26 January 2009

ТРИЗ и Captcha

Lumber room
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.


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


  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Системный переход 2. Объединение однородных или неоднородных систем в надсистему
    Пример: сочетание 2-х и более видов капчи.
  5. Фазовый переход 1. Замена фазового состояния части системы или внешней среды.
    Пример: Аудиокапча, видеокапча
  6. 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.
Tags:тризкапчамыслианализ
Hubs: Lumber room
+9
567 4
Comments 10
Ads
Top of the last 24 hours