De störande uppfinningarna som får folk att säga "Wow!" tenderar att komma från forskning i hjärtat av städerna och inte i förorterna, tyder en ny studie på.

Forskare fann att inom storstadsområden, Majoriteten av patenten kommer från innovationer som skapats i förorter – ofta i kontorsparker hos stora teknikföretag som Microsoft och IBM.

Men det okonventionella, disruptiva innovationer – de som kombinerar forskning från olika tekniska områden – är mer benägna att produceras i städer, sa Enrico Berkes, medförfattare till studien och postdoktor i ekonomi vid The Ohio State University.

Dessa okonventionella patent är sådana som, till exempel, kan blanda forskning om akustik med forskning om informationslagring – grunden för digitala musikspelare som iPod. Eller patent som citerar tidigare arbete med dammsugning och datoranvändning för att producera Roomba.

"Tätbefolkade städer genererar inte fler patent än förorterna, men de tenderar att generera mer okonventionella patent, sade Berkes, som gjorde jobbet som doktorand vid Northwestern University.

"Våra resultat tyder på att städer ger fler möjligheter för kreativa människor inom olika områden att interagera informellt och utbyta idéer, vilket kan leda till mer disruptiv innovation."

Berkes genomförde studien med Ruben Gaetani, biträdande professor i strategisk ledning vid University of Toronto. Deras forskning publicerades nyligen online i The Economic Journal .

Tidigare forskning har visat att stora storstadsområden är där patentverksamheten tenderar att koncentreras, Berkes sa, vilket tyder på att befolkningstäthet är en viktig faktor för innovation.

Men när Berkes och Gaetani började titta närmare på storstadsområden, de fann att en betydande del av dessa patent utvecklades i förorterna – den minst tätbefolkade delen. Nästan tre fjärdedelar av patenten kom från platser som hade en täthet under 3, 650 personer per kvadratkilometer år 2000, om Palo Altos täthet, Kalifornien.

"Om ny teknik sporras av befolkningstäthet, vi ville veta varför så mycket händer i de minst täta delarna av storstadsområdena, " sa Berkes.

Så Berkes och Gaetani analyserade mer än 1 miljon amerikanska patent beviljade mellan januari 2002 och augusti 2014. De använde fint geolokaliserade data från US Patent and Trademark Office som gjorde det möjligt för dem att se exakt var i storstadsområden – inklusive stadskärnor och specifika förorter – som patenterade upptäckter gjordes.

Men de var också intresserade av att bestämma vilken typ av innovationer som producerades – om de skulle anses vara konventionella eller okonventionella. Det gjorde de genom att analysera det tidigare arbete som varje patent baserades på.

Forskarna taggade nya patent som okonventionella om uppfinnarna citerade tidigare arbeten inom vitt skilda områden.

Till exempel, ett patent från 2000 utvecklat i Pittsburgh är en av de första registrerade uppfinningarna inom bärbar teknologi och en av föregångarna till produkter som Fitbit. Den erkändes som okonventionell eftersom den citerar tidigare patent inom både kläder och elektrisk utrustning - två mycket avlägsna områden.

Efter att ha analyserat data, forskarna fann att både stads- och förortsområden spelade en framträdande roll i innovationsprocessen, men på olika sätt, sa Berkes.

Stora innovativa företag, som IBM eller Microsoft, tenderar att utföra sin forskning i stora kontorsparker utanför de största stadskärnorna.

"Dessa företag är mycket framgångsrika i att dra fördel av formella kanaler för kunskapsspridning, som möten eller konferenser, där de kan dra nytta av sina forskares expertis och få dem att arbeta tillsammans i specialiserade projekt för företaget, sa Berkes.

"Men det är svårare för dem att utnyttja idéer från andra vetenskapliga områden eftersom detta kräver interaktioner med uppfinnare som de inte kommunicerar med varje dag eller stöter på i cafeterian eller i korridoren."

Det var där stadskärnorna utmärkte sig. I städer som San Francisco och Boston, forskare kan träffa människor inom helt olika områden på barer, restauranger, museer och kulturevenemang. Alla tillfälliga möten kan leda till produktiva partnerskap, han sa.

"Om du vill skapa något riktigt nytt och störande, det hjälper om du har möjligheter att slentrianmässigt stöta på människor från andra vetenskapliga områden och utbyta idéer och erfarenheter och kunskap. Det är vad som händer i städer, " han sa.

"Täthet spelar en viktig roll i typen, snarare än beloppet, av innovation."

Dessa resultat visar det potentiella värdet av teknikparker som samlar nystartade teknikföretag inom en mängd olika områden på ett ställe, sa Berkes. Men de måste ställas in ordentligt.

"Vår forskning tyder på att informella interaktioner är viktiga. Teknikparker bör struktureras på ett sätt så att människor från olika startups enkelt kan interagera med varandra på en regelbunden basis och dela idéer, " han sa.