Difference between revisions of "MedTechDIY20 Team G2020"

Revision as of 18:08, 4 February 2020

Das Team G2020 setzt sich aus den Mitgliedern Roger Hegglin, Dominik Roth und Silvan Rüttimann zusammen. Wir gründeten unser Team im Rahmen der Blockwoche DIY - Medizintechnik. Durch die unterschiedlichen Studienrichtungen ergänzen wir uns in unserem Wissen. Silvan Rüttimann studiert Medizintechnik, Roger Hegglin und Dominik Roth absolvieren den Studiengang Maschinenbau. Die Inspiration für die Versuche und die Projekte erfolgte gegenseitig und wir konnten diese gemeinsam weiter entwickeln.

Mitglieder:

• 

  Silvan Rüttimann Medizintechnik

• 

  Roger Hegglin Maschinenbau

• 

  Dominik Roth Maschinenbau

Abstract

In der Blockwoche Medizintechnik DIY wird der Do It Yourself (DIY) Ansatz auf verschiedene Bereich der Medizintechnik angewandt. Dabei gilt es mit einfachen Mitteln teils komplexe Sachverhalte und Geräte selber nachzuvollziehen und zu bauen. Der Themenbereich beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Medizintechnik. Auch eigene Ideen können während der Blockwoche verfolgt werden und in der Gruppe entwickelt werden. Die Teilnehmer der Medizintechnik DIY Blockwoche werden in Gruppen mit 3-4 Studenten eingeteilt. Durch die interdisziplinäre Zusammensetzung der Gruppen, ist für ein breites Fachwissen gesorgt und die Gruppenmitglieder können sich gegenseitig ergänzen. Die ersten Experimente wurden mit den Bausätzen von Backyardbrains durchgeführt. Dabei werden Körperfunktionen gemessen und mit einem Ardunio und der entsprechenden Erweiterung verarbeitet. Die verarbeiteten Signale können visualisiert, vertont oder weiter verarbeitet werden. So kann man die Stärke von Muskelkontraktionen durch LEDs anzeigen oder ein EKG des Herzens darstellen. Durch Skillshares wird das grosse Wissen der Teilnehmer untereinander geteilt. Dadurch bildet man sich in vielen Bereichen weiter und man beschränkt sich nicht auf ein Fachgebiet. So lernten wir in der Blockwoche viel neue "Skills". Wie z.B "Schweissen", "Arduino Programmierung", "Medizinische Untersuchungen", "Synthesizer bauen",usw.

Mit den neu erlernten Fähigkeiten und den vorhandenen Materialien haben wir unseren ersten Prototyp, ................, hergestellt.

Einleitung

Reflexion Pflichtlektüre

Die Pflichtlektüre, die im Vorfeld des Kurses zu lesen war, beinhaltet mehrere Texte und Videos rund um die Themen Open Source, Vereinfachung und Arduinoboards. Ein Video thematisiert den Opensource Gedanken anhand mehrerer Beispiele, visualisiert durch einen Lego Animationsfilm. So werden anhand der Geschichte von der Planung bis zum fertigen Haus die wichtigsten Fragen zu Opensource geklärt. Eine weitere wichtige Lektüre war eine Infobroschüre der schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften. Sie thematisiert die "Do it yourself" Mentalität in der Bioanalytik und beschreibt, wie durch einfache und günstige Geräte einer breiteren Gesellschaft den Zugang zur Biotechnologie ermöglicht wird.

