丹黎

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逆向思维, 我的第一个美国专利

(2025-11-12 18:05:05) 下一个

在北京上大学时,班里大姐的兄长早几年去日本留学。 回国探亲的时候带了一些圆珠笔回来。我因为从小喜欢和大孩子玩儿,跟大姐关系好, 也得到一只。 这笔外形漂亮书写流利。有一次在吃饭的时候我夸赞日本的圆珠笔真好用。

“咱们中国的,常常笔珠坏了,写不出字来。”。大姐说,日本圆珠笔以前也有笔珠坏的情况。 常常笔芯里的油墨还剩1/4或更多, 笔尖的珠就磨损坏了,写不好或写不出字了。

企业花了很多时间和钱,又请专家研究,总是不行。 后来一个日本工人说,既然搞不出更好的笔尖,就把笔芯的油墨减少1/3嘛。 结果还不等笔尖的圆珠磨损坏掉,笔芯的油墨已经用得干干净净。 问题就这样解决了。 大姐说,这就叫“逆向思维”。

我在美国研究生毕业进公司时,因为面对极新的产品,都没听说过。 招聘广告上的6条要求,我只符合第一条 — 某某专业的PhD。 当时的未婚夫如今的娃爹说,这个工作你怎么能申请?都没听说过这个仪器。我说我不知道仪器,但我知道要求里的分辨率(resolution)和校准(calibration)啊。 估计也是实在没人知道这个新仪器, 大家都没有工作经历。 我被录用了。

进公司后我先读了很多产品的资料,了解制作原理和仪器的工作原理之后,我就经常到车间的生产线上去。每台产品组装好后要经过各种校准, 之后要经过检验,合格了才能卖。

校准中有重要的一项是保证整个平面的线性。用一个标准模具,上面有十三到十七根均匀分布的直线。 然后经过一系列的软件计算去调试硬件,让产品的信号尽量能像模具一样呈现直线,均匀分布。工程师和技师们都说这一项是最复杂的,常常通不过测试,只好再把模具放上去重新校准。 有时要重复十几次才能通过。

我把仪器的测量数据打出来,仔细一看就发现不对。正常的误差应该是高斯分布,这里所有的数据误差是一边倒的:要不都是正的,要不都是负的。这说明有系统误差,仪器的校准过程把信号调整得往一边歪。

我去问当初负责线性校准的工程师,那时已经是公司的副总,他是根据什么定的校准基点? 他看着我小得意地说,我用了中心那条钱。 我问为什么要用中心线呢? 他说因为各种型号的仪器表面不一样大,模具形状也不一样, 只能用中心线啊。

这是基本的数学分析问题, 被他简单变成了几何问题。 想校准的系统误差最小,需要使用卡方拟合( Chi-square fitting)找出校准基线, 中心线并不一定是最好的。 我立刻回到办公室改写校准程序, 

程序改写完后, 我用它来校准,之后测量。 数据比以前的校准结果进步一截。 然后我就去找老板, 告诉他这一切。 建议公司使用我的新程序来校准仪器。

老板没说什么,叫来了另外的工程师和技工,把新程序的硬盘交给他们, 说用这个新程序校准, 然后测试。再和现在的程序比较。我的心里非常笃定。 上帝可能会打盹儿,科学是不会错的。 他们一共校准和测试了10台仪器,新程序完胜10比零。

老板立刻安排律师申请专利。 这就是我的第一个美国专利, 也是我人生的第一个专利。 当把道理讲出来之后,觉得好简单。可是以前的工程师们就是看着仪器被卡在这个参数上,猜测和寻找各种可能的毛病,从来没想过校准的基点不一定是那个几何上的中心点。

后来我又有了其他的美国专利,但第一个是难忘的。很多时候,人很容易想当然。“逆向思维”,就是打破常规的思维方式,“反动”地思考问题。这世界上每天都在产生新理论,新说法。 Show me, then I believe you!  

