Difference between revisions of "Team Ameisibär"

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Die Ersten Hacks befassten sich mit der Weiterentwicklung des Muscle Shields. In einem weiteren Hack wollten wir jedoch noch einen neuen Ansatz wagen. Während unseren Recherchen stiessen wir auf mehrere Open Source Projekte, welche sich mit einem Händewaschen-Timer auseinandersetzten. Das gründliche Händewaschen, so wird empfohlen, sollte mindestens 20 Sekunden lang dauern. Gerade in der aktuellen Situation, in welcher gründliches Händewaschen wieder öfter in Erinnerung gerufen wird, finden wir ein unterstützendes Device sehr interessant. Mit den Komponenten aus dem Fablab, versuchten wir eines dieser Projekte Umzusetzen.
 
Die Ersten Hacks befassten sich mit der Weiterentwicklung des Muscle Shields. In einem weiteren Hack wollten wir jedoch noch einen neuen Ansatz wagen. Während unseren Recherchen stiessen wir auf mehrere Open Source Projekte, welche sich mit einem Händewaschen-Timer auseinandersetzten. Das gründliche Händewaschen, so wird empfohlen, sollte mindestens 20 Sekunden lang dauern. Gerade in der aktuellen Situation, in welcher gründliches Händewaschen wieder öfter in Erinnerung gerufen wird, finden wir ein unterstützendes Device sehr interessant. Mit den Komponenten aus dem Fablab, versuchten wir eines dieser Projekte Umzusetzen.
 
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[https://youtu.be/fh2wbHhGNvk Youtube: Hand Wash Counter]
 
  
 
Ein Ultraschallsensor misst die Entfernung zur Hand des Benutzers. Gelangt diese nahe genug an den Sensor, startet auf dem Display ein Countdown von 20 Sekunden. Der Benutzer kann sich nun seine Hände bis zum Ablauf des Countdowns waschen. Nach Ablauf des Countdowns versetzt sich das Gerät wieder in Ruhe.
 
Ein Ultraschallsensor misst die Entfernung zur Hand des Benutzers. Gelangt diese nahe genug an den Sensor, startet auf dem Display ein Countdown von 20 Sekunden. Der Benutzer kann sich nun seine Hände bis zum Ablauf des Countdowns waschen. Nach Ablauf des Countdowns versetzt sich das Gerät wieder in Ruhe.
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[https://youtu.be/fh2wbHhGNvk Youtube: Hand Wash Counter]
  
 
== Reflexion ==
 
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=== Lee-Roy ===
 
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Die Woche gestaltete sich sehr abwechslungsreich. Verschiedene Inpus und Gäste haben mir einen Einblick in die Open Source Community ermöglicht. Durch den lockeren Rahmen war ich in der Lage mich mit dieser Community vertraut zu machen, um erste kleine Projekte durchzuführen. Generell zeichnete sich Open Source als das Leitmotiv dieser Woche aus. Gemeinsames Arbeiten und voneinader Lernen wurde nicht nur nahegelegt sondern durch das Skill Sharing auch praktiziert. Prsönliche Fortschritte konnte ich mit dem Arduino erzielen, mit welchem ich bisher noch nicht gearbetet habe.
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=== Dominik ===
 
=== Dominik ===
 
Die Blockwoche MEDTECH_DIY war sehr lehrreich und interessant. Es war eindrücklich zu erfahren, wie schnell man mit wenig Mittel ein Prototyp einer Idee umsetzen kann. Ich denke, dass ich von dieser Erkenntnis in Zukunft des Öfteren Gebrauch machen werde. Des Weiteren finde ich den Ansatz des Open Sourcing sehr gut und in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit, dass es Einrichtungen wie z.B. das FabLab gibt, wo man seine eigenen Projekte umsetzen kann.
 
Die Blockwoche MEDTECH_DIY war sehr lehrreich und interessant. Es war eindrücklich zu erfahren, wie schnell man mit wenig Mittel ein Prototyp einer Idee umsetzen kann. Ich denke, dass ich von dieser Erkenntnis in Zukunft des Öfteren Gebrauch machen werde. Des Weiteren finde ich den Ansatz des Open Sourcing sehr gut und in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit, dass es Einrichtungen wie z.B. das FabLab gibt, wo man seine eigenen Projekte umsetzen kann.

