Difference between revisions of "Team GUSTAV"

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Das 3D-Drucken wurde uns, wie das Lasern,ebenfalls in der Blockwoche Medizintechnik-DIY etwas näher gebracht. Sodass wir unser eigenen Teile für die Prototypen drucken konnten. Beim 3D-Drucken wird ein Kunstoff erhitzt und dadurch zum fliessen gebracht. Dadurch kann er mit einer Düse und einem Dreiachsensystem in eine beliebige Form gebracht werden. Der Kunststoff wird dabei schichtweise aufgebaut und es ergibt schliesslich ein fertiges Teil. Das Prinzip kann mit einer Heissleim-Pistole sehr einfach aufgezeigt werden. Der flüssige Leim kann schichtweise aufgebaut werden und mit der Hand und dem Arm kann die Form gegeben werden.Bei der Konstruktion von 3D-Druck-Teilen ist darauf zu achten, dass es keine Überhänge gibt welche 45° übersteigen. Es kann alternativ auch mit einer Stützstruktur gearbeitet werden bzw. wird diese teilweise vom Programm für das 3D-Drucken automatisch generiert. Die Stützstruktur muss anschliessend manuell entfernt werden, was zeitaufwendig sein kann. Sind die Konstruktionsregeln beachtet worden und ist eine Zeichnung des Teils im entsprechenden Format vorhanden, kann man diese mit dem Programm [https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-cura-software CURA] und einer SD-Karte auf die 3D-Drucker laden und den Druck starten.
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Das 3D-Drucken wurde uns, wie das Lasern,ebenfalls in der Blockwoche Medizintechnik-DIY etwas näher gebracht. Sodass wir unser eigenen Teile für die Prototypen drucken konnten. Beim 3D-Drucken wird ein Kunstoff erhitzt und dadurch zum fliessen gebracht. Dadurch kann er mit einer Düse und einem Dreiachsensystem in eine beliebige Form gebracht werden. Der Kunststoff wird dabei schichtweise aufgebaut und es ergibt schliesslich ein fertiges Teil. Das Prinzip kann mit einer Heissleim-Pistole sehr einfach aufgezeigt werden. Der flüssige Leim kann schichtweise aufgebaut werden und mit der Hand und dem Arm kann die Form gegeben werden.Bei der Konstruktion von 3D-Druck-Teilen ist darauf zu achten, dass es keine Überhänge gibt welche 45° übersteigen. Es kann alternativ auch mit einer Stützstruktur gearbeitet werden bzw. wird diese teilweise vom Programm für das 3D-Drucken automatisch generiert. Die Stützstruktur muss anschliessend manuell entfernt werden, was zeitaufwendig sein kann. Sind die Konstruktionsregeln beachtet worden und ist eine Zeichnung des Teils im entsprechenden Format vorhanden, kann man diese mit dem Programm [https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-cura-software CURA] und einer SD-Karte auf die 3D-Drucker laden und den Druck starten.
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Im Fablab stehen verschiedene 3D-Drucker von der Marke [https://ultimaker.com/ Ultimaker] zur Verfügung. Weitere Informationen und Anleitungen sind auf der Webseite von Fablab.
  
 
==Reflexion noch nicht bearbetet ?? ==
 
==Reflexion noch nicht bearbetet ?? ==

Revision as of 16:25, 22 February 2019

Gustav Gans.png
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Contents

Abstract

Das Ziel der Blockwoche Medizintechnik DIY ist es, dass wir als Gruppe die Anwendungen der Medizintechnik mit dem Do It Yourself (DIY) Ansatz verbinden. Unser Team Babos interdisziplinär gearbeitet und mit allen Teammitgliedern Ideen für innovative Projekte entwickelt. Angefangen haben wir mit dem Zusammenbauen des "Muscle SpikerShield", welches wir gleich für erste Experimente verwendet konnten. Das erste Experiment bestand darin, dass die Muskelsignale gelesen werden und mit LEDs die Intensität sichtbar ist. Daraus haben wir das zweite Experiment "Spike Recorde" entwickelt, welches die Aktionsptentiale der Hand Muskeln auf dem Computer angezeigt werden können. Später haben wir nicht nur die Hand Muskeln sondern auch das Herz untersucht.

Nach der Dumpster Diving Session mit Gaudi haben wir einen Elektromagneten im Schrott gefunden. Der Elektromagnet wurde gleich für unser nächstes Experiment eingesetzt. Er soll durch Muskel Anspannung magnetische Gegenstände anziehen und durch Lockerung der Muskeln die Gegenstände wieder loslassen. Hier entwickelte sich die Idee für eine Arm Prothese.

Da bei unserer Gruppe immer viel Material auf dem Tisch lag, fanden wir einen Ventilator-Propeller, den uns auf eine weitere Idee brachte. Wir entwickelten einen Ventilator, der mit Wärme und Kälte gesteuert werden kann.

Team -Manuel

Das Team GUSTAV setzt sich aus den Mitgliedern Ivan Kolenda, Silvan Rösli und Manuel Bienz zusammen. Wir gründeten unser Team im Rahmen der Blockwoche DIY - Medizintechnik. Durch die unterschiedlichen Studienrichtungen ergänzen wir uns in unserem Wissen (oder Unwissen?). Ivan Kolenda studiert Wirtschaftsingenieur, Silvan Rösli Maschinentechnik und Manuel Bienz Medizintechnik. Die Inspiration für die Versuche und die Projekte erfolgte gegenseitig und wir konnten diese gemeinsam weiter entwickeln.


