Team Alpha
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Contents
Einleitung
MEDTECH DIY Blockwoche
Herzlich willkommen auf der offiziellen Seite von Team Alpha. Im Rahmen der Blockwoche Medizintechnik DIY wurde das Projektteam Alpha gegründet. Die Blockwoche wurde vom 11. bis 16 September 2023 an der Hochschule Luzern Technik & Architektur im FabLab durchgeführt. Ziel dieser Blockwoche ist es, den Studierenden die Schnittstelle zwischen Technik und Medizin näher zu bringen, indem sie selber Prototyps für medizinische Geräte entwickeln und testen. Dazu wurden von den Blockwochenleiter vorläufig immer ein Input gehalten, wie sich die Teams ihren Zielen annähern können. In diesen Inputs wurde unter anderem aufgezeigt wie man lötet, wie das Andurino angewendet wird und die 3D Drucker funktionieren. Ende Woche wurden dann die Prototypen den anderen Gruppen in einer Präsentation vorgestellt.
FabLab
Das FabLab ist an der Hochschule Technik & Architektur in Horw angesiedelt und ist für alle zugänglich. Zu Beginn benötigt es allerdings eine Einführung durch das Fachpersonal. Das FabLab gibt es jedoch nicht nur in Luzern, sondern auf der ganzen Welt. Das Ziel der FabLabs ist es, Privatpersonen eine Möglichkeit zu geben, wo sie an modernen Fertigungsanlagen arbeiten können. Weitere Informationen findet man unter: https://fablab-luzern.ch/
Es sind folgende Geräte vorhanden:
- Laser Cutter vom Typ AKJ-6090 von Acctek
- 3D-Drucker Ultimaker2+
- CNC - Maschine
- Fräsen
Ebenso ist das FabLab mit einer grossen Auswahl an Werkzeug ausgestattet.
DIY
DIY steht für "DO IT YOURSELF". Der Grundgedanke ist, Dinge mit einfachen und grundlegenden Mitteln selber herzustellen. DIY ist im Heimwerker Bereich stark verbreitet. DIY ist jedoch nicht auf einfache Nachttischmöbel und Gartenhäuser limitiert. Man kann auch komplexe Geräte und Installationen selbst herstellen, wie zum Beispiel für die Medizintechnik. Einige Beispiele dazu lassen sich in diesem Wiki finden.
Programm
Informationen findet man unter Schedule auf: https://www.hackteria.org/wiki/Medizintechnik_DIY#Schedule
Mitglieder
Das Team Alpha besteht aus folgenden Studierenden:
Lukas Schnyder
Lukas Schnyder hat seine Lehre als Polymechaniker 2019 abgeschlossen. Aktuell studiert er im 7. Semester des Studiengangs Maschinentechnik.
Marco Gross
Marco Gross hat seine Lehre als Polymechaniker 2015 abgeschlossen und arbeitete anschliessend als Motorradmechaniker. Aktuell studiert er im 7. Semester des Studiengangs Wirtschaftsingenieur.
Nicola Fellmann
Nicola Fellmann hat seine Lehre als Gebäudetechnikplaner 2018 abgeschlossen und arbeitete anschliessend als Sachbearbeiter. Aktuell studiert er im 7. Semester des Studiengangs Medizintechnik.
Arbeitsjournal
Tag 1
Die Blockwoche Medtech DIY begann mit einem Rundgang im FabLab der HSLU. Marc Dusseiller, der Dozent und Leiter der Blockwoche, konnte den Teams einen ersten Überblick über das FabLab verschaffen. Anschliessend durfte sich jeder Teilnehmer kurz Vorstellen. Der Morgen schloss Marc mit einer Präsentation über seine bisherigen, sehr spannenden Projekte ab. Am Nachmittag präsentierte Lina Lopez einige Ihrer Projekte im Bereich des "Bio-Hacking". Linas ist Technologie und Kreativ-Consultant aus Sao Paolo. Die spannenden und eindrücklichen Arbeiten von Lina ragten von implantierten Chips bis zu Gehirnwellenmessungen ihrer neugeborenen Tochter. Gegen Ende des ersten Tages konnten die Teams erste Erfahrungen mit dem Löten sowie dem programmieren des Arduinos gewinnen.
Tag 2
Der zweite Tag begann mit mit einer weiteren Vorstellungsrunde. Die Teams konnten sich gegenseitig zeigen, was sie schon mit dem Arduino konstruiert und programmiert haben. Einige Teams konnten bereits LED's ansteuern oder den Widerstand der Haut messen. Das Team Alpha musste sich noch etwas mit dem Arduino zurechtfinden und einarbeiten. Zur Unterstützung der Teams wurde "Shih Wei Chieh" (er stellte sich als "Abao" vor) aus Taiwan eingeladen. Abao ist DIY Laser Enthusiast, Material & Textil-Tüftler. Seine Expertise wird den Teams sicherlich von grossem Nutzen sein. Durch die Hilfe von Abao konnte sich auch das Team Alpha in die Arduino Welt einarbeiten. Nun startete das Team Alpha mit dem "Hack 0". "Hack 0" bezieht sich auf die ersten Versuche und Experimente. Der erste Versuch mit dem Arduino war ein einfacher Aufbau mit einer LED, welche durch ein Programm angesteuert werden konnte.