Latest revision as of 10:15, 1 March 2021

KW 40 Ameisenbaer 06.09.10 Bild 1.jpg

Mitglieder des Teams Ameisibär

Flühler, Sarina

Sarina Flühler ist 26 Jahre alt, studiert Medizintechnik und arbeitet nebenbei an der Hochschule Luzern. Vor dem Studium hat sie die gymnasiale Matura gemacht und mit dem Humanmedizinstudium begonnen. In ihrer Freizeit ist sie gerne kreativ tätig und verbringt gerne Zeit draussen in der Natur.

Stalder, Philipp

Philipp Stalder ist 31 Jahre alt und Vater von zwei Kindern. Nach einer Lehre als Polymechaniker machte er die Ausbildung zum Maschinentechniker HF an der TEKO Luzern und studiert seit 2017 berufsbgleitend Maschinentechnik an der HSLU T&A während er bei PFISTERER Switzerland als Betriebsmittelkonstrukteur arbeitet.

Imfeld, Dominik

Dominik Imfeld ist 25 Jahre alt, arbeitet in der Firma maxon und studiert nebenbei Maschinentechnik. In seiner Freizeit ist er viel mit dem Bike oder zu Fuss in den Bergen anzutreffen. Ausserdem ist er Vorstandsmitglied vom Rapattack Festival.

Ryhner, Lee-Roy

Lee-Roy befindet sich im zarten Alter von 28 Jahren und studiert im 8. Semester des Wirtschaftsingenieurstudiums. Er fühlt sich an der Hochschule derart wohl, dass er nicht nur dort studiert sondern auch arbeitet. Die Freizeit verbringt er mit "käfele" in guter Gesellschaft und im Sommer ab und an ein Reussschwumm. Vertreibt er nicht gerade laute Kinder von seinem Rasen, spielt er im Vögeligärtli Blitzschach gegen Senioren.

Theorie und Reflexion

Einlesen vor der Blockwoche

DIY in der Biotechnologie
Im eigenen Garagenlabor Biotechnologie zu betreiben hört sich definitiv nach dem Traum eines Tüftlers an. In der Blockwoche Medizintechnik DIY haben wir die Möglichkeit in diese Welt einzutauchen und kleine Experimente/ Hacks selbst auszuprobieren. Die immer komplizierter werdende technische Entwicklung/ Erkenntnisse können durch den DIY vereinfacht und so verständlicher gemacht werden. In einem Garagenlabor bzw. Fablab arbeiten häufig Experten und Laien Schulter an Schulter, was den Austausch untereinander ermöglicht. Man kann voneinander lernen und von den Stärken des anderen profitieren. Diesen Aspekt haben wir in der Skill Share Session selbst erleben dürfen.

Der DIY Ansatz stellt einen grosse Chance für Lehre und Entwicklungsländer dar, da dort meist nicht nur begrenzte finanzielle Möglichkeiten zur Verfügung stehen. Es geht nicht nur darum etwas zu verstehen, sondern durch das selber machen dies auch zu begreifen.

Open Source
Unter dem Begriff Open Source versteht man eine Quelle, die für jeden zugänglich ist. Anders gesagt, die Arbeit von jemandem wird offengelegt und kann von jedem genutzt werden. Der Vorteil ist, dass sich so die Arbeit laufend weiterentwickelt. Jeder Nutzer kann sie nach seinen eigenen Wünschen anpassen und dies dann auch wieder teilen.

Durch Open Source gibt es eine starke Zusammenarbeit von Nutzern mit unterschiedlichen Fähigkeiten, die einander helfen können und eigene Ideen teilen.

Inputs/ Vorlesungen

Diverse Inputs während der Blockwoche haben uns die DIY Kultur näher gebracht. Es half zu verstehen, was die DIY Kultur ausmacht, was Open Source wirklich bedeutet und wieso das für uns Studenten auch von Bedeutung sein kann. Die Inputs von verschiedenen Personen haben uns einen guten Einblick gegeben und es war spannend zu sehen, was diese Personen für Ideen haben und wie sie diese umsetzen.

Laser Cutting

Einführung in das Thema Laser Cutting

Am Dienstagmorgen erhielt das Team Ameisibär eine Einführung in das Thema Laser Cutting. Ziel dieser Einführung war, das Team mit den nötigsten Informationen zu versorgen, um anschliessend eigene Projekte mit Hilfe des Laser Cutters zu verwirklichen.

