L'exploration de données 200 ans d'enregistrements de l'Office des brevets pour révéler la nature de l'invention

Une façon de considérer l'invention est comme un processus qui combine des technologies pour répondre à un besoin ou à un objectif humain. En d'autres termes, les inventions ne sortent jamais de nulle part. Ils s'appuient toujours sur des avancées antérieures pour créer quelque chose de nouveau.

Ainsi, par exemple, l'ampoule à incandescence utilise de l'électricité, un filament chauffant, du gaz inerte et une ampoule en verre ; une imprimante à jet d'encre repose sur la capacité de positionner la matière avec une extrême précision et de pomper l'encre en très petites gouttelettes ; et le laser est basé sur la capacité de faire des cavités optiques hautement réfléchissantes et ainsi de suite. Toutes ces inventions reposent sur des avancées antérieures.

C'est pourquoi de nombreux technologues considèrent l'invention comme un processus combinatoire, une promenade à travers tout l'espace des permutations technologiques. Pour trouver une nouvelle invention, il suffit de combiner diverses anciennes technologies d'une nouvelle manière.

Du moins, c'est l'idée. Mais comment tester à quel point c'est vrai ? Aujourd'hui, nous le découvrons grâce au travail de Hyejin Youn de l'Université d'Oxford au Royaume-Uni et de quelques copains. Ces types ont étudié la nature de l'invention et disent qu'il existe de bonnes preuves qu'il s'agit bien d'un processus combinatoire, au moins en partie.

Certains travaux reposent sur des données recueillies par l'Office américain des brevets, qui utilise un système élaboré de codes technologiques pour classer les technologies responsables de la nouveauté d'une invention. Les inventions qui reposent sur une seule technologie ont un seul code. Mais ceux qui s'appuient sur plusieurs technologies reçoivent une combinaison de codes.

Cela ouvre la possibilité d'une étude intéressante, disent-ils. Étant donné que les archives de l'Office des brevets des États-Unis remontent à 1790, il devrait être possible de voir comment la combinaison de codes a changé au fil du temps. En particulier, ces enregistrements devraient révéler dans quelle mesure l'invention est le raffinement de combinaisons existantes de technologies et dans quelle mesure elle est le résultat de nouvelles combinaisons de technologies.

Et c'est exactement ce que ces gars ont fait. Pour ce faire, nous traitons les inventions brevetées comme des supports de technologies et utilisons le système élaboré de codes technologiques utilisé par l'Office américain des brevets pour classer les technologies responsables de la nouveauté d'une invention, disons Youn and co.

Pour chaque invention, ils comptent le nombre de codes technologiques qui lui sont associés. Cela leur permet d'étudier la façon dont le nombre d'inventions et la combinaison de technologies sur lesquelles ils s'appuient ont changé avec le temps.

Alors, dans quelle mesure les inventions reposent-elles sur des combinaisons complètement nouvelles de codes technologiques ? Si la plupart des inventions étaient entièrement nouvelles, le pourcentage devrait être élevé.

D'un autre côté, si la plupart des inventions sont simplement des versions révisées et améliorées de technologies existantes, elles dépendraient alors de combinaisons de technologies déjà existantes.

Les résultats donnent un éclairage intéressant sur cette question. Ils suggèrent qu'environ 40 pour cent des nouvelles inventions reposent sur des combinaisons de technologies déjà existantes, tandis qu'environ 60 pour cent introduisent des combinaisons de technologies entièrement nouvelles.

Cela a des implications importantes. Une idée est que les nouvelles inventions peuvent survenir par une marche aléatoire à travers l'espace de toutes les permutations possibles des technologies. Mais le fait que 40 % réutilisent des combinaisons déjà existantes suggère que l'invention n'est pas le résultat de ce type de recherche aléatoire.

En effet, Youn et co soulignent que certaines parties de l'espace combinatoire sont exclues pour des raisons de praticité, excluant ainsi des inventions telles que les prothèses explosives ou les brosses à dents à expresso.

De plus, certains phénotypes technologiques – systèmes d'exploitation particuliers, dimensions des routes, etc. – limitent les types de technologies qui peuvent être utiles par la suite. Et cela place une autre limite importante sur les types d'inventions susceptibles d'être utiles.

Pour ces raisons et d'autres encore, le nombre d'inventions est beaucoup plus petit que l'espace presque infini permis par les combinaisons de technologies. L'énorme écart entre le nombre possible et le nombre réel de combinaisons indique que seul un petit sous-ensemble de combinaisons devient des inventions, disent-ils.

Il y a ici une comparaison intéressante entre la façon dont les inventions et les organismes basés sur l'ADN ont évolué. L'évolution biologique est un autre processus combinatoire qui ne repose que sur un petit nombre de blocs de construction - les gènes codant pour les protéines - combinés ensemble de nombreuses manières différentes. Ce n'est pas sans rappeler la façon dont les inventions reposent sur un nombre relativement restreint de technologies combinées de différentes manières.

De plus, l'évolution biologique est dépendante de la trajectoire puisque le succès d'une adaptation dépend de l'ordre dans lequel elle suit les autres changements. Et c'est celui qui est finalement déterminé par la sélection.

Youn et co disent qu'il reste encore du travail à faire pour étudier le lien entre ces processus combinatoires. L'étude des brevets, des enregistrements comparatifs et systémiques des inventions ouvrira la voie à des évaluations quantitatives pour une contrepartie de ces caractéristiques de l'évolution biologique dans l'évolution technologique, disent-ils.

Peut-être. Mais dans tous les cas, l'utilisation des mégadonnées pour étudier la nature de l'invention a un potentiel important. Il y a sûrement plus de joyaux à y trouver que les collines.

Réf : arxiv.org/abs/1406.2938 : L'invention en tant que processus combinatoire : preuves issues des brevets américains

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