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Der letzte Tag der Blockwoche bestand aus Präsentationen, in welcher die Gruppen ihre erarbeiteten Projekte vorstellten. Mit Hilfe von PowerPoint-Präsentation wurde der Ablauf der Woche aus Gruppensicht vorgestellt. Gesammelte Erfahrungen, aufgetretene Probleme und erarbeitete Lösungen wurden miteinander geteilt. Auch wurden, falls funktionstüchtig, die Prototypen demonstriert. Nach den Präsentationen wurde eine Feedback-Runde über die Blockwoche durchgeführt. Anschliessend wurden die Arbeitsplätze noch aufgeräumt und somit ging die Blockwoche zu Ende.
  
 
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Revision as of 23:36, 17 February 2022

Team E-gewinnt

Abstract

Einleitung

Die Blockwoche "Medizintechnik DIY" wird an der Hochschule Technik & Architektur angeboten. Es verbindet Anwendungen der Medizintechnik mit Do It Yourself (DIY) Ansätzen. Dadurch wird das tiefere Verständnis von Medizintechnischen Geräten durch einen interdisziplinären und selbstgesteuerten Zugang gefördert.

Ziel der Blockwoche ist es kreative Produktideen an der Schnittstelle von Technik und Medizin zu generieren und zu Konzepten zu entwickeln. Dabei sollen die Möglichkeiten der Digitalen Fabrikation kennengelernt werden und bei der Entwicklung von Prototypen zum Einsatz kommen. Methoden des Human Centered Designs sollen kennengelernt werden und das Wissen im Bereich der elektrophysiologischen Messmethoden soll vertieft werden. Die dazu notwendigen Informationen sollen selbständig recherchiert, dokumentiert und ausgewertet werden.

Team

Das Team besteht aus vier Studenten. Einem Wirtschaftsingenieur, einem Maschinentechniker und zwei Medizintechnikern. Durch die interdisziplinäre Zusammensetzung und den unterschiedlichen und vielseitigen Erfahrungen der einzelnen Teammitglieder hat sich das Team super ergänzt. Dadurch konnten spannende und neuartige Lösungen gefunden werden.

Mitglieder:

Journal

Montag

Am Montag um 09:00 Uhr war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Nach einer kurzen Einführung in das FabLab Luzern und einer Übersicht über den Wochenablauf gab es eine Vorstellungsrunde. Bei dieser wurden auf einem Tisch verschieden Gegenstände platziert. Anschliessend mussten die Studenten einen Gegenstand auswählen und bei der Vorstellung kurz erklären, warum der jeweilige Gegenstand gewählt wurde. Nach der Vorstellungsrunde wurden die Gruppen gebildet und die Teams konnten dann auch schon mit Hack 0 beginnen.

Am Nachmittag gab Herr Urs Gaudenz einen Input über die Themen Open Source und Do It Yourself. Anschliessend wurde kurz gezeigt, wie eine Wiki-Seite erstellt und bearbeitet werden kann und schliesslich konnten die Gruppen noch bis zum Schluss des Tages an Hack 0 weiter arbeiten.

Dienstag

Am Dienstag wurde das spikeshield fertig gestellt, anschliessend ging die ganze Klasse bei jeder Gruppe vorbei, wo diese Gruppe über ihre Fortschritte und Probleme berichtete. Alle schrieben jeweils zwei ihrer Skills auf als vorbereitung für den Skillshare am Mittwoch. Am Nachmittag erhielten wir eine Einführung ins lasercutting und den 3D-Druck. Wir spielten mit dem Muskle-spiker herum und kontrollierten mit unseren Bewegungen einen Motor. Am Abend hörten wir eine Präsentation über die Kombination von Kunst und Medizintechnik, wie zum Beispiel ein Kunstwerk bei dem ein Ultraschallgerät ein Teil davon ist. Würmer, welche eine Symbiose mit Algen eingehen wurden vorgestellt.

Mittwoch

Der Morgen bestand aus drei Skillshare-Sessions. Von jeder Gruppe sowie einigen Dozenten wurden 45 minütige Kurse vorbereitet. So konnte aus diversen Themen ausgewählt werden, wie zB Arduino-Grundlagen, Meditation oder Hartlöten. von Unserer Gruppe wurde von Elias ein Skillshare zum modellieren mit Ton angeboten. Zu fünft modellierten wir kleine Gesichter, ein Pinguin, eine Schildkröte und ein Frosch, als Basisform diente ein nasses Zeitungsknäuel. Mithilfe diverser Inputs konnten alle Teilnehmer:innen ein Modell formen. Da mit lufttrocknendem Ton gearbeitet wurde konnten die Modelle eingepackt und mit nach Hause genommen werden.