Laser Cutter im FabLab Luzern

Im FabLab der Hochschule Luzern ist der Laser Cutter AKJ-6090 von Acctek im Einsatz. Dieser hat eine Leistung von über 100 Watt. Mit dem Laser Cutter können Bauteile aus Plexiglas, Kunststoffe, Holz, Karton, Leder usw. mit einer Fläche von bis zu 900 x 600 mm bearbeitet werden. Die maximale Dicke der jeweiligen Bauteile variiert von 6 mm bei Holz bis zu 8 mm bei Acrylglas.

Mit dem Laser Cutter können folgende Bearbeitungen durgeführt werden:

  • Schneiden
  • Ritzen
  • Gravieren

Erste Erfahrungen mit dem Laser Cutter

Nach der Einführung wollte das Team sofort eigene Erfahrungen mit dem Laser Cutter sammeln. Dazu wurde in Eigenregie ein Modell eines Nachttischchens erstellt, welches auf dem Laser Cutter hergestellt werden kann. Das Ergebnis sieht wie folgt aus.

Nightstand 3D.jpg

Das Nachttischchen besteht aus vier Tischbeinen, einer Versteifungs-Platte und der Tischplatte. Die Fläche der Tischplatte beträgt 400 x 250 mm und ist auf einer Höhe von 500 mm.

Als das 3D-Modell im CAD generiert war, musste das Ganze in eine 2D-Datei umgewandelt werden - in diesem Fall in eine DXF-Datei. Um den Laser-Job einzurichten, wurde die erstellte DXF-Datei in das Programm RDWorks importiert. Mit dieser Software kann die Anordnung der Bauteile auf dem Laser Cutter sowie die Bearbeitungsart bestimmt werden. Sobald dieser Schritt erfolgt ist, kann die Datei mittels USB-Stick auf den Laser Cutter geladen werden. Anschliessend muss noch das gewünschte Material in den Cutter eingelegt werden. In diesem Fall eine 6 mm MDF Platte. Sobald die Optik des Lasers fokussiert ist, kann der Job gestartet werden. Nach rund 20 Minuten hat der Laser alle Teile aus der MDF Platte gelasert und sie konnten entnommen werden.

Bei der Montage können die Tischbeine ganz einfach in die Versteifungs-Platte gesteckt werden und anschliessend wird die Tischplatte auf die Tischbeine gesteckt. Das Ergebnis sieht folgendermassen aus.

Nightstand Final.jpg

3D Druck

Einführung in den 3D-Druck

Ultimaker-Original-2-466x700.jpg

Am Dienstagnachmittag wurden wir dann auch in die Kunst des 3D-Druckens eingeführt. Da in unserem Team bereits alle Erfahrung mit dem 3D-Drucken hatten, wussten wir schon einiges dazu. Trotzdem war es spannend zu sehen, was man mit dieser Technologie alles machen kann. Gerade die ausgedruckten Teile die beweglich waren, war etwas, dass die meisten von uns so noch nicht gesehen haben. Z.B. war da eine Art ausgedrucktes Gewebe, mit dem man sicherlich gut ein Kettenhemd für die Fasnacht basteln könnte.


Im FabLab stehen mehrere Ultimaker Drucker, die wir in dieser Blockwoche nutzen durften. Beim 3D-Druck wird ein Plastikfilament, häufig PLA, geschmolzen und über den Extruder ausgegeben. So wird ein Bauteil von unten nach oben Schicht für Schicht aufgebaut. Will man einen qualitativ hochwertigen Druck, verkleinert man die Schichtdicke. Dies hat dann aber auch zur Folge, dass es länger dauert, dass Bauteil auszudrucken.


Da wir alle bereits Erfahrungen mit dem 3D-Druck gesammelt hatten, haben wir uns in der Blockwoche mehr auf das Lasercutten als auf das 3D-Drucken fokussiert.

Skill Share

Themen und Ziele

Die Platform chess.com bietet kostenloses online Schach an. Eine Registrierung ist jedoch zwingend und kann mithilfe von Email oder Facebook durchgeführt werden.

  • Spielregeln
  • Spielphasen
  • Prinzipien der Eröffnung

Allgemeines

Der Vorläufer aller Spiele aus der Schachfamilie, also nicht nur des europäischen Schachs, sondern auch des Xiangqis, Shōgis oder Makruks, entstand vermutlich in Nordindien. Dieses Urschach wurde Chaturanga genannt.