Mitglieder:

Einleitung

Kurzbeschrieb MedTech DIY

Das Modul verbindet Anwendungen der Medizintechnik mit Do It Yourself (DIY) Ansätzen. Dadurch wird das tiefere Verständnis von Medizintechnischen Geräten durch einen direkten, interdisziplinären und möglichst selbstgesteuerten Zugang gefördert. Basierend auf verschiedenen elektrophysiologischen Messmodulen (EMG, EKG, EOG, EEG) entwickeln die Studierenden im Team Ideen für innovative Projekte. Erste Prototypen werden mit den Mitteln der Digitalen Fabrikation hergestellt und getestet. (Modulbeschrieb HSLU, 2017)

Location FabLab

FabLabs sind ein globales Netzwerk von lokalen Labs. Sie fördern den Erfindergeist und bieten diverse digitale Fabrikationsmaschinen. In FabLabs ist es möglich, beinahe alles herzustellen.

Zu Beginn der Blockwoche konnte jedes Team seinen eigenen Bereich im FabLab der Hochschule Luzern – Technik & Architektur einrichten. Dazu wurden viele Ressourcen zur Verfügung gestellt, welche von den Teams selber nach Gebrauch ausgesucht wurden.

Jede Person, welche im FabLab arbeitet hat Verantwortlichkeiten. Dazu gehört die Sicherheit, der Betrieb und das Wissen. Es darf weder Menschen noch Maschinen Schaden zugefügt werden. Beim Betrieb muss jeder seinen Arbeitsplatz aufräumen und putzen. Dazu gehört auch die Mithilfe des Unterhalts und Verbesserungsvorschläge. Damit das Wissen transferiert werden kann, sollen möglichst viele Projekte und Arbeiten dokumentiert werden. Weitergabe des Wissens ist jeder Zeit erwünscht.

FabLab Luzern

Zielsetzung

Fachkompetenzen: Kreative Produktideen sollen an der Schnittstelle von Technik und Medizin umgesetzt werden. Dazu werden die Möglichkeiten der digitalen Fabrikation kennengelernt und eingesetzt. Das Wissen im Bereich der elektrophysiologischen Messmethoden wird angeeignet oder vertieft. Die notwendigen Informationen dazu werden selbstständig recherchiert, dokumentiert und ausgewertet.

Methodenkompetenzen: Die Studierenden sind fähig, in Ideenentwicklungsprozessen zu arbeiten. Die Aufgaben werden innerhalb des Kreativprozesses selbstständig oder in der Gruppe erarbeitet. Es ist wichtig, dass Bedürfnisse und technische Problemstellungen erkannt und bearbeitet werden können. Dazu gehört das erkennen der Zusammenhänge zwischen der menschlichen Anatomie/Physiologie und der Technik.

Sozialkompetenzen: Die konkreten Lerninhalte werden von den Studierenden selbstständig erarbeitet und vertieft. Jedes Teammitglied übernimmt Selbst- und Fremdverantwortung. Die Prozesse der Entscheidungsfindung sind im Team effizient und konstruktiv zu gestalten. Schlussendlich ist es wichtig, dass die erarbeiteten Grundlagen und Konzepte verständliche kommuniziert werden.


Referenz: Medizintechnik DIY

Grundlagen

Hackteria

Hackteria ist eine Webplattform und eine Sammlung von Open Source biologischen Kunstprojekten, die von Andy Gracie, Marc Dusseiller und Yashas Shetty initiiert wurde. Laut ihrer Website ist das Ziel des Projekts die Entwicklung einer reichhaltigen Wiki-basierten Web-Ressource für Leute, die an Projekten interessiert sind oder Projekte entwickeln, die Bioart, Open Source Software/Open Source Hardware, DIY Biologie, Kunst/Wissenschaftliche Kooperationen und elektronische Experimente beinhalten.

Backyard Brains

Backyard Brains ist eine Website mit Open-Source Experimenten für Wissenschaftler, Lehrer und Amateure. Experten zeigen auf der Backyard Brains Website Vorschläge für Projekte auf.

Backyard Brains wurde von Absolventen der University of Michigan gegründet. Sie wollten mit Schulkindern währen neurowissenschaftlichen Outreach-Veranstaltungen interagieren. Kinder lernen besser, wenn sie die Materie sehen und anfassen können. Da aber eine solche Ausrüstung hohe Kosten mit sich bringt, wurden durch Einsatz von Standardelektronik Kits entwickelt, die Einblicke in das Innenleben des Nervensystems ermöglichen.

Arduino

Arduino ist eine Open-Source Elektronikplattform, die auf einfach zu bedienender Hard- und Software basiert. Arduino Boards sind in der Lage Eingänge (Sensor, Knopf, usw.) zu lesen und in einen Ausgang (Motorbetrieb, LEDs, usw.) umzuwandeln. Mit einer Reihe von Anweisungen, welche an den Mikrokontroller auf dem Board gesendet werden, kann dem Board gesagt werden was zu tun ist. Dazu wird die Programmiersprache Arduino verwendet, welche mit der IDE Software geschrieben und auf das Board geladen wird.