Donnerstag

Am Donnerstag hatten wir den ganzen Tag Zeit, um an unseren eigenen Projekten zu arbeiten. Noch vor dem Mittag präsentierte jede Gruppe den anderen Kursteilnehmern kurz, was sie in den letzten paar Tagen für Hack 1 gebaut hatten. Dabei wurden auch die gesammelten Erfahrungen und die aufgetretenen Probleme miteinander ausgetauscht.

Am Nachmittag wurde weiter an Hack 1 gearbeitet, so dass der Prototyp am Ende vom Tag fast fertig war. Zudem wurden in der Gruppe Ideen für Hack 2 gesammelt und auch wurde schon mit dessen Umsetzung begonnen.

Freitag

Der Freitag war die finale Phase für die Ausarbeitung der Projekte. Am Morgen wurden noch die letzten Feinschliffe am Hack 1 vorgenommen. Der Rest des Tages stand mehrheitlich für den Hack 2 zur Verfügung. Gegen Ende des Tages wurde das PowerPoint für die Abschlusspräsentation erstellt und die zu präsentierenden Teile im Team aufgeteilt.

Samstag

Der letzte Tag der Blockwoche bestand aus Präsentationen, in welcher die Gruppen ihre erarbeiteten Projekte vorstellten. Mit Hilfe von PowerPoint-Präsentation wurde der Ablauf der Woche aus Gruppensicht vorgestellt. Gesammelte Erfahrungen, aufgetretene Probleme und erarbeitete Lösungen wurden miteinander geteilt. Auch wurden, falls funktionstüchtig, die Prototypen demonstriert. Nach den Präsentationen wurde eine Feedback-Runde über die Blockwoche durchgeführt. Anschliessend wurden die Arbeitsplätze noch aufgeräumt und somit ging die Blockwoche zu Ende.

Theorie

Es war einmal eine Pflichtlektüre, die war so sehr spannend.

OpenSource

Der Begriff Open Source geht ursprünglich in die 1980er Jahre zurück und bezog sich am Anfang ausschliesslich auf Open Source-Software. Dabei ging es darum, dass man Code der Öffentlichkeit zugänglich macht, sodass ihn jeden benutzen und nach seinen Wünschen verändern kann. Der Open Source- Gedanke hat sich mittlerweile zu einer Bewegung weiter entwickelt welche sich mit allen möglichen Themen befasst. Wobei der Grundgedanke immer derselbe geblieben ist: Die Quelle der Arbeit wird der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, dass jeder die Arbeit selbst benutzen oder nach seinem Belieben verändern kann. Dieser Grundgedanke und das Internet welches uns global verbindet, führt zu einer erhöhten Kooperation zwischen allen möglichen Kreatoren und hilft Konsumenten unabhängiger von Unternehmen zu sein.

Arduino

Bei einem Arduino handelt es sich um ein Circuit-Board, welches ein Mikrocontroller auf sich hat. Dieses Circuit-Board bietet diverse Schnittstellen, um unterschiedlichste Bauteile mit dem Arduino zu verbinden und diese eventuell anzusteuern. Arduino ist eine italienische Firma welche Circuit-Boards herstellt, welche den Gebrauch von Mikrocontroller vereinfachen. Der bekannteste "Arduino" ist der Arduino-Uno. Der Arduino Uno ist billig und ausreichend gut für die meisten Projekte. Werden mehr Rechenleistung und weitere Schnittstellen wie WiFi benötigt, kann ein entsprechendes Board von Arduino bezogen werden. Die Boards können aber auch von anderen Herstellern gekauft werden, weil Arduino alle ihre Hardwaredesigns Open-Source haben.

DIY Biologie

Die DIY-Biologie Bewegung versucht ein Wissensgebiet welches bisher nur für Universitäten und Grossunternehmen zugänglich war für jeden zugänglich zu machen. Das Ziel ist es biotechnische Forschung aus den grossen Laboren in die Garagen und Küchen von Interessierten zu bringen. Dafür werden in der Community unzählige Laborgeräte konstruiert, welche man einfach zuhause nachbauen kann.