Im 18. und 19. Jahrhundert wurde das Schachspiel ein Bestandteil der bürgerlichen Kultur, was den Spielstil änderte und Turnierwesen und Schachpublizität prägte.[2] Es war auch die Zeit der großen Schachcafés, deren berühmtestes das Pariser Café de la Régence war, wo seit 1740 Schach gespielt wurde. Der erste Schachverein wurde dann 1809 in Zürich gegründet.

Im späten 20. Jahrhundert gewannen schrittweise Schachcomputer und Schachprogramme auf PCs an Bedeutung. Heute sind sie menschlichen Spielern fast ausnahmslos überlegen. Schachprogramme spielen beim Schachtraining, bei der Partievorbereitung und der Partieanalyse im Spitzenschach eine wichtige Rolle.

Spielregeln

Grundbegriffe

Auf dem Schachbrett befinden sich zu Beginn einer Partie insgesamt 32 Schachfiguren (auch als Steine bezeichnet), 16 weiße und 16 schwarze. Beide Spieler (bezeichnet als Weiß und Schwarz oder als Anziehender und Nachziehender) haben je folgende Schachfiguren zur Verfügung:

  • acht Figuren im engeren Sinne:
  • den König
  • die Dame und zwei Türme (Schwerfiguren)
  • zwei Springer und zwei Läufer (Leichtfiguren)
  • acht Bauern

Beginnend mit Weiß führen die Spieler abwechselnd Züge mit ihren Figuren aus. Der ziehende Spieler bewegt jeweils eine Schachfigur der eigenen Farbe auf ein anderes Feld. Einzige Ausnahme ist die Rochade, bei der zwei eigene Figuren (König und Turm) bewegt werden. Es besteht Zugpflicht, was in Zugzwangsituationen zum Nachteil für den Spieler werden kann. In der Schachnotation werden immer eine weiße und eine anschließende schwarze Figurenbewegung zusammen nummeriert und als Zug gezählt.

Auf einem Feld darf immer nur ein Stein stehen. Er blockiert dabei das Feld für alle Steine der eigenen Farbe, d. h., man darf eine Figur nie auf ein Feld ziehen, auf dem schon eine eigene Figur steht. Wenn jedoch auf dem Zielfeld eine gegnerische Figur steht, so wird diese vom Spielbrett genommen. Man sagt, sie wird geschlagen. Im weiteren Spielverlauf wird sie nicht mehr verwendet.

Ist einer der Könige bedroht, spricht man davon, dass er im Schach steht. Ein Schachgebot muss stets pariert werden, und der König darf auch nicht einer Bedrohung ausgesetzt werden: Nach jedem Halbzug eines Spielers muss der König dieses Spielers unbedroht sein. Das Spielziel besteht darin, eine Situation herbeizuführen, in der der gegnerische König bedroht ist und der Gegner diese Bedrohung nicht im nächsten Halbzug aufheben kann (Schachmatt).

Zugregeln

König
King.png
  • Der König kann horizontal, vertikal oder diagonal auf das unmittelbar angrenzende Feld ziehen. Die beiden Könige können nie direkt nebeneinander stehen, da sie einander bedrohen würden und ein König nicht auf ein bedrohtes Feld ziehen darf.
  • Bei der Rochade werden mit König und Turm nicht nur zwei Figuren in einem Zug bewegt, es ist auch der einzige Zug, bei dem der König zwei Felder ziehen darf. Beide dürfen im bisherigen Spielverlauf noch nie bewegt worden sein, damit die Rochade zulässig ist. Es dürfen auch keine anderen Figuren zwischen König und Turm stehen. Der König zieht zwei Felder in Richtung des Turms, und dieser springt auf das Feld, das der König eben überquert hat. Die Rochade ist außerdem nicht möglich, wenn der König bedroht ist oder beim Rochieren über ein bedrohtes Feld hinweg ziehen würde.
Dame
Queen.png
  • Die Dame darf in horizontaler, vertikaler und diagonaler Richtung beliebig weit ziehen, ohne jedoch über andere Figuren zu springen. Sie vereint somit die Zugmöglichkeiten eines Turms und eines Läufers in sich
Turm
Rook.png
  • Ein Turm darf auf Linien und Reihen, also horizontal und vertikal, beliebig weit ziehen, ohne jedoch über andere Figuren zu springen. Die einzige Ausnahme davon ist die Rochade, bei der Turm und König bewegt werden. Ein Turm hat, wie Dame und Läufer, eine nur durch den Spielfeldrand begrenzte Reichweite.
Läufer
Bishop.png
  • Läufer ziehen in diagonaler Richtung beliebig weit über das Brett. Über andere Figuren hinweg dürfen auch sie nicht ziehen.