Inputs

Einführung in das System DIY

Am Anfang der Blockwoche haben uns Marc und Urs einen Einblick in Ihren Lebenslauf gegeben und uns über das weitere Vorgehen des Moduls aufgeklärt. Weiter haben sie uns nähergebracht wie man die Anwendungen der Medizintechnik mit Do It Yourself (DIY) Ansätzen verbindet. Es wurden viele Kleinteile aus verschiedenen Bereichen auf einem Tisch ausgelegt. Die Studenten stellten sich untereinander vor, indem jeder sein Name sagte und eines der Kleinteile aus der Kiste mit sich in Verbindung brachte. Am Nachmittag hat sich Marc vorgestellt und über seine Projekte in Yogyakarta berichtet. Er gab Einblicke in seine getätigten Arbeiten im Ausland.

| Zeitplan für Blockwoche]]

Arbeiten mit Wiki

Zum Schluss des ersten Tages brachte uns Marc das Wiki noch näher. Dabei wurde vermittelt wie das Wiki genutzt und mit Inhalten gefüllt werden kann, wie bspw. Fotos oder Videos. Das Wiki soll die gesamt Dokumentation der Blockwoche MedTech DIY beinhalten. Es gilt das Prinzip "learning by doing", denn vieles kann man selber herausfinden und dann anwenden.

Siehe dazu Referenz: Medizintechnik DIY

Skillshare

Am zweiten Tag der Blockwoche erklärten uns Marc und Urs das Prinzip vom Skillsharen. Ziel der Übung besteht darin, dass ein Austausch von vorhandenen Skills der Teammitglieder vollzogen wird. Zu Beginn schreibt jeder Teilnehmer auf was er beibringen kann und was er gerne lernen möchte. Durch die Vielfältigkeit der vorhandenen Fähigkeiten der Gruppe entsteht ein Wissensaustausch untereinander. Nicht ein Dozent der das ganze führt ist hier das Prinzip sondern, alle bringen sich etwas bei und lernen durch andere Teilnehmer dazu.

3D Drucker

Im Fablab befinden sich vier 3D Drucker, welche von allen genutzt werden können. Der Aufbau oder die Funktionsweise ist im einfachen Sinne wie bei einer Heissleimpistole. Anstelle des Klebers wird hier Kunststoff erwärmt, hauptsächlich PLA, da sich dieser sehr gut zum Drucken eignet, aufgrund seiner geringen Schmelztemperatur und leichten Verarbeitung.

Die Daten, welche auf den 3d Drucker geladen werden, können sind sogenannte stl Files. Diese können mithilfe eines CAD Programmes generiert werden. Diese Files kann man dann mithilfe eines Programmes des jeweiligen 3D Drucker Herstellers oder einem kompatiblen Programm öffnen. Nun gibt es einige Einstellungen, welche man vornehmen kann, so zum Beispiel die Druckgeschwindigkeit, die Fülldichte oder die Druckplattenhaftung. Einführung in Cura

Wenn kein CAD vorhanden ist, hat man die Möglichkeiten auf Plattformen wie thingiverse aus unzähligen Teilen das gewünschte auszuwählen.

Laserschweissen

Zur Verfügung stehen drei verschiedene Schnittarten. Es wird zwischen Schneiden, also durchgehendes Trennen, Ritzen für Markierungen und Gravieren z.B. für Bilder unterschieden. Für jedes der drei Verfahren gibt es gewisse Erfahrungswerte vom FabLab mit den dazugehörigen Laserstärken sowie den möglichen Geschwindigkeiten. Die zu bearbeitende Geometrie muss als Vektordatei vorhanden sein. Vorzugsweise soll die Datei im DXF Format vorhanden sein. Die genaue Maschinennutzung, das Einrichten und das Kalibrieren kann der Anleitung entnommen werden. Für Unterstützung stehen die Assistenten im FabLab zur Verfügung.

Experimente

Tag 1 - Montag

Am Montagmorgen 03.02.2020 fanden wir uns im FabLab an der Hochschule Luzern ein und lernten das Dozententeam kennen. Urs gab uns am Vormittag einen Einblick und eine Übersicht auf die bevorstehende Blockwoche. Die Teameinteilung und eine kurze Vorstellungsrunde beendete den ersten Morgen in dieser Woche. Am Nachmittag fand der Input von Marc im Raum F200 statt und wir konnten spannende Einblicke in die vielschichtige Welt der Hacks und DIY-Kultur nähere Infos zu seinem Werdegang, den Ihn bereits in Projekte auf der ganzen Welt involviert hat. Der letzte Input behandelte eine Einführung in die Mediawiki-Software und die Teamseite G2020 wurde eröffnet.

