مغزی ضروری است . برای رهـــــبر گروه مهم است که قضاوت در مورد هر ایده ای را به پایان جــلسه موکول کند . در خاتمه جــــلسه اعضای گروه همدیگر را به چالش در فرضیات پایه ، تشابهات ، تعیین پارامترهای بحرانی تشویق کرده ودر کنار در نظر گرفتن راه حل های جایگزین خوب ، ابتکار در جابجایی ها و ترکیب مجدد یا حذف اجزاء موجود یا مراحل فرآیند به خرج می دهند.
تحلیل احتمالات :

در ایـــــن مرحله ،راه حـــل های جایــــگزین تحـــلیل می شوند تا بهترین راه حل در روشنی دانش موجود و معیارهای طراحی مشخص شود. تحلیل فوق شامل استفاده از اصول ریاضـی و مهندسی ، قوانین اقتصادی و اطمینان ضمنی از قابلیت عملکرد است . در انتخاب روش تحلیل باید دقـت نمـــود . روش تحلیل ممکن است آسان و سریع با محاسبات دستی بوده یا پیچیده و مبتنی بر برنامه های کامپیوتری باشد . نتـایج دقیق تر که به زمان طولانی تری احتیاج دارند ممکن است بسته به فرصت اعلام شده و محدوده های تعــیین شده در برنامه پروژه بی فایده شوند . علاوه بر این قابلیت اطـمینان داده هاو نتایج ، اغلب به مقدار پـــول اختصاص یافته به بخش تحلیل بستگی دارند.
تعویض های لازم برای موازنه کردن نیاز به اطلاعات عملکردی صحیح در بـــرابر زمان و پول ، بادی در مرحله امان سنجی ( feasibility study phase ) انــــجام شوند . به طـور مثال اگر زمان و پول موجود باشند ، می توان از ساخت و آزمودن مدل ها استفاده کرد . به طور جایگزین ، مــدل های کامپیوتری ، نقشه های مهندسی ، یا به شکل سـاده محاسبه دستی ممکن است برای تشریح شکل و عملکرد طرح به کار روند .
تصمیم در مورد مسیر فعالیت :
در مرحله تصمیم گیری از فرآیند طراحی ، اطلاعـــات حاصل از مرحله تحلیل برای تعیین بـــهترین راه حل (ها) به کار می روند . جایگزینی ها و نیاز به مصالحه رسیدن به تصمیم را دشـــوار می سازند . یک روش برای تعیین بهترین راه حل ها ، فهرست کردن مزایــا و معـــایب هر مـــورد است . راه کمی تر ، استفاده از ماتریس ارزیابی است . در این روش ( جدول 1 را بـــبینید ) خـــواص مطلوب و اهــــمیت نسبی آنها ( یعنی ضرائب ارزشی ) در سمت چپ فهرست می شوند. هر انتخاب ستون جداگانه ای دارد کـــه در آن بــرای هر خاصیت امتیازی داده می شود . این امتیازات در ضرائب ارزشی ضرب شده و برای هرانتخاب جمــع بندی می شوند تا بهترین انتخاب تعیین گردد. به طور جایگزین می توان تصمیم گیری را بر اســــاس روش های بهینه سازی پیچیده استوار کرد .
شکل 1 مثالی از یک ماتریس ارزیابی برای مشکل طراحی مربوط به ابداع وسیله ای جهت شــکافتن چوب است . در این مثال ، هر مفهوم برای هر معیار بر مبنای 0 تا 10 امتیاز بندی شده است . امـــتیــاز داده شده در ضریب ارزشی هر معیار ضرب شده و سپس مجموع امتیازات برای هر انتخاب به دســت می آید . توجه کنید که مفهوم 5 با اینکه حداکثر امتیاز را برای سه مورد از شش معیار بدست نیاورده ، انتخاب شده است .
تعیین و ارائه راه حل :
در مرحله تعیین مشخصات ، بهترین راه حل با جزئیات فنی کافی به دیگران منتقل می شود تا ســــــاخت یا اجرای آن امکان پذیر گردد . بسته به نوع پروژه ، این کار ممکن است نیازمند به مستندات مفصل در مورد تحلیل هزینه ، مشخصات مواد و هر نوع استاندارد مربوطه یا مشخصه های لازم مانند کیفیت و تلرانس ها ، خلاصه ای از وزن ، نقشه ها ، یا مونتاژ اصلی و فرعی برای توضیح ابعاد ، شکل و ارتباط اجــــزاء باشد.
ارتباط مؤثر در تمام مراحل طراحی لازم است . در اصل ، این امر شامل فروش ، توضیــــح دادن ، شفاف سازی و در صورت لزوم متقاعد کردن دیگران ( اعضای گروه ، مدیریت ، مشتری ، کاربرها ) در رابطه با ارزشمندی ایده ها است . گاهی این کار ممکن است شکل صحبت غیر رسمی رویاروی یا تلفــــنی به خود بگیرد یا به صورت سخنرانی سازمان یافته در گردهمایی ها ، ارائه شفاهی ، پیشنهاد کتبی ، گـــزارش های پیشرفت یا گزارش های رسمی پروژه باشد .
اجرای تصمیم :
به طور معمول ، این مرحله با ساختن مدل محصول ، فرآیند یا سیستم بسته به مشخصات فنی مندرج در راه حل بهینه آغاز می شود . نتایج حاصل از آزمودن مدل برای اصلاح و نهایی کردن طرح به کار گرفته می شوند . مرحله بعد ممکن است اجرای شکل کامل و حقیقی طرح باشد . ممکن است که این کار مستلزم ساختن کارخانه ای جدید یا اصلاح فرآیندهای یا تسهیلات موجود باشد . در این مرحله مهندس طراح احتمالاً با مهندسین دیگر رشته ها و یا شاید با انواع عملکردهای تجاری و مدیریتی تعامل خواهد داشت .
ممیزی وارزیابی :