Dank der einfachen und leichten Benutzerführung von Arduino wurde es für tausende von Projekten und Anwendungen eingesetzt. Arduino ist sehr gut für Anfänger geeignet und dennoch flexibel genug für fortgeschrittene Anwender. Das Programm läuft auf Mac, Windows und Linux. Häufig wird es eingesetzt um kostengünstige wissenschaftliche Instrumente zu bauen, Chemie- und Physikprinzipien zu beweisen oder um mit der Programmierung und Robotik zu beginnen. Auch für das Bauen von interaktiven Prototypen und Musik Experimenten kann das Arduino eingesetzt werden.

Vorteile von Arduino: Preiswert, Plattformübergreifend, einfache und übersichtliche Programmierumgebung, Open-Source und erweiterbare Software, Open-Source und erweiterbare Hardware

Löt(l)en

In den folgenden Abschnitten wird das Thema Löten erläutert. Genauere Beschreibungen zum Thema sind im Dokument File:03_Loetverbindungen.pdf vorhanden.

Funktion und Wirkung

Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen und Beschichten von Werkstoffen. Das Lot wird durch Verflüssigung verarbeitet. Die Arbeitstemperatur liegt unter der Schmelztemperatur der Grundwerkstoffe.

Vorteile

• Verbindung von unterschiedlichen Metallen

• wenig thermische Beeinflussung des Werkstoffes (Weichlöten)

• Gute Dichteigenschaften (auch gasdicht)

• Gute elektrische Leitfähigkeit

• Keine Spannungsspitzen (Kerbwirkung)

• vergleichbare Festigkeit wie die Grundwerkstoffe (Hartlöten, Hochtemperaturlöten)

• Keine Festigkeitsreduktion durch Alterung

• Automatisierbar

Nachteile

• teures Lotmaterial bei grossflächigen Lötstellen (Zinn oder Silber)

• Schlecht anwendbar mit Aluminium (grosse Potentialdifferenz)

• chemische Korrosion durch Flussmittelreste

• Festigkeit gering (Weichlöten)

• aufwendige Vorbereitungsarbeiten

Lötverfahren

Das Weichlöten wird vorwiegend für dichtende und/oder elektrisch leitende Verbindungen angewendet. Die Weichlote sind Zinn oder Silber Legierungen mit Zusätzen wie Blei, Antimon oder Kupfer. Die Erwärmung der Lötstelle erfolgt hauptsächlich durch Heizkolben, Flammen oder im Ofen.

Das Hartlöten wird vorwiegend für Verbindungen angewendet die festigkeitsmässig belastet sind. Die Hartlote sind Kupfer, Silber, Nickel, Palladium oder Aluminium Legierungen mit Zusätzen wie Blei, Zinn, Silber oder anderen Stoffen. Die Erwärmung der Lötstelle erfolgt hauptsächlich durch Induktion oder Flammen.

Das Hochtemperaturlöten wird flussmittelfrei im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt.


Referenz: Medizintechnik DIY

Inputs

Einführung DIY -Manuel

Urs und Marc haben uns 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. Anstatt Do It Yourself (DIY) wenden wir in kleinen Gruppen das Prinzip Do It With Others (DIWO) an. 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.

WeekGridMedTechDIY updated MD03.png

Wiki Nutzung -Manuel

Am Ende des ersten Tages stand eine Session MediaWiki auf dem Programm. 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.


Referenz: Medizintechnik DIY

Readings & Videos

Biotechnology for All / DIY in bioanalytics: doing and grasping it yourself

Biotechnologische Forschung findet heute nicht mehr nur in spezialisierten Labors statt. Eine wachsende Gemeinschaft von Biologen, Bastlern und Technikbegeisterten experimentieren in Küchen, Werkstätten und Eigenbau-Labors. Einige sehen in der Demokratisierung der Biotechnologie eine Gefahr; andere die Chance für ein besseres Verständnis von komplexen wissenschaftlichen Zusammenhängen in der Gesellschaft.

2008 machten es sich einige Technik-Freaks in Boston zum Ziel, die biotechnologische Forschung aus den etablierten Institutionen in die Garagen und Küchen in den Städten und auf dem Land zu holen. Seither entstanden in Europa, den USA und in Asien dutzende Garagenlabors mit Waagen, Mixer, Kühlschränken und Inkubatoren, die sich die Initiatoren günstig über ebay zusammenkaufen. Teils werden die Labors auch gleich mit selbstgebauten Bioanalytik-Geräten bestückt. Neugierige Laien und gestandene Forscher experimentieren dort Schulter an Schulter.

Mikroskope aus Billig-Webcams

Mehrere parallele Entwicklungen haben zum Aufschwung der DIY-Biotechnologie geführt: Die technischen Komponenten für die Entwicklung von eigenen Bioanalytik-Geräten, darunter Mikrochips und LEDs, wurden dermassen billig, dass sie heute auch für Laien erschwinglich sind. Mit viel Kreativität bauen DIY-Biologen aus Einzelkomponenten neue Labormaterialien wie Spektrometer, Mikroskope oder sogar DNA-Sequenziermaschinen. Die Strategie des «Hackens» ist dabei ein integraler Bestandteil: Günstige, für den Massenmarkt produzierte technisch hochstehende Geräte wie Smartphones werden für neue, labortüchtige Funktionen modifiziert. Zum Beispiel finden Interessierte im Internet Anleitungen, um aus einer Webkamera für wenige Franken ein Computer-kompatibles Mikroskop zu basteln.

