Pitão

Jul 25, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 7864 (2022) Citar este artigo

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A inspiração do design vem do estímulo contínuo de informações externas e do acúmulo contínuo de conhecimento. A fim de obter uma inspiração de design ideal na natureza, os pesquisadores propuseram um grande número de métodos de recuperação de informação biológica e aquisição de conhecimento. Mas como adquirir propositadamente conhecimento biológico valioso, a fim de estimular eficazmente a inspiração do design e produzir ideias de design novas e viáveis, ainda é um problema urgente a ser resolvido. Este artigo propõe um método para adquirir conhecimento biológico valioso para estimular de forma eficiente a inspiração e conceber rapidamente soluções em projetos de engenharia. Primeiro, palavras-chave, como requisitos funcionais e componentes-chave dos objetos de design, são selecionadas como terminologias de engenharia. Em seguida, palavras-chave biológicas relacionadas às terminologias de engenharia são pesquisadas no dicionário biológico e em sites de biologia. Então, para recuperar conhecimento biológico suficiente, essas palavras-chave biológicas são expandidas manual e automaticamente, respectivamente, com base na página da Web do Thesaurus e no banco de dados WordNet, e as palavras-chave expandidas são filtradas de acordo com palavras repetidas e diferentes formas das mesmas palavras. Finalmente, na base de conhecimento biológico, palavras-chave biológicas que foram filtradas são usadas para obter conhecimento biológico com programação do web crawler Python. Através de um exemplo de aplicação para equipamentos navais, verifica-se a eficácia do método.

A maior parte do trabalho criativo requer inspiração para estimular a imaginação para resolver problemas difíceis. A inspiração é um tipo de pensamento não lógico, que não vem apenas do estímulo de condições externas, mas também do acúmulo de conhecimento1. O conhecimento tem muitas formas, como conhecimento de design e conhecimento biológico. O conhecimento biológico contém estruturas mais raras e delicadas, por isso pode desencadear mais inspiração. A maior parte do conhecimento biológico e dos portadores de informações existentes são sites, textos e dicionários biológicos. Muitos pesquisadores adquirem alguns conhecimentos, como princípios biológicos, formas, funções e seus próprios atributos únicos, para estimular a inovação no design dessas transportadoras2. Alguns mecanismos biológicos são diretamente imitados, enquanto outros tendem a inspirar ideias de design3. Portanto, adquirir uma riqueza de conhecimento biológico é muito importante para estimular a inspiração no design.

O conhecimento biológico pode ser obtido a partir de diversos suportes de informação, como livros, artigos, bases de dados, corpora, sites biológicos, etc.4,5,6,7,8,9,10. Para diferentes operadoras, os métodos para obtê-los são diferentes. Por exemplo, Shu et al.11,12 usaram uma estrutura de linguagem de vocabulário para mapear sistematicamente termos de engenharia para palavras-chave biologicamente significativas e, em seguida, usaram ferramentas de pesquisa automatizadas para obter conhecimento biológico de vários recursos biológicos, como livros e artigos em linguagem natural. Nagel et al.13 usaram o vocabulário de Biologia de Engenharia (E2B) para vincular funções e processos biológicos com termos de engenharia, combinados com modelos de software de geração de conceitos (MEMIC), e obtiveram conhecimento biológico pesquisando bases de conhecimento biológico e bases de conhecimento de engenharia. A maioria desses métodos é adequada para designers com uma certa formação biológica ou exige que biólogos e engenheiros colaborem para completar a transferência e o intercâmbio de conhecimento. Portanto, para designers que não possuem formação biológica, a aquisição e aplicação de conhecimentos biológicos ainda são um problema difícil14. A fim de obter conhecimento biológico mais direto e mais alinhado aos objetivos do projeto de engenharia, este artigo propõe um método de aquisição de conhecimento biológico para engenheiros sem formação biológica, que pode ajudá-los a adquirir rapidamente uma grande quantidade de conhecimento biológico valioso.