Die Läufer können ihre Feldfarbe niemals wechseln, sodass ein Läufer nur die Hälfte der Felder des Schachbretts erreichen kann. Zu Beginn einer Partie hat jeder Spieler einen weißfeldrigen und einen schwarzfeldrigen Läufer. Man unterscheidet auch zwischen Damenläufer und Königsläufer auf Grund ihrer Positionierung neben der Dame bzw. dem König.

Springer
Knight.png
  • Der Springer darf auf eines der Felder ziehen, die seinem Standfeld am nächsten, aber nicht auf gleicher Reihe, Linie oder Diagonale mit diesem liegen. Das bedeutet: Ein Springerzug kann formal auch als Hintereinanderausführung eines einschrittigen Turmzuges und eines einschrittigen Läuferzuges in dieselbe Richtung angesehen werden, wobei das Zwischenfeld besetzt sein kann.
Bauer
Pawn.png
  • Der Bauer kann einen Schritt nach vorne ziehen, wenn das Zielfeld leer ist.
  • Wurde der Bauer noch nicht gezogen und befindet sich somit noch in der Ausgangsstellung, kann er wahlweise auch zwei Schritte vorrücken, sofern das Feld vor ihm und das Zielfeld leer sind.
  • Der Bauer schlägt vorwärts diagonal ein Feld weit. Ist ein diagonal vor ihm liegendes Feld jedoch leer, kann er nicht darauf ziehen (außer bei einem en-passant-Schlag). Er ist der einzige Spielstein, der in eine andere Richtung schlägt als er zieht.
  • Der Bauer kann als einziger Spielstein en passant schlagen. Hat ein gegnerischer Bauer im unmittelbar vorausgehenden gegnerischen Halbzug einen Doppelschritt gemacht und steht ein eigener Bauer so, dass er das dabei übersprungene Feld angreift, kann er den gegnerischen Bauern so schlagen, als ob dieser nur ein Feld aus der Ausgangsstellung vorgerückt wäre.
  • Wenn ein Bauer die gegnerische Grundreihe betritt, so muss er als Bestandteil dieses Zuges bei der so genannten Umwandlung durch eine Dame, einen Turm, einen Läufer oder einen Springer der eigenen Farbe ersetzt werden. Der Bauer wird aus dem Spiel genommen, und auf das Feld, auf das der Bauer in diesem Zug gezogen wurde, wird die neue Figur gesetzt. Die Eigenschaften der neuen Figur treten sofort in Kraft, dies kann auch zum unmittelbaren Schachmatt führen. Die Umwandlung ist nicht davon abhängig, ob die ausgewählte Figur im Laufe des Spiels geschlagen wurde. Durch Umwandlung kann ein Spieler also mehr Exemplare einer Figurenart bekommen, als in der Grundstellung vorhanden sind.

Ende des Spiels

Ein Spiel endet entweder durch Schachmatt beziehungsweise Aufgabe eines Spielers oder durch Remis respektive Patt. Wird mit Schachuhr gespielt, außerdem auch durch Zeitüberschreitung.

Spielphasen

Die ersten 10 bis 15 Züge einer Schachpartie werden als Eröffnung bezeichnet. Die strategischen Ziele während der Eröffnung sind die Mobilisierung der Figuren, die Sicherheit des Königs und die Beherrschung des Zentrums. Die Eröffnungen werden unterteilt in offene Spiele, halboffene Spiele und geschlossene Spiele. Ein Opfer (oftmals Bauernopfer) in der Eröffnung mit dem Ziel, dafür anderweitige Vorteile (z. B. Angriff oder Entwicklungsvorsprung) zu erreichen, nennt man Gambit.

Im Mittelspiel versuchen die Spieler mit den Mitteln der Strategie und Taktik, den Spielverlauf zu ihren Gunsten zu beeinflussen. Bereits bekannte strategische und taktische Motive erleichtern den Schachspielern die Partieführung.