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评论
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “可惜我的几个都没有被实用。 在欧洲做博士的目前还在使用。可惜导师给人家签的合同没有分红。要不就不用工作啦”。 你是在欧洲得到博士学位的啊。 好棒! @雪狗
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '雪狗2014' 的评论 : 不一定的, 要看当时是怎么签的合同。
雪狗2014 回复 悄悄话 美国的专利如果赚钱是有分红的吧。 可惜我的几个都没有被实用。 在欧洲做博士的目前还在使用。可惜导师给人家签的合同没有分红。要不就不用工作啦
BeijingGirl1 回复 悄悄话 thanks for comments。 谢谢临帖点评。 @passerby
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'passerby2016' 的评论 : hahaha, you made me smile。 are you a mathematician?
passerby2016 回复 悄悄话 误差应该是高斯分布 -> you should have used Least Square fit, not Chi-square fit. The latter is associated with multinomial errors. I am surprised no one in the commenting area realized it. Chi-square fit can be thought as a weighted Least Square fit, roughly speaking.
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “因为我那个属于华而不实的,闹着玩儿的。”, 那是奢侈品嘛, 厉害。 @小苏
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '南瓜苏' 的评论 : 小苏真棒啊。 是加拿大的专利吗?
==“我也曾有个小专利,嘻嘻,可惜没有到量产,”
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '南瓜苏' 的评论 : 问好小苏。 谢谢临帖, 过奖了, 不敢当呀。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'PTYP' 的评论 : 谢谢科普!祝你的球拍发明早日得到使用。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 排球也是过网运动, 不需要器械。 @YP
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'PTYP' 的评论 : 谢谢你的分享。 网球拍边框的张力是很大的,因为要抵抗球击的瞬间动量改变。 我知道专业的换线是要用机器的。
南瓜苏 回复 悄悄话 我也曾有个小专利,嘻嘻,可惜没有到量产,因为我那个属于华而不实的,闹着玩儿的。
南瓜苏 回复 悄悄话 高山仰止啊!京妞能文能武,拜服!
PTYP 回复 悄悄话 回复 'BeijingGirl1' 的评论 : 只要球打到边框与球弦交接处,球就死了,不会弹起,凡是打过网球的都知道。
PTYP 回复 悄悄话 回复 'BeijingGirl1' 的评论 : 是的,你说得很对,我爱上一项运动,我就喜欢研究它,网球我研究了十几年,尤其是网球拍,由于我手工制作达不到设计的最佳效果,现在我还在继续研究,等以后用专业制作达到了设计最佳效果,就可上市了。
你喜欢运动吗? 乒乓球,网球,和现在在美国正风靡一时的匹克球都是过网运动,它们有很多相近的地方。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “我最佩服的是您这样的创业者, 自己做老板、做项目。 和打工的完全不同。 ”, @山哥
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '如山' 的评论 : 谢谢您临帖留言并鼓励。 我这是雕虫小技,不值一提啊。 我最佩服的是您这样的创业者, 自己做老板、做项目。 和打工的完全不同。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'PTYP' 的评论 : 这个可能和球和边框具体位置, 击球角度,来球方向等等有关? 谢谢你的分享。
==“当球打到边框与球弦交接处,球就死了,不会弹起。”
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “我十年前设计和研制了一款网球拍,无死球的刀片形网球拍,现在的任何网球拍都是有死球的网球拍。”, 听起来很不错, 那这款球拍上市了么? @YP
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'PTYP' 的评论 : 看来你对网球拍有研究。 谢谢分享。
如山 回复 悄悄话 赞丹黎的专利经历!真是女中豪杰!
PTYP 回复 悄悄话 我十年前设计和研制了一款网球拍,无死球的刀片形网球拍,现在的任何网球拍都是有死球的网球拍。当球打到边框与球弦交接处,球就死了,不会弹起。创作歌曲只是好玩,不算发明。 祝周末愉快!
PTYP 回复 悄悄话 回复 'BeijingGirl1' 的评论 :是有死球的网球拍。当球打到边框与球弦交接处,球就死了,不会弹起。创作歌曲只是好玩,不算发明。 祝周末愉快!