«Do it yourself» in der Bioanalytik: Selbermachen und begreifen

Die SATW hat im Oktober 2014 in Zusammenarbeit mit der FHNW und dem Netzwerk «Hackteria» einen zweitägigen Workshop zu «Do-it-yourself von Laborgeräten in der Bioanalytik» veranstaltet. Dabei stand die Frage im Zentrum, wie Biohacking und Do-it-yourself-Strategien als sinnvolle Unterrichtseinheiten genutzt werden können. Im Workshop sollen Strategien der DIY-Biologie und der weltweit verbreiteten Garagenlabors in die wissenschaftliche Lehre integriert werden.

How to control someone else's arm with your brain | Greg Gage

How to control someone else's arm with your brain

Im Ted Talk erzählt Greg Gage zunächst über das Gehirn. Er sagt, dass das Gehirn ein komplexes Wunderwerk des menschlichen Körpers sei. Weiter findet er es eine grosse Schande, dass Schüler relativ wenig über das Gehirn und dessen Funktion wissen. Grund dafür ist, dass die Ausrüstung sehr teuer und komplex ist. Greg Gage hat sich zum Ziel gesetzt, die Neurowissenschaften für alle Schüler und Schülerinnen zugänglich zu machen.

Neurowissenschaftler und Ingenieur Greg Gage demonstrierte in Vancouver eine modifizierte SpikerBox - ein nicht-eindringendes (nicht-invasives) Gerät, das einfach genug ist, um die elektrischen Impulse des Nervensystems zu verstehen. Die SpikerBox war das erste von vielen DIY-Produkten, die er mit Backyard Brains entwickelt hat. Ziel der Entwicklung ist es, Kinder zu unterhalten, zu motivieren, mehr über die Fähigkeiten des Gehirns zu erfahren und hoffentlich das Interesse an den Neurowissenschaften zu wecken.

Das Gerät benötigt zwei freiwillige Personen, die lediglich durch Elektroden und ein Computersystem verbunden sind. Das Gerät erkennt elektrische Bewegungssignale und schafft so eine Schnittstelle zwischen Mensch und Mensch. Der ersten Person werden zwei Elektroden auf den Arm und eine Elektrode auf die Handfläche geklebt. Nun macht sie die Faust und bewegt die Hand auf und ab. Die zweite Person wird ebenfalls mit zwei Elektroden am Arm und eine auf der Handfläche ausgestattet. Diese Person verliert die Kontrolle über ihren Arm und lässt ihn durch die Verbindungen, die vom Gehirn des anderen Freiwilligen gesendet werden kontrollieren. Während die erste Person den Arm bewegt, beginnt die Hand der zweiten Person zu zucken.

Da sich die Nerven nahe an der Haut befinden, ist der gesamte Prozess nicht invasiv und somit ist das Gerät für Kinder absolut sicher in der Anwendung und erfordert nur selbstklebende, leitfähige Klebepads, die an den Armen befestigt werden.

Sicher, es ist ein gruseliger Schritt in Richtung totaler Gedankenkontrolle einer anderen Person. Aber es ist auch eine lustige Art und Weise für jedermann, etwas über die Kraft des menschlichen Geistes zu lernen.

Simplicity: We know it when we see it | George Whitesides

George Whitesides spricht in diesem TED Talk über Einfachheit der Dinge. Er fragt das Publikum: «Also, was ist Einfachheit?» Es ist gut, mit einigen Beispielen zu beginnen. Eine Kaffeetasse -- wir denken nicht an Kaffeetassen, aber es ist viel interessanter als man denkt -- eine Kaffeetasse ist ein Gerät, das einen Behälter und einen Griff hat. Der Griff ermöglicht es Ihnen, ihn zu halten, wenn der Behälter mit heißer Flüssigkeit gefüllt ist. Warum ist das wichtig? Nun, es ermöglicht Ihnen, Kaffee zu trinken.

Why toys make good medical devices | Jose Gomez-Marquez

Why toys make good medical devices

Jose Gomez-Marquez sagt, dass Spielzeuge über einen grossartigen Supply Chain verfügen und überall auf der Welt anzutreffen sind. Jose Gomes-Marquez erwähnt weiter, dass die Kernauswirkung dieses Projekts in der Entwicklung der Design-Kits als Plattformtechnologie liegt. Modulare Komponenten ermöglichen es Medizinern, ihre eigenen Lösungen zu entwerfen, die für Ärzte und Patienten nützlicher und nachhaltiger sind. Mit den richtigen Werkzeugen und dem richtigen Kontext, der durch den Kurs vorgegeben wird, sind MEDIKit-Anwender in der Lage, innovativ zu sein und die einzigartigen Herausforderungen in ihrem Arbeitsumfeld zu meistern.

Wir entwickeln Ermächtigungstechnologien für die Gesundheit. Wir glauben, dass Innovation und Design an vorderster Front im Gesundheitswesen stattfinden, wo Anbieter und Patienten alltägliche Technologien erfinden können, um die Ergebnisse zu verbessern. Durch die radikale Demokratisierung der Instrumente der medizinischen Kreation wollen wir es Patienten und Leistungserbringern an vorderster Front ermöglichen, Antworten auf Krankheitslasten zu finden.