Sind nur noch wenige Figuren auf dem Schachbrett, so spricht man vom Endspiel. Strategisches Ziel im Endspiel ist es oft, die Umwandlung eines Bauern durchzusetzen. Hierbei hilft meist der eigene König als aktive Figur. Mit dem daraus resultierenden materiellen Übergewicht kann die Partie dann meist leicht zum Sieg geführt werden.

Prinzipien der Eröffnung

Ziel der Eröffnung ist es, die Figuren zu entwickeln, die Zentrumsfelder zu beherrschen und den König – durch die Rochade – in eine sichere Position zu bringen.

Die großen Schachlehrer Ruy López, Gioachino Greco, François-André Philidor, Siegbert Tarrasch, Aaron Nimzowitsch sowie die Schachweltmeister haben zur Eröffnungslehre beigetragen. Dadurch haben sich einige Prinzipien herauskristallisiert, die mehr oder weniger unabhängig vom gewählten Eröffnungssystem gelten. Diese „goldenen Regeln“[1] können als Orientierungshilfe dienen, wenn ein Spieler nicht über eine genaue Kenntnis der Variante verfügt:

  • Besetze falls möglich das Zentrum mit eigenen Bauern.
  • Entwickle in der Regel erst die Leichtfiguren, und zwar erst Springer, dann Läufer.
  • Sorge möglichst früh für eine sichere Positionierung des Königs durch die Rochade.
  • Ziehe jede Figur in der Eröffnung möglichst nur einmal.
  • Entwickle die Figuren so, dass sie ihre maximale Wirksamkeit erzielen (also beispielsweise Sb1–c3 und nicht Sb1–a3).
  • Bringe die Dame und die Türme nach der Entwicklung der Leichtfiguren und der Rochade ins Spiel.
  • Überlege Dir Bauernzüge besonders gut, weil Du sie nicht rückgängig machen kannst

Hacks

Hack 0: Muscle SpikerShield

Bei diesem ersten Hack wurden die Studierenden ins kalte Wasser geworfen: Ausgerüstet mit einem DIY Muscle SpikerShield-Kit, einem Lötkolben und etwas Lötzinn mussten sie alle LEDs, Wiederstände und sonstigen elektronischen Komponenten gemäss der Anleitung auf das Board löten. Nach dem Anlöten der ersten Komponenten kam eine gewisse Routine auf, da sich die individuelle Löttechnik der Teilnehmer ständig verbesserte.

20210217 100550.jpg

Zum Schluss wurde das Muscle SpikerShield auf das Arduino uno gesteckt und schon war die Hardware bereit getestet zu werden.

Nachdem die Software Arduino IDE installiert wurde und der richtige Programmcode auf das Arduino geladen wurde konnte das Experiment gestartet werden. Dazu mussten drei Elektroden auf die Haut geklebt werden. In unserem Beispiel wurden zwei davon über die Muskeln an der Innenseite des Unterarms (rote Kabel) und eine auf dem Handrücken (schwarzes Kabel) geklebt. Und schon wurden die Signale vom Arm auf die LED’s übetragen! Mit dem Potenziometer konnte die Empfindlichkeit noch eingestellt werden und mit Hilfe des Lautsprechers konnte das Signal auch hörbar gemacht werden. Dabei entspricht die Lautstärke des Rauschens der Signalstärke.

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Hack 1: Headlamp

Wir haben uns viele Gedanken gemacht, wie wir das Muscle SpikerShield sinnvoll nutzen können. Wenn man die Elektroden am Unterarm befestigt, kann man zwar das Signal relativ zuverlässig kontrollieren und damit etwas ansteuern, aber dabei ist dann dieser Arm oder diese Hand entsprechend eingeschränkt. Wir haben bei der Platzierung der Elektroden verschiedene Stellen ausprobiert und festgestellt, dass man mit der Kiefer-Muskulatur ein zuverlässiges Impuls-Signal erzeugen kann, mit dem zum Beispiel etwas ein oder ausgeschaltet werden kann. Dabei muss man nur auf die Backenzähne beissen. Zwei Elektroden werden dazu im Bereich vom Wangenknochen angeklebt, es funktioniert auch gut wenn diese auf Augenhöhe befestigt werden. Der Dritte kann hinter dem Ohr platziert werden. So kamen wir auf die Idee, dass man damit auch eine Lupenbrille mit LED-Beleuchtung wie sie beispielsweile von Zahnärzten oder Chirurgen verwendet wird ein- und ausgeschaltet werden kann.