BeijingGirl1 回复 悄悄话 你一直在创作歌曲, 那都是新的发明啊。 祝周末愉快。 @YP
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'PTYP' 的评论 : 谢谢临帖留评并点赞鼓励。 这是很多年前的事了~~。
==“没看出你还是一位了不起的工程师啊! 很佩服你! 我虽是学音乐的,但我也喜欢新发明。”
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '新林院' & ‘彩烟游士’ 的评论 : 谢谢新林院一如既往的精彩留评。 确实如此。 我进公司签的的保密协议中, 还有离开公司三年内不能为竞争对手工作之类的。 真搞。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '彩烟游士' 的评论 : 哈, 我哪有专利费, 就是有点奖金。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 祝周末愉快。 回复有点晚了, 最近是比较多,抱歉。 @观天
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '井观天' 的评论 : 问好观天。 谢谢临帖, 谢谢美言, 谬赞了。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 又有人在私信中留了不止一个QQH~~。 要交流就请来文里吧。

本悄悄话来自 yanXWang 于 2025-11-13 ~~ 回复主题
这让我联想到,在我们当下的工作和生活中,也充满了各种“坏了的笔珠”和“错误的中心线”。我们常常在低效的流程、过时的规则里打转,却忘了去思考问题的根源是什么。您认为,在日常生活中,我们应该如何培养和保持这种“直击本质”的思维能力呢?非常希望能听听您更多的见解
PTYP 回复 悄悄话 刚看到你的“逆向思维, 我的第一个美国专利”,祝贺,祝贺! 没看出你还是一位了不起的工程师啊! 很佩服你! 我虽是学音乐的,但我也喜欢新发明。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 不过有时候思考不钻牛角尖很重要。 也可以说, 不跟在别人后面吧。 @暖冬
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '暖冬cool夏' 的评论 : 谢谢暖冬临帖留言并鼓励。 ”反向思维,学习了!“, 学习真不敢当啊。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 嗯, 所以日本的侦探小说也世界闻有名。 @姐
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “说到专利,本地叫做“特许”。我不是从事专利的,但为东丽会社和欧姆龙会社翻译了一些专利文书,包括北京的地铁工程中的技术文书,感觉专利的记述,那叫一个细致入微和严谨,环环衔接的慎密,很学习。”, 你好棒哦。 美国的大律所, 有专门的专利律师, 一般和商标注册/版权是一体的。 日本的法律是出名的严谨, 可以想象在专利方面也不会错的。 @羽音姐
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “但你的开篇提到圆珠笔,那真是勾起了很多远去的用笔记忆,发展向上是艰难的历程。”, 是啊, 日本的圆珠笔后来就是这样, 以质量好闻名于世了。 @姐
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '古树羽音' 的评论 : “本想仅仅向京妞妞问个好,就溜走的。”, 问好羽音姐, 欢迎临帖,不可以溜走的, 握手拥抱一下嘛。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 科学一般是一目了然的, 但事情一牵扯到哲学, 我也就要头昏脑胀了, :) @巧巧。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'XQQ' 的评论 : 谢谢巧巧留评并点赞。 湾也觉得“科学家与哲学家”的关系很有意思。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'mw!' 的评论 : 谢谢临帖并点赞。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “学术基础打得宽了,工作会碰上的问题恰好在知识范围内的机会就大一些。
学术基础打得深了,工作会碰上的问题又有实力去解决的机会也大一些。”, 你讲得好。 其实卡方拟合是一个非常基本的概念, 但是在什么地方应用和怎样应用是要真正理解才行。

套用那个GE工程师收费1万刀的例子, 应用卡方拟合收费1刀, 但知道怎么应用受9999 刀。 :) @新林院
BeijingGirl1 回复 悄悄话 我前面的毕业生, 没有人在这个领域工作。 我是第一个,后来带进去好几个师弟。 有一个受不了那个老板逃了, 还有一个被老板 fire 了。 后来还被当成一个成功的例子, 在系里和实验室里讲。 @新林院
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '新林院' 的评论 : 是啊, 看招聘广告觉得都不知道这个仪器是什么东西。 就敢去应聘, 真是初生牛犊不怕虎。 当然,事先做了功课, 了解了一下这个仪器的原理之类的。
==“有发明创造,很棒。
看来学术基础打得宽且深很重要。
上学时不可能预测到毕业后工作会碰上什么问题。”
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'catcher' 的评论 : “科学家最终成为哲学家是少有的天才。很有道理,受教。”, 一个不同的视角, 同受教。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “前面朋友对“认知思维”的看法普通工程师别说到哲学高度,常不能跳出框框,努力和聪明限制在牛角尖上。”, 你讲的对,有时候会跟在别人的后面想, 比如那个圆珠笔的例子, 因为笔珠坏了, 就纠结在笔珠上。。。 @Catcher
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'catcher' 的评论 : “这是优秀工程师的典型特质,常推敲假设,总结现象,逻辑推理。”, 谢谢临帖留言和鼓励。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '金玉屋' 的评论 : 谢谢临帖留言和鼓励。 脑筋急转弯。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 好过没有吧。 @原上草
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '原上草2017' 的评论 : 谢谢临帖留言, 还是有隐形收益的。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “自己的专利自己申请是不错的选择,国家也有免费律师咨询的政策。只是后期要交养护费。
当然,不同单位有不同规定——有的归个人,有的归学校或公司。这些门道也挺有意思的。”, 你说得很是。 如果是和另外的一方合作, 就看双方是怎样协议的了。 @康康
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '康赛欧' 的评论 : 问好康康,谢谢你的留评。 那时候才进公司工作几个月,也没想到会有专利。 可能因为产品太新, 公司希望 everything 都受到保护。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 每个人都是 special 的。 你真得很好。 @初春
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '初春时节' 的评论 : 问好初春。 你的来临总是送来温暖和鼓励。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '加拿大姥姥' 的评论 : 谢谢您的鼓励。 真是不敢当啊。 我很佩服您丰富的人生经历。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '新林院' 的评论 : 你的例子很不错, 其实公司可以在一开始就和他签合同, 然后才让他开始讲发明; 或者,后来庭下和解。 可能可以少付一点。 但资本家都是很贪的。