Zusätzlich wollte das Team einen Aufbau konstruieren, um den Widerstand der Haut zu messen. Das Programm wurde mit der folgenden Anleitung aufgebaut:
Mit der Hilfe von Abao konnte das Team den Aufbau erfolgreich umsetzen.
Am Nachmittag widmete sich das Team Alpha dem Bauteil BioAMP und dem "Bio Hacking". Das Bauteil verstärkt sehr kleine Signale, damit diese weiter verwendet werden können. Als erstes wurde der BioAMP mit Kabel verlötet, damit der BioAMP mit einem Körperteil und dem Arduino verbunden werden kann.
Anschliessend konnte das Team durch eine Videoanleitung das Setup erstellen und damit experimentieren. Die Videoanleitung kann unter dem folgenden Link aufgerufen werden:
https://www.youtube.com/watch?v=QzZh243-Ac8&ab_channel=UpsideDownLabs
Dem Team Alpha ist es gelungen, diverse Bewegungen in elektrische Signale umzuwandeln und diese am Computer anzeigen zu lassen. Kopfbewegungen, Blinzeln und Augenbewegungen wurden erfolgreich registriert und ausgegeben.
Nun wollte das Team einen Servomotor durch Muskelkontraktionen ansteuern. Das Team hat dazu ein bereits erstelltes Setup übernommen und angepasst.
Das Setup ist auf dem folgenden Link ersichtlich:
https://www.hackteria.org/wiki/Team_Amigo#Hack_1
Das Ergebnis der Experimente ist in folgendem "gif" ersichtlich:
Am Ende des Tages durften die Teilnehmer eine Einführung in die Maschinen des FabLabs geniessen. Insbesondere die 3D Drucker und die Lasercutter wurden den Teilnehmern nähergebracht. Zum Abschluss des Tages genossen die Teilnehmer eine Präsentation und eine musikalische Show von Abao, begleitet durch ein köstliches Apero gesponsert von Marc. Herzlichen Dank!
Tag 3
Der dritte Tag begann mit Gruppendiskussionen für den "Hack 1". Das Team Alpha besprach diverse Optionen, mit welchen das Team ihr erstes Projekt gestalten könnte. Grundsätzlich soll es das Thema "BioHacking" tangieren. Das Team hat sich zur Aufgabe gemacht, Muskelkontraktionen in Signale umzuwandeln. Diese Signale sollen anschliessend Töne erzeugen und ausgeben. Das Team experimentierte zusätzlich mit Hirnwellenmessungen (EEG). Da die Hirnwellen aber sehr schwach sind, ist es extrem schwierig, diese zu erkennen bzw. zu messen. Zusätzlich beeinflusst der vorhandene Elektrosmog die Messungen. Daher hat sich das Team Alpha dazu entschieden, die Muskelkontraktionen für die eingehenden Signale zu nutzen. Erste Experimente zur Erkennung der Muskelkontraktionen wurden bereits erfolgreich durchgeführt.
Für die Musikausgabe nutzt das Team Alpha zwei Lautsprecher. Diese wurden vorbereitet, damit sie mit dem Arduino verbunden werden können.
Damit der Prototyp nicht an einem Computer angeschlossen werden muss, werden Batterien für die Stromversorgung genutzt.
Durch intensive Recherche auf hackteria.org wurde das Team auf die folgenden Einträge aufmerksam:
https://www.hackteria.org/wiki/Team_GUSTAV#Muscle_SpikerShield_DIY_v2.11
https://www.hackteria.org/wiki/Team_GUSTAV#Experiment_3:_Durch_Muskelkontraktion_T.C3.B6ne_erzeugen
Diese Einträge führten auf die folgende Anleitung für die Realisierung des Projekts:
https://backyardbrains.com/experiments/music
Mit der Hilfe dieser Anleitung konnte das Team die Konzeption für das Projekt ausarbeiten und damit experimentieren. Die Funktion wurde erfolgreich getestet:
Das Arduino, die Lautsprecher, die Kabel und die Batterien finden in einer Box ihren Platz. Die Grundform der Box wurde von der Webseite Makercase heruntergeladen. Der folgende Link führt zu der Grundform:
https://en.makercase.com/#/basicbox
Anschliessend wurde die Grundform im Lasercutter Programm "RD Works V8" bearbeitet, damit alle elektronischen Komponenten eingebaut werden können.
Damit sich die Box einfach öffnen lässt, wurde auf dem Deckel ein Knauf montiert. Der Knauf wurde mit dem 3D-Druckverfahren gedruckt. Die Datei dafür wurde von der Webseite "thingiverse.com" heruntergeladen.
Die Box wurde gelasert, die Komponenten eingebaut und der Programmcode auf das Arduino geladen. Selbstverständlich wurden immer wieder Tests durchgeführt. Damit wurde sichergestellt, damit alle Komponenten vor der Montage einwandfrei funktionieren.