DIY Mikroskop aus einer Webcam
OpenPCR ein open source PCR-Gerät

Ein wichtigen Beitrag leisten Online-Plattformen wie zum Beispiel Hackteria. Sie bieten für interessierte eine Vielzahl von Projekten wie zum Beispiel Baupläne biotech Geräte oder Codes.

In den USA kommt kam es in den letzen Jahren zu einer öffentlichen Debatte ob „Garagenlabore“ auch Gefahren mit sich bringen. Einige befürchten, dass es zu biologischen Unfällen kommen könnte oder dass jemand biologische Kampfstoffe entwickeln könnte. Diese Gefahren sind übertrieben, man sollte sich jedoch den Gefahren bewusst sein.

How to controll someone

Die Ausrüstung, welche für die Hirnforschung verwendet wird, ist sehr teuer. Dies ist der Grund weshalb die Neurowissenschaften ausschliesslich in Universitäten und grossen Institutionen gemacht wird. Greg Gage, ein Neurowissenschaftler hatte die Vision die Neurowissenschaften auch für Schulen zugänglich zu machen, sodass dies auch dort unterrichtet werden kann. Bei einem Ted-Talk präsentiert Greg Gage die von ihm gegründeten Firma «BackyardBrains». Diese Firma stellt DIY- Neurowissenschaftliche -Gerätschaften her. Greg zeigt bei der Präsentation wie er mittels dieser Gerätschaften einerseits die Muskelaktivität einer Probandin visualisiert sowie die Muskeln eines zweiten Probanden mittels den Hirnsignalen der Probandin kontrolliert.

Inputs

Wiki Nutzung

Für die Handhabung mit Wikis, wie z. B. Wikipedia, wurde eine kurze Einführung gegeben. Wikis sind Webseiten, deren Inhalt von den Nutzern gelesen und bearbeitet werden kann. Das Ziel dabei ist das gemeinschaftliche Sammeln von Wissen und Erfahrung. In der Einführung wurde gezeigt, wie das Wiki bedient wird und wie Links sowie Medien, wie Fotos oder Videos, eingefügt werden können. Das Wiki soll dazu dienen die während der Blockwoche gesammelten Informationen und erarbeiteten Projekte zu dokumentieren. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass eine simultane Bearbeitung von Texten zu Synchronisierungsproblemen führen kann und daher vermieden werden sollte.

Referat Urs Gaudenz

Fab Share

Referat Ewen Chardronnet

Skill Share Sessions

Zahnspangen herstellen

Dumpster Dive Hack

Modellieren mit Ton

Experimente

Hack 0: Muscle SpikerShield

Der Shield wurde gemäss der Anleitung gelötet. Nachdem das Arduino-Interface und der Sketch gemäss der Anleitung von backyardbrains installiert wurden, konnte es in Betrieb genommen werden.

Shield bestuecken.jpeg


Zunächst leuchteten ständig 5-6 LED's. Durch den Drehknopf wollten wir die Sensitivität herunter setzen und merkten dabei, dass der Drehknopf nicht funktioniert. Der Drehknopf wurde entfernt und ein Neuer wurde angebracht, doch führte dies nur zu weiteren Problemen. Der serial Monitor zeigte nichts mehr an und die LED's leuchteten auch nicht mehr. Nach einigen Versuchen wurde entschieden den Shield einer früheren Gruppe zu verwenden. Mit dem neuen Shield funktioniert der Hack. Die Sensitivität hätte auch im Programm angepasst werden können, doch diesen Tipp erhielten wir zu spät.

Shield fertig bestueckt.jpeg

Hack 1: Flappy Dino World

Beim Hack 1 werden gleich drei weit bekannte Games zu einem Spiel kombiniert. Die Spiele "FlappyBird", Super Mario World und das Dino-Game von Google-Chrome werden in physischer Form kombiniert und über die Muskelaktivität angesteuert. Das Spiel ermöglicht es in einer unterhaltsamen Art und Weise seine Muskulatur zu trainieren. Die Elektroden werden dazu auf den zu trainierenden Muskel platziert. Diese müssen zum Spielen des Spiels im richtigen Moment angespannt respektive entspannt werden.