مرحله نهایی در فرآیند مهندسی ممیزی و ارزیابی راه حل در عملیات مقیاس بزرگ یا سطح تولید است . این کار به طورمعمول مستلزم نمونه گــــــیری یا دیــــگر راه های آزمایش محصول ، فرآیند یا سیستم برای تأیید مطابقت مشخصات طراحی در عمل است . معمولاً اصلاحات و تغییرات جزیی بیشتری در طرح لازم است تا به طراحی بهینه برسیم. از آنجائیکه تکنولوژی به سرعت تغییر می کند ، مرحله پایانی یک طرح ، مرحله آغازین طرح دیگری در جستجوی نسل بعدی محصولات ، فرآیندها و سیستم ها خواهد بود . انگیزش طرح های جدید ممکن است از روش های بهبود یافته ساخت ، جانشینی مواد بهتر با خواص عالی تر یا نیاز بازار به                                           محصولاتی با طراحی بهتر ناشی شود .

مفاهیم انتخابی :
1. اصل خودکار بودن خروج گوه
2. رها کردن گوه از ارتفاع
3. گوه با محرکه فنری
4. گوه با محرکه انفجاری
5. جرم لغزشی
6. سایر
در جه بندی امتیاز ( R )
10-9 عالی
8-7 خوب
6-5 متوسط
4-3 ضعیف
2-0 نامطلوب



6
180







جدول 1 : ماتریش ارزیابی [2]

انتخاب C انتخاب B انتخاب A ضریب ارزشی خاصیت
امتیاز ارزشیابی شده امتیاز امتیاز ارزشیابی شده امتیاز امتیاز ارزشیابی شده امتیاز
C1× α C1 B1 × α B1 A1 × α A1 α خاصیت 1
β× C2 C2 β× B2 B2 β× A2 A2 β خاصیت 2
C3× γ C3 B3 × γ B3 A3 × γ A3 γ خاصیت 3
بالا ∑ بالا ∑ بالا ∑ مجموع

شکل 1. ماتریس تصمیم برای ارزیابی راه حل های جایگزین بریدن هیزم [1].
مفاهیم انتخابی٭ ضریب ارزشی W
(%) معیار
6 5 4 3 2 1
/ 270/9 210/7 210/7 210/7 180/6 30 هزینه
/ 140/7 20/10 180/9 140/7 200/10 20 سادگی عملیات
/ 120/8 75/5 90/6 105/7 135/9 15 ایمنی
/ 150/10 150/10 60/4 75/5 90/6 15 قابلیت حمل
/ 90/9 90/9 100/10 90/9 80/8 10 دوام
/ 90/9 60/6 80/8 80/8 70/7 10 کاربرد قطعات استاندارد
860 785 720 700 755 100 مجموع
مؤلف: مهندس ابراهیم نجفی بیرگانی

نویسنده  ماه حیدری

 

بازی دانشمندان

بازی دانشمندان

 

All the scientists die and go to heaven. They decide to play 
hide-n-seek. Unfortunately Einstein is the one who has the den. He is supposed to count up to 100 and then start searching. Everyone starts hiding except Newton.
Newton just draws a square of 1 meter on the ground and stands in it right in front of Einstein. Einstein's counting:
1,2,3....97,98,99,100.

He opens his eyes and finds Newton standing in front. Einstein says:
"Newton's out !! " Newton denies and says Newton is not out. He claims that he is not Newton. All the scientists come out to see how he proves that he is not Newton. Newton says "I am standing in a square of area 1m squared ... That makes me Newton per meter squared ... since a Newton per meter squared is one Pascal,

I'm Pascal, therefore "Pascal is OUT!!!".

 

همه‌ي دانشمندان مـــي‌ميرند و به بهـــشت مي‌روند. آنها تصـميم مي‌گيرند كه قايم‌باشك بازي كنند. از بخت بد اينشتين كسي است كه بايد چشم بگذارد. او بايد تا 100 بشمرد و سپس شروع به گشتن كند. همه شروع به قايم شدن مي‌كنند به جز نيوتن.

نيوتن فقط يك مــربع 1متري روي زمــين مي‌كشد و داخل آن روبـــروي اينشتين مي‌ايستد. اينشتين مي‌شمرد:

1، 2، 3، ...97، 98، 99، 100

او چشمانش را باز مي‌كند و مي‌بيند كه نيوتن روبروي او ايستاده است. اينشتين مي‌گويد:

"سوك‌سوك نيوتـــن!!" نيوتن انكار مي‌كند و مي‌گــــويد نيوتن سوك‌سوك نشده است. او ادعا مي‌كند كه نيوتن نيست.  تمام دانشمندان بيرون مي‌آيند تا ببينند چگون او ثابت مي‌كند كه نيوتن نيست. نيوتن مي‌گويد: "من در يك مربع يه مساحت 1متر مربع ايستاده‌ام... اين باعـــث مي‌شود كه من بشوم نيوتن بر متر مربع... چون يك نيوتن بر متر مربع معادل يك پاسكال است،

من پاسكال هستم، پس"سوك‌سوك پاسكال!!!".

نویسنده ماه حیدری