Tag 2 - Dienstag

Hack 0

Versuch 1: Muskelaktivität mit LED darstellen

Mit dem Aurduino und dem Muscle Spiker Shild wir als erstes versucht die elektrische Muskelerregung zu erfassen und mit den LEDs wiederzugeben. Der Versuch dient dazu das Aurduino und der Muscle Spiker Shild zu testen und erste Erfahrungen zu machen. Nach dem umlegen des Schalters auf der Mitte des Muscle Spiker Shild und dem Anpassen der Schwellenwerte im Arduino-Code, funktioniert der Versuch einwandfrei. Der Versuch zeigt, das die Muskelsignale erfasst und wieder gegeben werden. Diese Signale könnten zu einem späteren Zeitpunkt auch dazu verwendet werden um einen Motor oder Servo zu steuern.

Versuch 2: EKG-Kurve messen

Bei diesem Versuch wird ein Elektrokardiogramm (EKG) gemessen und dargestellt. Dazu benötigt wird ein Arduino mit passendem Code, ein Heart and Brain SpikeShield von BYB und das BYB Spike Recorder - Programm, um die EKG-Wellen darzustellen. backyardbrains.com/experiments/heartrate

Zuerst wurde das Programm Spike Recorder auf dem PC installiert und der Code auf das Arduino geladen. Danach befestigte die Elektroden an der Testperson. Die EKG-Messung mit den Elektroden an den Handgelenken war nicht sehr genau und sehr verrauscht. Um eine bessere Kurve zu erhalten, werden die Elektroden auf der Brust moniert. Das Resultat ist viel, besser jedoch ist ein starkes Rauschen noch vorhanden. Mit den Tools von Spike Recorder konnte das Rauschen minimiert werden und das EKG wurde klarer.

Versuch 3: Musik mit Muskel

Mit dem Arduino und dem Muscle Spike Shiled soll die Muskelaktivität erfasst werden, um sie dann durch einen Lautsprecher wieder zugegeben. Die gemessene Muskelaktivität wird je nach Intensität einem gewissen Ton zugeordnet. Eine kleine Intensität entspricht einem tiefen Ton und vice versa. Dazu benötigt werden ein Lautsprecher, ein Aux-Kabel, 2 Verbungskabel (male to male) und 2 Alligatorklemmen. Die Verbindungskabel werden beim Arduino beim Port GND und beim Port 8 eingesteckt und mit den zwei Klemmen mit dem Aux-Kabel verbunden. Der benötigte Arduino Code kann von der Website heruntergeladen werden. Mit dem Schalter S2 auf dem Muscle Spike Shiled kann durch die verschiedenen Modi des Programms geschaltet werden.

Nach der Justierung der Mini- und Maximalwerte funktioniert der Versuch einwandfrei und die Testperson kann mit seinen Muskeln Musik machen.

Tag 3 - Mittwoch

Tag 4 - Donnerstag

Tag 5 - Freitag

Tag 6 - Samstag

Was haben wir gelernt - Skillshare

Um das gegenseitige Wissen jedes Teilnehmers zu erhöhen wurde eine Skillsharesession ins Leben gerufen. Dabei trafen wir uns alle gemeinsam im Klassenraum und bekamen die Aufgabe jeweils ein Zettel zum Thema "Was kann ich beibringen" und "Was will ich lernen" an die Pinnwand zu kleben. Diese Themen wurden gegliedert und zu einem Programm gestaltet. Jede Gruppe musste eine Session organisieren und durchführen. Roger hat durch die Lehre als Baumaschinenmechaniker grosse Erfahrungen im Bereich Schweissen gesammelt. Deshalb haben wir uns entschieden den Teilnehmern das Schweissen näher zu bringen.

Angebotener Skill Schweissen

Skill 1

Skill 2

Skill 3

Reflexion