Seni Gotong Royong: HackteriaLab 2014 – Yogyakarta

HackteriaLab 2014 - Yogyakakarta ist ein zweiwöchiges, «making-orientiertes» Treffen von Forschern, Künstlern, Wissenschaftlern, Akademikern, Hackern und anderen Personen in Yogyakarta. Sie wurde von der LIFEPATCH - Bürgerinitiative für Kunst, Wissenschaft und Technologie veranstaltet und gemeinsam mit HACKTERIA | Open Source Biological Art in Zusammenarbeit mit verschiedenen regionalen Partnern organisiert. Als Web- und Community-Plattform versucht Hackteria Wissenschaftler, Hacker und Künstler zu ermutigen, zusammenzuarbeiten und ihre Expertise zu bündeln, kritische und theoretische Reflexionen zu schreiben, einfache Anweisungen zur Arbeit mit Life Science-Technologien zu teilen und bei der Organisation von Workshops, Festivals und Meetings zusammenzuarbeiten.

Open Source Estrogen: Housewives Making Drugs | Mary Maggic

Open Source Estrogen: Housewives Making Drugs

Ein kooperatives, interdisziplinäres Forschungsprojekt, Open Source Estrogen kombiniert Biohacking und spekulatives Design, um zu demonstrieren, auf welche Weise Östrogen ein Biomolekül mit institutioneller Bioenergie ist. Open Source Estrogen verbindet Do-it-yourself-Wissenschaft, Körper- und Geschlechterpolitik und ökologische Verzweigungen der Gegenwart. Ziel des Projektes ist es, ein Open Source Protokoll für die Östrogenbiosynthese zu entwickeln. Als Reaktion auf die verschiedenen Biopolitiken der hormonellen Steuerung von weiblichen Körpern, die von Regierungen und Institutionen vorgeschrieben werden, zielt das Projekt darauf ab, ein System von DIY-Protokollen zur Emanzipation des Östrogen-Biomoleküls zu entwickeln. Wir wollen wissen: Was ist die Biopolitik in unseren Organen? Was noch wichtiger ist: Ist es ethisch vertretbar, selbst synthetisierte Hormone selbst zu verabreichen?


Referenz: Medizintechnik DIY

Experimente

Muscle SpikerShield DIY v2.11 - Silvan

About: Jede der acht Gruppen erhielt ein Arduino uno mit einem Muscle SpikerShield von backyardbrains.

Outcome: Die erste Aufgabe bestand daraus das Board zusammenzulöten. Mit der richtigen Anleitung v2.11 war dies eine leichte Aufgabe, die gemeistert werden musste.

[Anleitung v2.11]

Reflexion: Wieder einmal zu löten hat Spass gemacht. Mit einem kleinen Umweg über abgeschnittene Pins und wieder angelötet war das SpikerShield fertig und es konnten die ersten Programme auf das Arduino geladen werden.

Muscle SpikerShield GUSTAV.jpg

Experiment 1: Messen und darstellen der Herzkurve (Elektrokardiogramm) - Silvan

About: Das erste Experiment ist der erste grosse Schritt in dieser Blockwoche. Ziel ist es, das fertiggestellte "Muscle Spiker Shield", zu testen, erste Erfahrungen zu sammeln und SPASS zu haben. Hierzu werden Oberflächen-EMG-Elektroden auf einem Arm befestigt, eine passende Software zum Darstellen von Impulsen auf dem Arduino installiert und alle Komponenten miteinander verbunden.

Experiment: Heart Action Potentials

Outcome: Das Herz schlägt noch! Die Bilder beweisen es. Man sieht die typische Herzkurve auch Elektrokardiogramm (EKG) genannt. Diese Kurve kann über den Mikrofoneingang auf einen Computer übertragen werden.

Pulsmessung klein Pulsmessung gezoomt

Reflexion: Das erste Experiment war erfolgreich, weil die verbundenen Komponenten korrekt miteinander kommunizierten und dadurch eine Darstellung der Herzkurve ermöglichten. Kurz gesagt, die Muskelkontraktionen des Herzens können auf einem Bildschirm in Echtzeit dargestellt werden. Es hat Spass gemacht, weil der erste Versuch beim ersten Anlauf geklappt hat, das Team dadurch motiviert wurde. Diese ersten Erfahrungen mit den "Muscle Spiker Shield" stimmten das Team positiv auf die Woche ein.

Experiment 2: Muskelbewegungen mit LEDs visualisieren - Silvan

About: Bei diesem Versuch können die elektrischen Signale vom Hirn an die Arme mit verschiedenfarbigen LEDs visualisiert werden. Je nach Kraft die auf den Muskel gegeben wird leuchten die LEDs grün, grün und gelb oder grün, gelb und rot. Sobald die Kraft wieder weggenommen wird, erlöschen die Leuchtdioden. Experiment: Control Machines with your Brain

Outcome: Mit dem von backyardbrains heruntergeladenen Programm auf dem Arduino hat das Darstellen der Muskelkontraktion auf anhieb geklappt. Auf dem Bild sieht man die maximale Kontraktion mit allen leuchtenden LEDs.

Muskel LED 1.jpg Muskel LED 2.jpg


Reflexion: Es ist faszinierend, mit welch einfachen Mitteln eine Spannungsdifferenz der Nervenbahnen zur Hand detektiert werden können. Die LEDs sind nur eine einfache Darstellung, die Möglichkeiten diese Messung auszunutzen sind unbegrenzt.

