Попробуем решить задачу создания надежной и легкочитаемой капчи, используя алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85-В.
Применение алгоритма не совсем корректно, так как он рассчитан на физические задачи, но общие принципы на нем показать можно.
Техническая система:
для предотвращения автоматических регистраций.
включает: информационный элемент, распознаваемый человеком, но не распознаваемый машиной.
Техническое противоречие 1:
Если информация легко считывается человеком, то ее легко прочитать машиной
Техническое противоречие 2:
Если информация сложно считывается машиной, то у человека тоже возникают трудности со считыванием
Необходимо:
Обеспечить простое считывание информации человеком, желающим зарегистрироваться на ресурсе и невозможность считывания информации машиной.
Изделием называют элемент, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улучшить, защитить от вредного действия, обнаружить, измерить и т. д.). В нашем случае это информационный элемент. (Я сознательно не пишу «картинка» чтобы заранее не ограничивать задачу рамками)
Инструментом называют элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие. В нашем случае это человеческий орган чувств и системы ввода данных машины.
А – человек; Б – Капча; В – машина.
Примем, что основная функция – легкое считывание человеком, т.к. наша конечная цель – облегчить регистрацию. Соответственно, выберем схему ТП-1.
Будем считать, что максимально легкое считывание человеком в ТП-1 – когда нет помех считыванию, то есть капча читается как обычный текст.
Необходимо указать:
конфликтующую пару;
усиленную формулировку конфликта;
что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т.д.).
Дано: капча без помех для считывания, легко читаемая человеком, и машина, пытающаяся зарегистрироваться. Капча не создает проблем человеку, но и не препятствует регистрации машины.
Необходимо: найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность капчи не создавать помех человеку, обеспечивал бы защиту капчи от считывания машиной.
Примечание: Икс-элемент не обязательно должен оказаться какой-то новой частью системы. Икс-элемент — это некое изменение в системе, некий икс вообще.
В простейшем случае оперативная зона — это пространство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в модели задачи.
В нашем случае, оперативная зона – это информационный элемент капчи.
Оперативное время в нашей задаче – это время, за которое проходит регистрация.
На глаз человека и машину, считывающую капчу, мы влиять не можем, поэтому внутрисистемные ВПР ограничены ВПР изделия – это изменяемые характеристики капчи – метод подачи информации, различные вариации подачи информации считывателю.
Внешнесистемные ВПР ограничены областью использования капчи, то есть веб-ресурсом, где она использована.
Наша капча может:
а) изменяться сама;
б) допускать переход в надсистему (кирпич не меняется, но меняется дом);
в) допускать соединение с «ничем», т.е. с пустотой;
г) допускать изменение на время.
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений,
устраняет в течение ОВ возможность регистрации машины, не создавая помех для регистрации человека.
Усилим формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые элементы, необходимо использовать ВПР.
Информационный элемент капчи в течение времени регистрации должен легко читаться, чтобы не препятствовать регистрации человека и не должен легко читаться, чтобы не допустить регистрации машины.
В информационном элементе капчи должны отсутствовать помехи для восприятия, чтобы обеспечить легкую читаемость человеком и должны присутствовать помехи для восприятия, чтобы обеспечить невозможность прочтения машиной.
Помехи для восприятия в капче должны являться помехами при регистрации машины и не должны являться помехами при регистрации человека.
Это далеко не все возможные решения, а всего лишь пример: как можно пытаться решать задачу не методом проб и ошибок, а пользуясь формализацией задачи и системным подходом к решению.
Применение алгоритма не совсем корректно, так как он рассчитан на физические задачи, но общие принципы на нем показать можно.
Часть 1. Анализ задачи
1.1 Условия мини-задачи
Техническая система:
для предотвращения автоматических регистраций.
включает: информационный элемент, распознаваемый человеком, но не распознаваемый машиной.
Техническое противоречие 1:
Если информация легко считывается человеком, то ее легко прочитать машиной
Техническое противоречие 2:
Если информация сложно считывается машиной, то у человека тоже возникают трудности со считыванием
Необходимо:
Обеспечить простое считывание информации человеком, желающим зарегистрироваться на ресурсе и невозможность считывания информации машиной.
1.2 Выделим и запишем конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.
Изделием называют элемент, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улучшить, защитить от вредного действия, обнаружить, измерить и т. д.). В нашем случае это информационный элемент. (Я сознательно не пишу «картинка» чтобы заранее не ограничивать задачу рамками)
Инструментом называют элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие. В нашем случае это человеческий орган чувств и системы ввода данных машины.