Anwendungsbeispiel.png

Um einen Prototypen zu bauen wurde eine alte LED-Stirnlampe welche nicht mehr richtig funktionierte auseinandergenommen. Von dieser Stirnlampe wurden die LED’s, die verspiegelte Fassung sowie 2 kleine Schrauben weiter verwendet. Als Vorlage für den 3D-Druck diente ein open-Source 3D-Fie von Thingiverse.com, wobei das Brillengestell etwas angepasst werden musste. Dieses wurde mit Siemens NX nochmals neu modelliert, da man STL-Files nicht vernünftig bearbeiten kann. Die LED-Halterung wurde neu designt mit Löchern für die Schrauben und einem Kabeldurchgang.

Brillengestell 3D.png

Nach dem 3D-Drucken bekamen die Einzelteile mit der Feile noch den letzten Schliff und konnten gleich zusammengebaut werden.

Brille komplett.png

Für den Prototypen wurden die Kabel mit Klebeband am Brillengestell und dem rechten Bügel befestigt. Man könnte die Kabel jedoch auch innerhalb des Brillengestells und des Bügels platzieren. Leider haben die LED’s des prototypen nicht funktioniert und die Zeit reichte nicht mehr um diese zu ersetzen und das System zum Laufen zu bringen. Was wären die Nächsten Schritte für diesen Protoypen? Um einen zuverlässige Bedienung der Lampe sicherzustellen haben wir angedacht, das Licht mit einem «Doppelklick» (2 mal kurz hintereinander zubeissen) anzusteuern. Evtl könnte man auch ein stufenloses Dimmen des Lichts realisieren. Möglich wäre auch, dass die Elektroden bereits im Brillengestell integriert wären, sodass keine zusätzlichen Elektroden mehr notwendig wären.

Hack 2: Mini Servo Gripper

Die Idee von Hack 2 war es, ein Mini Servo Greifer (siehe Bild unten) mit dem Muscle Spiker Shield anzusteuern. Wir hatten auf der Webseite von Backyard Brains gestöbert und sind auf diesen Mini Servo Gripper gestossen. Es hat uns an die Prothesen erinnert, die über das Gehirn gesteuert werden können. Wird am Greifer eine zusätzliche Verlängerung, z.B. ein Stab, angebraucht, kann er auch kleineren Personen dazu dienen, Dinge die hoch oben verstaut sind zu erreichen.

Der Greifer selbst wurde aus 4mm MDF Holzplatten hergestellt, wobei die einzelnen Bauteile mit dem Lasercutter ausgeschnitten wurden. Das Zusammensetzen erfolgte mithilfe von Schrauben, Unterlagsscheiben und Muttern. Auch wurde der Servomotor direkt daran befestigt. Da wir keine Stoppmuttern hatten, lockerten sich die Schrauben nach ein paar Bewegungen jeweils. Dies würden wir bei der Weiterentwicklung des Prototyps sicherlich ändern.

Greifer.jpeg

Das grösste Problem bei diesem Hack stellte das Ansteuern des Servomotors dar. Um den Servomotor über das Arduino betreiben zu können, braucht man zusätzliche Energie. Zuerst wurde dies über ein herkömmliches Netzteil versucht. Dabei gab es aber so viele Störsignale, dass der Servomotor nicht den Bewegungen des Arms folgen konnte. Die Lösung war: Der Servomotor wird über einen externen Stromkreis mit mehreren Batterien gespeist. Damit das ganze mobiler wird, wird das Arduino selbst über eine Powerbank betrieben. Nun funktioniert die Ansteuerung über das Muscle Shield ohne Probleme. Im Bild unten ist der Versuchsaufbau zu sehen.

Versuchsaufbau entspannt.jpeg

Ist die Muskulatur im Arm entspannt, ist der Greifer geschlossen. Dies ist die Ausgangsposition. Wird nun die Armmuskulatur angespannt, öffnen sich die Arme des Greifers und es kann z.B. ein Golfball gegriffen werden. Das der Greifer gerade gegensätzlich zur eigentlichen Bewegung der Hand funktioniert hat auch einen Vorteil. Es wäre sehr anstrengend einen Ball hochzuheben, wenn man dabei die Armmuskulatur immer angespannt lassen müsste. Wird beim Entspannen zugegriffen, kann man den Ball auch länger im Greifer halten.

