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EE人生:像工程師一樣思考…

上網時間: 2014年10月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:工程師  思考  類推  設計  創新 

大多數工程師都花很多的時間來思考如何解決設計問題。然而,大多數的人卻很少花時間去想自已是怎麼思考的。美國匹茲堡大學(University of Pittsburgh)的兩位認知心理學家Joel Chan與Christian Shunn最近在《認知科學》(Cognitive Science)期刊上發表了相關研究,他們根據實際觀察與訪談現實世界的工程師,深入探討工程師如何利用「類推」(analogy)的概念來發展創新概念。

「類推」(類比)是指比較兩件事情,清楚揭示二者之間的相似點。工程師有時會在熱系統和電子電路之間進行比較。例如,當討論到熱量通過系統時,其熱阻和熱容量遵循的基本原則就和電子電流的電阻與電容一樣。我們有時候也會在電路和機械系統之間進行類比。例如,在分析RLC電路時,我們會把電容器當作質量,並把電感器比為彈簧。在設計過程中,我們也經常想到許多「類推」的方式。這有助於我們以較簡單或更熟悉的方式來思考複雜或不熟悉的問題。

Chan和Shunn指出,類比可在設計過程中發揮四種不同的作用。類比可用於辨識問題。例如,在設計中常見的某一類型問題跟你的問題類似,你應該確保自已的設計並未發生同樣的問題。類比還可以用於概念的產生。一個知名的例子是瑞士George de Mestral在蹓狗後發現狗毛上粘著不易去除的薊草芒刺,發明了可黏扣的Velcro魔鬼粘。類比的另一種用途是解釋概念。如果你有一種新的想法要解釋給同事聽的話,採用一些彼此都熟悉的事物來比擬可能會讓人更容易瞭解。最後,類比還可用於發現新功能。從類似設計的例子可能激發你的靈感,在自已的新設計中整合更多功能。

「類推」可分為兩種類型。「近似類推」(near analogies)指兩件事情進行比較後大多類似,而「延伸類推」(far analogies)則指二者大多不同,但存在一個或多個重要的相似之處。例如,拿引擎中的機軸來和空氣壓縮機中的機軸相比,這就是一個非常類似的比較。但把機軸拿來和意大利通心粉做比較,那麼將會是一個毫無類似之處的比喻。

兩位心理學家試圖測試這項假設:利用延伸類推能夠帶來更具巔覆性與創新的設計概念。這項假設聽起來似乎很合理。然而,就像大部份工程師在現實世界測試設計時所學到的,有些事情只是聽起來很合理,但並不保證那就是事實。

為了驗證他們的理論,兩位心理學家針對一支由十名工程師組成的團隊進行一連串的設計會議記錄。工程師的任務在於開發一款給兒童當作玩具的熱敏列印筆。設計會議的目標在於腦力激盪,著重於討論產品的具體細節,例如,如何讓列印頭在兒童的手中保持平衡,如何保護列印頭免於損壞等。心理學家並針對腦力激盪會議進行錄影。

在檢查這些錄影的影片時,研究人員記錄每一次使用類推以及介紹新概念,並計算次數。他們將所使用的這些類推分為「近似」類推(例如比較熱列印筆與其他種類的筆)以及「延伸」類推(例如把熱列印筆拿來跟車庫開門裝置相比)。他們還比較了每個新想法和團隊已討論過的想法二者之間的概念距離

他們發現,延伸類推並不一定就會導致天馬行空的離譜想法。事實上,他們發現從延伸類推得到的新想法經常是過去曾經有過的想法再次累積或增強。而且,延伸類推還會增加概念產生的總次數。

這對於工程師來說意味著什麼呢?「跳脫傳統思維」的類推方式並不定會導致強烈背離現有的設計,而且那也不一定就是壞事。相反地,這種思維方式將有助於保持設計對話順利進行,並進一步帶來更多以及可能更好的點子。畢竟,設計的目標並不在於提出新奇的概念,而是要找到真正可行的辦法。尤其是從問題領域以外的方向去思考,那麼利用類推的方式,就能讓我們真正達到目的。

編譯:Susan Hong

(參考原文:How to Think Like an Engineer,by Dave Palmer)





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