解决方案故事:迈克尔·卡道斯卡斯

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//路易丝·利昂//2021年4月27日

我叫迈克尔·卡道斯卡斯-“我母亲给我们买了一套儿童百科全书,解释了从光合作用到金字塔是如何建造的一切,我父亲订阅了《大众科学》杂志,该杂志吹捧了所有可能改变未来的最新发明——飞行汽车,等等,我把他们两个都吞没了,以为最伟大的职业就是当发明家。”解算器9

我父亲是一名电气工程师,我父母都坚信良好的教育是人生成功的途径。我母亲给我们买了一套儿童百科全书,解释了从光合作用到金字塔是如何建造的一切,我父亲订阅了《大众科学》杂志,该杂志吹捧了所有可能改变未来的最新发明——飞行汽车,我把他们两个都吞没了,认为最伟大的职业是成为一名发明家。我被能发电的发明所吸引,并尝试在我们的地下室建造新式电池和太阳能电池。那是在我10岁或11岁的时候,12岁的时候,我已经熟悉了申请专利的过程。在我13或14岁的时候,我就开始向公司发送发明建议;一个是手电筒设计,体积比标准设计要小,另一个是轻便睡袋,都是受我们夏天露营的影响。

夏天很热,我和弟弟共用的卧室受到了来自南方和西方的太阳的强烈冲击,因此变得很不舒服。我父母只为整个房子买了一台卧室大小的空调,这对我们房子尽头的房间没有任何降温作用。我父亲不想再买一台,解释说那是一台笨重复杂的电器,耗电量很大。我在14或15岁时的反应是,仔细考虑这个问题,并试图想出一种更简单的设备,以更低的成本提供冷却。我的结论是,该装置的复杂性很大程度上是因为它使用了氟利昂,这就需要密封和专门的压缩机,根据我对其工作原理的了解,我推断,如果用压缩空气代替氟利昂,它仍能工作,但会更简单、更便宜。我把我的概念打出来,寄给开利公司的工程部,还有一段声明这是机密信息,未经允许,我无权使用。几周后,我收到了一封回信,其中一位工程师耐心地向我解释说,我发明的被称为布雷顿循环,它用于商用飞机,但没有用于家用空调,因为它比传统的那种噪音更大,效率更低。这让我很失望,但我受到鼓舞,因为我受到了重视。大约一年后,我提出了一种大型喷气式飞机的改进设计,我也同样积极地进行了研究,向一家大型飞机制造商的工程师推荐,他们回信告诉我,虽然这种飞机还不存在,但他们在这一概念上已经研究了大约十年。几年后,第一架采用这种设计的飞机出现了。

到了我高中三年级的时候,我已经读了足够多的关于发明家生活的书,知道他们很少能过上舒适的生活,我不得不接受一个事实,那就是我将不得不找一份传统的工作。虽然我的数学和科学学习成绩很好,但我知道我不想成为一名工程师,因为无论他们开始从事这一职业时打算做什么,他们中的大多数人似乎最终都会以某种身份为军队或国防工业工作。这是在越南战争期间,我是美国人,所以我对这个职业的看法是有色彩的。我对任何其他职业都没有强烈的倾向,但我得到了进入建筑行业的建议(我不记得是谁给我的),这将使我能够在创造性的职业中利用我的数学能力,这似乎是一个合乎逻辑的选择。所以,我进入了弗吉尼亚大学要求的建筑项目——在16岁的时候,因为我跳过了第三年级。我被录取没有任何困难,因为我是全国优秀决赛选手,这意味着我在全国测试中进入了前1%的高中生,尽管我比班上其他人小一岁。