Experiment 3: Durch Muskelkontraktion Töne erzeugen - Manuel

About: In diesem Experiment sollen durch Muskelkontraktion Töne erzeugt werden. Dabei werden bei verschieden starken Muskelkontraktionen unterschiedliche Töne ausgegeben. Dafür wird an das Muscle SpikerShield einen Lautsprecher angeschlossen und ein Programm für das erzeugen der Töne auf das Arduino geladen. Das Experiment wurde nach dem Ablauf der Webseite www.backyardbrains.com durchgeführt. Dort kann auch der Aufbau entnommen und das Programm heruntergeladen werden. Experiment: Make Music with your Muscles


Outcome: Die Testperson hat gleich wie beim zweiten Experiment drei Elektroden am Arm. Zwei Elektroden liegen auf der Innenseite am Unterarm und eine auf dem Handrücken. Der Lautsprecher wird mittels Kabel an das Muscle SpikerShield angeschlossen. Dabei ist auf die korrekte Verkabelung mit dem Muscle SpikerShield zu achten (Ausgänge für Audio-Signale!). Es empfiehlt sich zuerst das Experiment 2 zu machen. Denn dort werden die Muskelkontraktionen gemessen und durch die LEDs visualisiert. Damit dies funktioniert muss eventuell der Schwellwert im Programm angepasst werden. Die Feineinstellung erfolgt mit dem Potentiometer auf dem Muscle SpikerShield. Ist die Intensität korrekt eingestellt werden die verschiedenen Töne ausgegeben und das entsprechende LED leuchtet.


Reflexion: Das erzeugen von Musik mit Muskelkontraktion ist mit dem Arduino und mit dem Muscle SpikerShield nicht nur relativ einfach es macht auch Spass. Obwohl es nur wenige Töne sind welche erzeugt werden können. Es simuliert ein Instrument welches zwar wenig Töne besitzt, jedoch instinktiv durch das Anspannen eines Muskels gespielt werden kann. Dabei sind keine koordinative Fähigkeiten nötig und durch die Visualisierung ist die Tonhöhe direkt sichtbar. Beim Aufbau ist vor allem auf die korrekte Verkabelung zu achten. Wir hatten zuerst ein Kabel im falschen Ausgang und es wurden keine Töne erzeugt. Dieser Fehler wurde aber schnell entdeckt als wir den Aufbau noch einmal überprüften.

Experiment 4: Muskelkontraktion übertragen - Silvan

About: In diesem Experiment geht es einen Schritt weiter. Die Muskelkontraktion soll von einer Person auf eine andere übertragen werden. Experiment: Advanced NeuroProsthetics: Take Someone's Free Will

Outcome: Die erste Person hat drei Elektroden am Arm. Zwei an der Innenseite vor dem Ellbogen und eine auf dem Handrücken. Die zweite Person hat zwei Elektroden ebenfalls vor dem Ellbogen. Auf diese beiden Elektroden werden nun Stromimpulse gegeben, welche den Arm bewegen können.

Reflexion: Es ist faszinierend, dass mit ein bisschen Strom ein Arm bewegt werden kann. Man kann es sich denken, ein wenig schmerzen tut es schon.

Prototyp 1: Automatischer PET-Flaschenöffner - Silvan

Aus einigen spannenden Ideen wurde das Projekt PET-Flaschenöffner ausgewählt. Hierbei geht es darum mit einem kleinen Elektromotor den Deckel einer PET-Flasche zu öffnen.

Erstes Holzmodell

Mit einem aus Holz gefertigten Modell wurden erste Tests gemacht. Leider war das Holz furniert und so brach das Model schon bei den ersten Versuchen auseinander. Für besseren Gripp wurden Japanmesserklingen eingesetzt und festgeschraubt. Diese waren der Grund für das Auseinanderbrechen.

IMG 20190214 151030.jpg IMG 20190214 151022.jpg IMG 20190214 151102.jpg

Zweites Modell

Das nächste Modell sollte stabiler werden. Deshalb wurde die Aufnahme für den Flaschendeckel mit dem 3D-Drucker hergestellt. Leider wurde der 3D-Druck nach einiger Zeit abgebrochen, weshalb unsere Aufnahme nur halb so hoch wurde aber dennoch funktioniert. Mit einem gelaserten Holzstück wurde die Flaschendeckelaufnahme am Motor befestigt. Mit dem Polymorphen Material wurde anschliessend die Aufnahme verkleidet.

IMG 20190215 135603 Kopie.jpg

Mit Woodcast konnte eine Aufnahme für die PET-Flasche hergestellt werden. In diese wird der Motor mit der Deckelaufnahme hineingesetzt und mit Heissleim festgeklebt.

IMG 20190215 135544.jpg IMG 20190215 135603.jpg IMG 20190212 162539.jpg

Vorführung des Prototypen

Prototyp 2: Keyboard -Manuel

Dumpster Diving

Während der Woche erkundeten wir noch die Abgründe des Elektroschrotts im Keller der Hochschule. Auf diese Idee kamen wir durch den Skillshare DIY-MedTech Dumspter Diving - Team Gaudi von der letztjährigen Durchführung der Blockwoche. Dabei entdeckten wir viele interessante Geräte. Wie zum Beispiel ein Handy, ein Taschenrechner, ein Video-Player, eine Schreibmaschine und vieles mehr. Einige Geräte nahmen wir mit, um sie genauer unter die Lupe zu nehmen. Wir bauten den Video-Player auseinander und entdeckten einen komplexen Mechanismus, welchen wir eventuell weiter verarbeiten können. Auch die anderen Geräte waren interessant anzuschauen, da man mal sehen kann wie das Innenleben aussieht. Dieser Abstecher brachte uns neue Ideen und wir konnten diese für unser Prototyp 2 verwenden.