Greifer Ball.jpeg

Dieser Hack hat uns grossen Spass gemacht, auch wenn wir erst in letzter Minute damit fertig wurden. Das wir mit dem Greifer tatsächlich einen Ball hochheben konnten, war ein richtiges Erfolgserlebnis.

Hack 3: Hand Wash Timer

Die Ersten Hacks befassten sich mit der Weiterentwicklung des Muscle Shields. In einem weiteren Hack wollten wir jedoch noch einen neuen Ansatz wagen. Während unseren Recherchen stiessen wir auf mehrere Open Source Projekte, welche sich mit einem Händewaschen-Timer auseinandersetzten. Das gründliche Händewaschen, so wird empfohlen, sollte mindestens 20 Sekunden lang dauern. Gerade in der aktuellen Situation, in welcher gründliches Händewaschen wieder öfter in Erinnerung gerufen wird, finden wir ein unterstützendes Device sehr interessant. Mit den Komponenten aus dem Fablab, versuchten wir eines dieser Projekte Umzusetzen. Bild MedTechDIY 1.jpg

Ein Ultraschallsensor misst die Entfernung zur Hand des Benutzers. Gelangt diese nahe genug an den Sensor, startet auf dem Display ein Countdown von 20 Sekunden. Der Benutzer kann sich nun seine Hände bis zum Ablauf des Countdowns waschen. Nach Ablauf des Countdowns versetzt sich das Gerät wieder in Ruhe. Youtube: Hand Wash Counter

Reflexion

Sarina

In dieser Blockwoche habe ich viel neues gelernt und hatte eine Menge Spass. Da ich einen 3D-Drucker zu Hause habe und auch den Lasercutter schonmal ausprobiert hatte, habe ich mich vorwiegend mit der Elektronik und dem Arduino auseinandergesetzt und den DIY und Open Source Ansatz kennengelernt Die freie Unterrichtsgestaltung war mal eine Abwechslung zu den sonstigen Modulen trotz der hybriden Durchführung und auch von meinen Mitstudenten konnte ich profitieren in dieser Blockwoche. Mich selbst hat die Blockwoche dazu motiviert, auch zuhause wieder mehr Dinge zu reparieren, basteln und gestalten.

Philipp

Mir war nicht genau bewusst was mich in dieser Blockwoche erwarten würde, aber ich wurde positiv überrascht! Natürlich wäre es noch besser gewesen wenn es keine Corona-Einschränkungen gegeben hätte. Aber die Hybride Lösung mit dem 2D-Workadventure war wirklich eine gelungene Alternative. Mit 3D-Druckern und Laser-Cutter ist das FabLab super ausgestattet um schnell einen Prototypen herzustellen. Was mich jedoch am meisten beeindruckt hat ist dieser Open-Source-Gedanke. Wenn man dieses geteilte Wissen optimal einsetzt, kann man Dinge erreichen die alleine undenkbar wären. Die vielen Einblicke in die unterschiedlichsten Bereiche (Medizin, Hören, Schach,…) waren sehr lehrreich und inspirierend. Es war nicht ganz einfach auf Kommando kreativ zu werden, aber es klappte im Verlauf der Woche immer besser.

Lee-Roy

Die Woche gestaltete sich sehr abwechslungsreich. Verschiedene Inpus und Gäste haben mir einen Einblick in die Open Source Community ermöglicht. Durch den lockeren Rahmen war ich in der Lage mich mit dieser Community vertraut zu machen, um erste kleine Projekte durchzuführen. Generell zeichnete sich Open Source als das Leitmotiv dieser Woche aus. Gemeinsames Arbeiten und voneinader Lernen wurde nicht nur nahegelegt sondern durch das Skill Sharing auch praktiziert. Prsönliche Fortschritte konnte ich mit dem Arduino erzielen, mit welchem ich bisher noch nicht gearbetet habe.

Dominik

Die Blockwoche MEDTECH_DIY war sehr lehrreich und interessant. Es war eindrücklich zu erfahren, wie schnell man mit wenig Mittel ein Prototyp einer Idee umsetzen kann. Ich denke, dass ich von dieser Erkenntnis in Zukunft des Öfteren Gebrauch machen werde. Des Weiteren finde ich den Ansatz des Open Sourcing sehr gut und in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit, dass es Einrichtungen wie z.B. das FabLab gibt, wo man seine eigenen Projekte umsetzen kann.