我认识一个美国朋友, 他和人合伙开公司,做儿童的 car seat。 他的设计非常成功, 小公司也发达起来, 后来被大公司买去, 他的专利就很值钱了, 从此退休。 那个大公司做一系列儿童产品, car seat只是其中一项。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “他向三大汽车巨头建议了他的发明。
但三巨头后来自行生产 Intermittent wipers,没理会他的专利。
他把福特告到法院,打官司 12 年,获得五百万美元赔偿。
他把克莱斯勒告到法院,打官司 10 年,花了一千万美元律师费,获得三千万美元赔偿。
这样耗掉人生的一大部分时间,是否值得?”, 你的例子真是随手拈来。 精彩。
我在这个公司还有别的专利, 这是第一个, 结果就是被加薪, 还有几个月后被升职。 另外一个好处就是resume 变得更加strong。 除了这个六条要求5条都“不对口”的工作, 后来我再也没有自己找过工作, 都是别人来找我。 因为我不但发表了专利, 还有文章, 在各种会议宣讲,业界就比较知道。 @新林院 @彩烟游士
BeijingGirl1 回复 悄悄话 另外如果打官司, 要有基本的数据, 比如 @新林院 举的例子, 每辆车都有雨刷,每年卖了多少车是一定的, 特别是如果有了新雨刷,销量大增的话。 我的情况好像不一样, 新的校准确实让仪器的resolution 提高,同时说让技师校准的时间大大缩短,节省了cost, 量化也不是不可以, 但比较难。 @新林院
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '新林院' 的评论 : 哈, 我知道他是开玩笑的。 你讲得很是。 就是这样的情况。 当时签的协议就是保密, 还有就是知识产权归公司。
新林院 回复 悄悄话 彩烟游士【华为每年的专利收入超6亿美元,你的专利收入也差不到哪里吧?】
公司在雇佣新雇员时,通常让雇员签署《intellectual property (IP) agreement》,同意雇员在任职期间的一切知识产权归公司。
签了以后,雇员在任职期间申请到的专利,其收入就归公司。
个人得到专利收入,通常是个体户发明家。
但有时候很困难,跟大公司侵犯专利打官司,要耗费巨大的时间和金钱。
最著名的案例是 Robert Kearns。他发明了汽车挡风玻璃上的 Intermittent wipers。
他向三大汽车巨头建议了他的发明。
但三巨头后来自行生产 Intermittent wipers,没理会他的专利。
他把福特告到法院,打官司 12 年,获得五百万美元赔偿。
他把克莱斯勒告到法院,打官司 10 年,花了一千万美元律师费,获得三千万美元赔偿。
这样耗掉人生的一大部分时间,是否值得?