Da uns das "Musikmachen" mit dem Arduino sehr gefallen hat, wollten wir uns in diese Richtung etwas vertiefen. Wir fanden eine Anleitung um mit dem Arduino ein Keyboard zu bauen. Die Tasten des Keyboards werden mit einem Bleistift auf ein Papier gezeichnet und mit dem jeweiligen Pin verbunden. Ausserdem fanden wir durch das Dumpster Diving eine alte Lampe, bei der die Farbe über ein Tastfeld eingestellt werden kann.

Skill-Share Session: Fisch ausnehmen

Für das gegenseitige Vermitteln von Wissen, wurden sogenannte Skill-Share Sessions durchgeführt. Jede Gruppe musste eine Session organisieren und durchführen. Ivan war letzten Winter im schwedischen Lappland Eisfischen. So kam er auf die Idee anderen das Fischausnehmen näher zu bringen.

Der Fisch

Die Dorade alias Goldbrasse ist einer der treuesten Freude des Menschen. Seit der Antike wird dieser Fisch im Mittelmeer gefangen und als Speisefisch verzerrt. Die Hauptnahrung des Fisches besteht hauptsächlich aus Muscheln und Krebstieren. Spannend ist, das der Fisch kein eindeutiges Geschlecht hat. Die Fische sind bis zum zweiten Lebensjahr immer zweigeschlechtlich. Die Grösse entscheidet! Fische welche nach dem zweiten Lebensjahr grösser als 20 bis 30 Zentimeter sind, werden zu weiblichen Fischen und die anderen Männlich. Die Produktion von Eiern benötigt viel mehr Platz als Sperma und darum brauchen die Weibchen einen grösseren Körper.

Dorade


Unter folgendem Link erfährt ihr noch mehr über den Fisch: [1]

Vorbereitung

Als aller erstes wurde eine neue Seite auf Hackteria erstellt, um die wichtigsten Informationen über den Skillshare - Fisch ausnehmen bereit zu stellen. Unter folgendem Link findet Ihr die Seite: DIY-MedTech_Fisch_ausnehmen_-_Team_Gustav Die Gruppe bestand aus sechs Personen und wir entschieden uns, für jede Person einen Fisch für das Ausnehmen zu besorgen. Hierzu wurde der Detailhändler Coop telefonisch kontaktiert, um den Lagerbestand von nicht ausgenommenen Fischen zu prüfen und eine Beratung einzuholen, welcher Fisch für das Vorhaben passend ist. Da das Wetter wunderschön und sonnig war, wir die Räume der Schule nicht verstinken wollten, wählten wir als Skillshare - Ort den Grillplatz der HSLU. Dieser hatte nebst der schönen Lage auch passende Tische und Stühle für den Skillshare. Nebst dem Fisch wurden folgende Werkzeuge und Gegenstände vom Team organisiert und bereitgestellt:

  • 6 Messer für das Entnehmen der Fische
  • Kehrichtsäcke mit Zugband 110 L schwarz
  • Alufolie
  • Latex-Einweghandschuhe

Durchführung

Als aller erstes wurden die Tische mit den Kehrichtsäcken abgedeckt. Alle Teilnehmer wurde vorgewarnt sich verschmutzen zu können und darum wurde eine DIY-Kochschürze empfohlen, welche aus den Kehrichtsäcken in kurzer Zeit selbst hergestellt werden kann. Kurze Zeit später folgte darauf eine Einführung über den Fisch und das Entnehmen des Fisches. Klar das die Fische später verspeist werden müssen. Darum wurde auch für köstliche Beilagen gesorgt und alle Teilnehmer konnten Ihr eigenes Gericht aus den Fischen, Kartoffeln, Rosmarin, Zitronen und Streugewürze zusammenstellen und in Alufolie einwickeln. Die eingewickelten Gerichte wurden auf den Campusgrill zubereitet und danach mit allen der Klasse geteilt.


Dorade Dorade Dorade Dorade Dorade Dorade Dorade Dorade Dorade

Erfahrungen

Unser Skillshare wurde im ersten freien Slot durchgeführt. Dies führte dazu, das die Gruppe viel Zeit am Mittwochmorgen für das Organisieren der Fische, der Beilagen und des Materials investiert wurde. Dies hat zu einem sehr viel Spass gemacht und aber auch dazu geführt, dass die anderen Projekte von unserem Team vernachlässigt wurden. Die Teilnehmer hatten am Anfang sehr viel Respekt vom Fisch und zögerten teilweise sich vertraut mit etwas neuem zu machen. Es war für unser Team (als Leiter des Skillshares) eine neue spannende Erfahrung, die Rolle einer Lehrperson einzunehmen und Wissen zu vermitteln. Wir achteten uns sehr darauf, einen roten Faden in den Event reinzuringen, uns nach den Teilnehmer zu richten und jenen helfen die Hilfe brauchten. Ebenfalls haben wir darauf geachtet, dass die Teilnehmer ihr Wissen weitergeben und sich gegenseitig unterstützen. Die Feedbacks der Teilnehmer waren sehr positives und wir waren sehr überrascht darüber. Trotz allem, dass Ivan nur einmal (nun zwei Mal) einen Fisch entnommen hat, verlief es beidruckend gut. Spannend war auch, dass jeder Fisch eine total anderes Innenleben hatte. Diverse Fische waren sauber und die Innereien waren sofort sichtbar und bei anderen Fischen deckte eine dicke Fettschicht die Eingeweide ab. Wirklich spannend, lustig, empfehlenswert und vor allem lecker!!!! Wir geben den Köchen *****