在UVA学习建筑学的决定结果很糟糕。我在技术课程上表现不错,但没有在所有重要的设计课程中脱颖而出所需要的外向的个性和自我提升的天赋。我被鼓励换专业,但我辍学了,从事了平面艺术的工作。在从事平面艺术工作四年后,我意识到没有晋升的机会,而且我的整个职业生涯的薪水都很低。我阅读了几年前我所拥有的大学目录,寻找一个能使我的事业像发明家一样的事业。我在宾夕法尼亚州立大学发现了一个叫做工程科学的项目,它授予工程学学位,但它是非常规的,因为它覆盖了一个工程,而不是所有的主要分支,并打算培养那些在不同学科之间工作的舒适的毕业生。比如化学和电气工程。我并没有因为这是工程学院的荣誉课程而被劝阻;在每年约2000名工科毕业生中,只有大约35名工科毕业生。该项目的每一位大四学生都必须进行原创性研究并撰写论文。我的研究与光伏(太阳能电池)有关,这在当时是一个非常活跃的领域。我继续攻读硕士学位,然后攻读博士学位,这样我就有资格在工业界担任高级职位。当我拿到学位的时候,我的年龄是我第一次进入大学时的两倍。

毕业后,我选择了当时蓬勃发展的光伏公司的工作。我加入了美孚(Mobil),他们正在投资创新,用廉价、低质量的硅制造高效太阳能电池。这项任务促使美孚公司召集了一支由化学家、工程师和物理学家组成的一流团队,致力于实现这一目标,我们最终准备开始大规模生产高性能太阳能电池板。然而,美孚石油公司(mobiloilcorporation)高层管理人员的变动导致了公司工作重点的转变。他们决定退出太阳能业务,并将公司出售给一家德国竞争对手。我后来在这家德国公司工作,在那里我获得了设计和操作制造设备和工艺的经验。在那个职位上干了几年之后,我离开了公司,开始了独立材料科学顾问的职业生涯。

虽然我的咨询业务提供了不错的收入,但我的工作日程并不总是安排得满满的。我的哥哥意识到了这一点,他想到了开放创新奖的概念,并认为这对我来说非常理想,为我的创造力提供了一个出口,这也可能是一种有利可图的方式,可以在其他更传统的咨询任务之间利用空闲时间。我对这个概念很感兴趣,所以我注册并开始着手我的第一个挑战。在两次失败的开始后,提交的解决方案最终被拒绝,我终于成功地赢得了挑战。

要求的是一种味道像盐但不含钠的食品添加剂。我以为这是容易的,因为我知道,氯化物的化学性质类似氯化钠,如镁和氯化钙,味道咸,是无毒的。不幸的是,我的背景调查显示,他们也尝起来很苦。投入了大量的时间,我坚持我的搜索,而不是放弃,打算放弃这个项目,如果我没有找到一个解决方案很快。但我确实找到了一个解决办法,一种食品安全的成分,甚至被FDA推荐为食品添加剂,因为它的营养价值。我得到了一个不太大的部分奖励,但它证明了解决这些挑战是有利可图的。在那一年,我赢得了更多的奖项,在提交解决方案的第一年,我被评为顶级解决方案。并不是我提交的所有解决方案都能获得奖项,但是,随着时间的推移,我很好地判断了在规定的时间内我有可能解决哪些类型的挑战。例如,我逐渐认识到,我不太可能在几周内解决困扰行业专业人士多年的问题,而要解决的最佳挑战是那些目标有限、明确的问题。

其中一个让人高兴的挑战是,一个生产大量糖浆的食品制造商想要降低生产过程中的能耗。他们的标准方法是制备稀释的糖溶液,然后将多余的水煮沸。他们这样做是因为即使在沸点为100℃的水下,糖的溶解度也低于所需的糖浓度;为了在更高的温度下运行,他们需要在相当大的压力下运行该过程,这需要厚的钢制压力容器。我很快意识到,公司显然没有意识到水的沸点不是一个常数,而是根据水中溶解物质的浓度而变化的。在这种情况下,他们很可能在低于沸点的温度下溶解大部分糖,这会改变沸点,这样他们就可以将温度提高到100℃以上,从而使它们溶解得更多。我查阅了相关数据的图表和表格,发现如果以足够多的增量执行,这种方法可以使它们达到所需的糖浓度,而无需煮沸任何水,从而将过程的能耗降低了惊人的80%,并缩短了过程时间。我的解决方案获得了全额奖励。这是我的最爱之一,因为公司提出了一个直截了当的问题,而这个问题有一个清晰、直截了当的解决方案,除此之外,我还为消除如此多的能源浪费感到了成就感。

从我们的书中摘录一个聪明的群体-众包如何改变世界一次一个想法. 这本书有平装本或Kindle版在这里.

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