彩烟游士 回复 悄悄话 华为每年的专利收入超6亿美元,你的专利收入也差不到哪里吧?:)
井观天 回复 悄悄话 京妞有料啊!
暖冬cool夏 回复 悄悄话 京妞真牛!反向思维,学习了!
古树羽音 回复 悄悄话 本想仅仅向京妞妞问个好,就溜走的。但你的开篇提到圆珠笔,那真是勾起了很多远去的用笔记忆,发展向上是艰难的历程。
得知你的专利,道个晚贺!说到专利,本地叫做“特许”。我不是从事专利的,但为东丽会社和欧姆龙会社翻译了一些专利文书,包括北京的地铁工程中的技术文书,感觉专利的记述,那叫一个细致入微和严谨,环环衔接的慎密,很学习。
XQQ 回复 悄悄话 赞京妞运用逆向思维发表了第一份专利。网友的讨论让我对“科学家与哲学家”的关系产生了兴趣,一通研读后已头昏脑胀:)
mw! 回复 悄悄话
新林院 回复 悄悄话 有发明创造,很棒。
看来学术基础打得宽且深很重要。
上学时不可能预测到毕业后工作会碰上什么问题。
学术基础打得宽了,工作会碰上的问题恰好在知识范围内的机会就大一些。
学术基础打得深了,工作会碰上的问题又有实力去解决的机会也大一些。

catcher 回复 悄悄话 @茵芯 孤陋寡闻不知道这个看法,科学家最终成为哲学家是少有的天才。很有道理,受教。
catcher 回复 悄悄话 这是优秀工程师的典型特质,常推敲假设,总结现象,逻辑推理。前面朋友对“认知思维”的看法普通工程师别说到哲学高度,常不能跳出框框,努力和聪明限制在牛角尖上。
金玉屋 回复 悄悄话 厉害了,北京姑娘。
原上草2017 回复 悄悄话 专利不能带来收益,没什么用。
康赛欧 回复 悄悄话 读到你的经历很有启发,尤其是那段“逆向思维”的故事,真是点睛之笔。其实如果有条件,自己的专利自己申请是不错的选择,国家也有免费律师咨询的政策。只是后期要交养护费。
当然,不同单位有不同规定——有的归个人,有的归学校或公司。这些门道也挺有意思的。
初春时节 回复 悄悄话 太厉害了,为你骄傲!
我数学一直不好,说的这些半懂不懂,最佩服数学好的人。
京妞早上好!
加拿大姥姥 回复 悄悄话 出类拔萃,北京姑娘,博士后,专利者,大贡献,太棒啦,向你致敬。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 说明一下,文中的描述做了简化, 为了读者容易看和理解。 专利本身涉及多一些数学和计算机。 @all
BeijingGirl1 回复 悄悄话 另外我在加入这个公司时还签有保密协议。 后来我在这个公司还有专利, 也一样处理。 到别的公司以后, 也有专利, 有得到奖金。 但是, 所有的专利都属于公司, :) @远雾
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “这个专利属于你的还是公司的”, 专利都属于公司的。 我个人得到的就是不久后被加薪,然后又升职。 @远雾
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '远远的雾' 的评论 : 问好。 谢谢临帖留评! 谢谢鼓励! 看到你近来好贴连连, 为你点赞!
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “认知思维中有思维用各个切入点,上下左右,里外侧斜等等。美国人崇拜分析型思维,很多时候思维的灵活性才是突破的关键。科学家最终成为哲学家是少有的天才。”, 你的留评很精彩。 确实, “灵机一动”。。。 @茵芯
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '茵芯' 的评论 : 谢谢茵芯临帖留评和鼓励!
== “你思考灵活,而且敏感! 赞!”
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 '麦琪儿' 的评论 : 谢谢麦琪儿临帖点赞。 你的故事也很精彩哦。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 有的同学读研的时候就有专利了。 @dong
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'dong140' 的评论 : 谢谢你的鼓励。 其实真没什么。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 回复 'dong140' 的评论 : 给dong 上茶。
远远的雾 回复 悄悄话 非常有趣的分享!很喜欢这个经历。这个专利属于你的还是公司的,最后?
茵芯 回复 悄悄话 你思考灵活,而且敏感! 赞!

认知思维中有思维用各个切入点,上下左右,里外侧斜等等。美国人崇拜分析型思维,很多时候思维的灵活性才是突破的关键。科学家最终成为哲学家是少有的天才。
麦琪儿 回复 悄悄话 真棒!
dong140 回复 悄悄话 谢谢分享。京妞好厉害。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 不过这件T-shirt 是我工作的另外一个公司发的。 :)
BeijingGirl1 回复 悄悄话 这篇的照片是原创。
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