1.3 Составим графические схемы ТП-1 и ТП-2
А – человек; Б – Капча; В – машина.
1.4 Выбререм из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технической системы, указанной в условиях задачи).
Примем, что основная функция – легкое считывание человеком, т.к. наша конечная цель – облегчить регистрацию. Соответственно, выберем схему ТП-1.
1.5 Усилим конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.
Будем считать, что максимально легкое считывание человеком в ТП-1 – когда нет помех считыванию, то есть капча читается как обычный текст.
1.6 Запишем формулировку модели задачи.
Необходимо указать:
конфликтующую пару;
усиленную формулировку конфликта;
что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т.д.).
Дано: капча без помех для считывания, легко читаемая человеком, и машина, пытающаяся зарегистрироваться. Капча не создает проблем человеку, но и не препятствует регистрации машины.
Необходимо: найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность капчи не создавать помех человеку, обеспечивал бы защиту капчи от считывания машиной.
Примечание: Икс-элемент не обязательно должен оказаться какой-то новой частью системы. Икс-элемент — это некое изменение в системе, некий икс вообще.
Часть 2. Анализ модели задачи
2.1 Оперативная зона (ОЗ)
В простейшем случае оперативная зона — это пространство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в модели задачи.
В нашем случае, оперативная зона – это информационный элемент капчи.
2.2 Оперативное время (ОВ)
Оперативное время в нашей задаче – это время, за которое проходит регистрация.
2.3. Вещественно-полевые ресурсы (ВПР)
На глаз человека и машину, считывающую капчу, мы влиять не можем, поэтому внутрисистемные ВПР ограничены ВПР изделия – это изменяемые характеристики капчи – метод подачи информации, различные вариации подачи информации считывателю.
Внешнесистемные ВПР ограничены областью использования капчи, то есть веб-ресурсом, где она использована.
Наша капча может:
а) изменяться сама;
б) допускать переход в надсистему (кирпич не меняется, но меняется дом);
в) допускать соединение с «ничем», т.е. с пустотой;
г) допускать изменение на время.
Часть 3. Определение ИКР и ФП
3.1 Формулировка идеального конечного результата (ИКР-1)
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений,
устраняет в течение ОВ возможность регистрации машины, не создавая помех для регистрации человека.
Усилим формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые элементы, необходимо использовать ВПР.
3.2 Формулировка физического противоречия на макроуровне
Информационный элемент капчи в течение времени регистрации должен легко читаться, чтобы не препятствовать регистрации человека и не должен легко читаться, чтобы не допустить регистрации машины.
3.3 Формулировка физического противоречия на микроуровне
В информационном элементе капчи должны отсутствовать помехи для восприятия, чтобы обеспечить легкую читаемость человеком и должны присутствовать помехи для восприятия, чтобы обеспечить невозможность прочтения машиной.
3.4 Формулировка идеального конечного результата ИКР-2
Помехи для восприятия в капче должны являться помехами при регистрации машины и не должны являться помехами при регистрации человека.
Результаты применения системы стандартов к решению задачи, сформулированной в виде ИКР-2
- Разделение противоречивых свойств в пространстве.
Пример: просить ввести в качестве капчи любую информацию с сайта, на котором проводится регистрация, не связанную непосредственно с формой регистрации. Допустим, наименование предпоследней темы форума за 25.12.1997 года.
- Разделение противоречивых свойств во времени
Пример: Показать капчу не во время регистрации, а раньше или позже. Допустим, инвайты – информация, необходимая для регистрации выдается раньше чем проходит сама регистрация.
- Системный переход 1. Вся система наделяется свойством С, а ее части — свойством анти-С
Пример: Классическая капча с изменением положения и формы букв. Отдельные буквы человеком читаются хорошо, а вся система букв машиной воспринимается плохо.
- Системный переход 2. Объединение однородных или неоднородных систем в надсистему
Пример: сочетание 2-х и более видов капчи.
- Фазовый переход 1. Замена фазового состояния части системы или внешней среды.
Пример: Аудиокапча, видеокапча
- Фазовый переход 2. «двойственное» фазовое состояние
Пример: С высокой частотой мерцают элементы символов в капче. Скриншот для машины не даст вразумительных данных, человек же без проблем прочитает.
Это далеко не все возможные решения, а всего лишь пример: как можно пытаться решать задачу не методом проб и ошибок, а пользуясь формализацией задачи и системным подходом к решению.