Chrome-dino.png Flappy bird 4-pc-games.jpg Super-mario-world-yoshi 6009410.jpg

Wie in Hack 0 beschrieben, wird ein Servomotor mittels der Aktivität der Unterarmmuskulatur angesteuert. Wenn der Unterarm stark angespannt wird, springt der Dino auf maximale Höhe. Ist der Unterarm entspannt bleibt der Dino auf dem Boden. Die Geschwindigkeit und somit auch die Schwierigkeit wird mittels Potentiometer eingestellt. Das Potentiometer ist an einer 9V Batterie und an dem DC Motor angeschlossen. Ist das Potentiometer voll geöffnet läuft der Motor mit maximaler Geschwindigkeit.

Potentiometer und DC Motor.jpg

An dem DC-Motor wird eine Achse angebracht, worüber das mit der "Welt" bedruckten Papier läuft. Das Papier wird über die Achse und ein zweites Rohr gespannt. Noch bevor die zwei A4-Seiten auf die Achsen aufgebracht werden müssen diese Zugeschnitten werden. Dazu wird die Grösse der Öffnung im Gehäuse übernommen und anschliessend die A4-Seiten auf dieses Format zugeschnitten. Anschliessend werden die der beiden A4 grossen Blätter über die beiden Achsen gelegt werden. Danach kann das bereits platzierte Blatt Papier mit dem zweiten verklebt werden. Für das Verkleben wurden Klebstreifen verwendet. Dabei ist darauf zu achten, dass diese zwei A4-Seiten Satt auf den Achsen liegen. Dieses Konstrukt wird anschliessend in das Gehäuse eingebaut.

Einbau des Rollensystem.jpeg Zuschnitt der Welt.jpeg Welt zusammenstellen.jpeg

Nachdem die Welt in das Gehäuse eingebaut wurde, kann Yoshi an den Servomotor montiert werden. Yoshi wird die in diesem Game über die Röhren der Super Mario World springen. Damit Yoshi fest mit dem Servomotor verbunden ist muss dieser mittels Klebestreifen auf den Arm des Motors angebracht werden. Danach ist das spiel spielbereit. Die Elektroden können auf ein beliebiges Körperteil angebracht werden, wodurch Yoshi auf und ab bewegt werden kann. Am Potentiometer kann die Schwierigkeit des Spiels eingestellt werden. Lets Play!

Ezgif-2-5d1bae75e8.gif
FlappyDinoWorld TheGame.jpeg

Hack 2: Calanda-Kopfkühler

Code

//Einbinden der Bibliotheken

  1. include <OneWire.h>
  2. include <DallasTemperature.h>
  3. define ONE_WIRE_BUS 2 //Sensor DS18B20 am digitalen Pin 2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); // //Übergabe der OnewWire Referenz zum kommunizieren mit dem Sensor. DallasTemperature sensors(&oneWire);

  1. define relaisModul 8 //1-Kanal Relaismodul am digitalen Pin 8

const float MIN_TEMP = 28; //Temperaturschwellwert zum schalten des Relais void setup(void) {

Serial.begin(9600); //Starten der seriellen Kommunikation mit 9600 baud
Serial.println("Temperatursensor - DS18B20"); 
pinMode(relaisModul, OUTPUT); //Pin des Relaismoduls als Ausgang definieren
sensors.begin(); //Starten der Kommunikation mit dem Sensor

} void loop(void){

   pinMode (7,OUTPUT);
   digitalWrite(7,1);


sensors.requestTemperatures(); 
//Ausgabe aller Werte der angeschlossenen Temperatursensoren.
//auslesen der Temperatur
float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);
//ausgeben der Temperatur auf dem seriellen Monitor
printValue(tempC, "°C");
//wenn die aktuelle Temperatur grösser als die gespeicherte dann soll das Relais ausgelöst werden
if(MIN_TEMP < tempC){
   digitalWrite (relaisModul, 0);
   Serial.print("sollte laufen");
   delay(1000);
   digitalWrite(relaisModul, 1);
   Serial.print("vordelay1s");
   delay(5000);
   Serial.print("nach delay1s");
} else {
   digitalWrite(relaisModul, 1);
   
}
//eine Pause von 5 sek.
delay(5000);

} //ausgeben eines Textes auf den seriellen Monitor der Arduino IDE void printValue(float value, String text){

 Serial.print(value);
 Serial.println(text);

}


Reflexion