Minería de datos 200 años de registros de la oficina de patentes para revelar la naturaleza de la invención

Una forma de pensar en la invención es como un proceso que combina tecnologías para satisfacer alguna necesidad o propósito humano. En otras palabras, los inventos nunca surgen de la nada. Siempre se basan en avances anteriores para crear algo nuevo.

Así, por ejemplo, la bombilla incandescente utiliza electricidad, un filamento calentado, gas inerte y una bombilla de vidrio; una impresora de inyección de tinta se basa en la capacidad de colocar la materia con extrema precisión y de bombear tinta en gotas muy pequeñas; y el láser se basa en la capacidad de crear cavidades ópticas altamente reflectantes, etc. Todos estos inventos se basan en avances anteriores.

Es por eso que muchos tecnólogos piensan en la invención como un proceso combinatorio, un paseo por todo el espacio de las permutaciones tecnológicas. Para encontrar un nuevo invento, simplemente combine varias tecnologías antiguas de una manera nueva.

Al menos, esa es la idea. Pero, ¿cómo probar hasta qué punto es verdad? Hoy, nos enteramos gracias al trabajo de Hyejin Youn en la Universidad de Oxford en el Reino Unido y algunos amigos. Estos muchachos han estudiado la naturaleza de la invención y dicen que hay buena evidencia de que de hecho es un proceso combinatorio, al menos en parte.

Hay trabajos que se basan en datos recopilados por la Oficina de Patentes de EE. UU., Que utiliza un elaborado sistema de códigos de tecnología para clasificar las tecnologías responsables de la novedad de una invención. Las invenciones que se basan en una sola tecnología tienen un solo código. Pero aquellos que dependen de varias tecnologías reciben una combinación de códigos.

Eso abre la posibilidad de un estudio interesante, dicen. Dado que los registros de la Oficina de Patentes de EE. UU. Se remontan a 1790, debería ser posible ver cómo la combinación de códigos ha cambiado con el tiempo. En particular, estos registros deberían revelar hasta qué punto la invención es el refinamiento de combinaciones existentes de tecnologías y hasta qué punto es el resultado de nuevas combinaciones de tecnologías.

Y eso es exactamente lo que han hecho estos tipos. Para hacer esto, tratamos las invenciones patentadas como portadoras de tecnologías y nos servimos del elaborado sistema de códigos de tecnología utilizado por la Oficina de Patentes de EE. UU. Para clasificar las tecnologías responsables de la novedad de una invención, dicen Youn y compañía.

Para cada invención, cuentan el número de códigos de tecnología asociados a ella. Eso les permite estudiar la forma en que la cantidad de invenciones y la combinación de tecnologías en las que confían ha cambiado con el tiempo.

Entonces, ¿hasta qué punto las invenciones se basan en combinaciones completamente nuevas de códigos tecnológicos? Si la mayoría de las invenciones fueran completamente nuevas, el porcentaje debería ser alto.

Por otro lado, si la mayoría de las invenciones son simplemente versiones revisadas y mejoradas de tecnologías existentes, entonces dependerían de combinaciones de tecnologías previamente existentes.

Los resultados dan una idea interesante de esta cuestión. Sugieren que alrededor del 40 por ciento de las nuevas invenciones se basan en combinaciones de tecnologías previamente existentes, mientras que alrededor del 60 por ciento introduce combinaciones de tecnologías completamente nuevas.

Eso tiene importantes implicaciones. Una idea es que los nuevos inventos pueden surgir a través de un recorrido aleatorio por el espacio de todas las posibles permutaciones de tecnologías. Pero el hecho de que el 40 por ciento reutilice combinaciones previamente existentes sugiere que la invención no es el resultado de este tipo de búsqueda aleatoria.

De hecho, Youn y compañía señalan que ciertas partes del espacio combinatorio están excluidas por razones de practicidad, descartando invenciones como las prótesis explosivas o los cepillos de dientes para hacer espresso.

Es más, ciertos fenotipos tecnológicos (sistemas operativos particulares, dimensiones de carreteras, etc.) limitan los tipos de tecnologías que pueden resultar útiles en el futuro. Y esto coloca otro límite importante en los tipos de invenciones que pueden resultar útiles.

Por estas y otras razones, el número de invenciones es mucho menor que el espacio casi infinito que permiten las combinaciones de tecnologías. La enorme brecha entre el número posible y real de combinaciones indica que solo un pequeño subconjunto de combinaciones se convierte en invenciones, dicen.

Aquí hay una comparación interesante entre la forma en que han evolucionado las invenciones y los organismos basados ​​en el ADN. La evolución biológica es otro proceso combinatorio que se basa solo en una pequeña cantidad de componentes básicos, los genes codificadores de proteínas, combinados de muchas formas diferentes. No es diferente a la forma en que las invenciones se basan en un número relativamente pequeño de tecnologías combinadas de diferentes formas.

Es más, la evolución biológica depende de la trayectoria, ya que el éxito de una adaptación depende del orden en que sigue otros cambios. Y es uno que está determinado en última instancia por la selección.

Youn y compañía dicen que hay más trabajo por hacer en el estudio del vínculo entre estos procesos combinatorios. El estudio de registros de patentes, comparativos y sistémicos de invenciones, abrirá un camino para hacer evaluaciones cuantitativas para una contraparte de estas características de la evolución biológica en la evolución tecnológica, dicen.

Quizás. Pero de cualquier manera, el uso de big data para estudiar la naturaleza de la invención tiene un potencial significativo. Seguramente hay más joyas en ellos que en las colinas.

Ref: arxiv.org/abs/1406.2938 : Invención como proceso combinatorio: evidencia de patentes de EE. UU.

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