Was haben wir gelernt

Arduino -Manuel

Arduino-UNO.bcc69bde.png

In der Arduino Session erklärte uns Chris wie ein Arduino Programm aufgebaut ist und wie Komponenten (Widerstand, LED, Button, LDR) angesteuert werden können. Als Beispiel zeigte er uns einfache Beispiele wie zum Beispiel das "LED blinken" mit einer Delay-Funktion. Für eine erste Einführung in die Materie dient der Arduino Einsteiger-Kurs (PDF & Code-Beispiele) des Fablabs. Weitere Informationen findet man auf der Webseite von Arduino. Ausserdem findet man im Internet viele Open-Source Programme und Anleitungen für verschiedene Anwendungen. Dieser kurze Input hat uns sehr geholfen, um das Arduino besser zu verstehen. Es würde sich eventuell lohnen solch einen Input am Anfang der Blockwoche anzubieten, damit man die folgenden Versuche besser versteht und weniger Zeit "verliert".

Arduino-ide-1.6.0-german.PNG


LATEX -Manuel

Latex.png

Der Skillshare (DIY-MedTech LaTex - Team Bärenbrüder) zum Thema Latex wurde von der Gruppe Bärenbrüder durchgeführt. Ein Gruppenmitglied hat schon mit dem Programm gearbeitet und findet es praktisch für Dokumentationen von Projektarbeiten. Er erklärte uns die Basics des Programmes und die Grundbefehle für die Textverarbeitung. LATEX ist eine Textverarbeitungs-Programm, welches durch verschiedene Befehle die Formatierung von Dokumenten vereinfacht. Dabei wird ähnlich wie bei bekannten Programmiersprachen ein Code geschrieben, welcher dann in ein Dokument umgewandelt wird. Es bietet daher eine Alternative zu Word. Das Programm findet viel Anklang bei programmier gewohnten Personen. Daher findet man viele Erklärungen und Beispiele im Internet und man kann sich das "Coden" leicht selber beibringen. Es gibt auch Internetseiten welche innerhalb des Browsers das Latex-Programm anbieten. Ein Beispiel ist die Seite Overleaf. Diese ist sehr übersichtlich gestaltet und macht das erstellen eines Dokumentes zum Kinderspiel.

Der Skillshare brachte uns Latex etwas näher und wir ziehen das Verwenden des Programmes für zukünftige Arbeiten in betracht.

Skill-Share Session Body Fluids - Silvan

In dieser Skill-Share Session hat uns Effi etwas über Körperflüssigkeiten vermittelt. Unser Körper besteht zu ⅔ aus H₂O und zu ⅓ aus festem Material.

Flüssig-Fest-menschlicher Körper.png

Von diesen ⅔ H₂O sind wiederum nur ⅓ Körperflüssigkeiten wie Speichel, Urin, Tränenflüssigkeit usw. die restlichen ⅔ H₂O sind in den Zellen gebunden.

Flüssigkeitsverteilung.png

Speichel

Kopfhautdrüsensekret

Nasenpopel

Blut

Blutfilm

Hautfezen

Tränenflüssigkeit


Human-Interface

Ski wachsen

Lasern

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Während der Woche wurden uns die verschiedenen Möglichkeiten im Fablab gezeigt und erklärt. Unter anderem auch das Lasern. Beim Lasern werden Platten aus verschiedenen Materialien mit einem Hochleistungslaser durchtrennt. Dabei kann man beliebige Formen und Geometrien lasern. Der Kreativität sind fast keine Grenzen gesetzt. Es muss jedoch darauf geachtet werden welches Material verarbeitet wird und dass die gewünschte Form nicht zu klein ist. Der Laser ist aber sehr schnell und genau. Deshalb eignet er sich ausgezeichnet für die Prototypen-Herstellung. Mit diversen Zeichnungsprogrammen kann ein Plan erstellt werden, welcher mit ein paar Maus-Klicken und einem USB-Stick auf die Lasermaschine geladen werden kann. Ausserdem ist bei gerechter Konstruktion das gelaserte Teil optisch ansprechend und somit auch für das Design von Prototypen geeignet.


Die Einführung zu den Lasermaschinen war sehr hilfreich und sollte jeweils anfangs Woche mit den Gruppen durchgeführt werden. Weiter Informationen zum Laser sind auf der Website vom Fablab zu finden.

3D-Drucken

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Das 3D-Drucken wurde uns, wie das Lasern,ebenfalls in der Blockwoche Medizintechnik-DIY etwas näher gebracht. Sodass wir unser eigenen Teile für die Prototypen drucken konnten. Beim 3D-Drucken wird ein Kunstoff erhitzt und dadurch zum fliessen gebracht. Dadurch kann er mit einer Düse und einem Dreiachsensystem in eine beliebige Form gebracht werden. Der Kunststoff wird dabei schichtweise aufgebaut und es ergibt schliesslich ein fertiges Teil. Das Prinzip kann mit einer Heissleim-Pistole sehr einfach aufgezeigt werden. Der flüssige Leim kann schichtweise aufgebaut werden und mit der Hand und dem Arm kann die Form gegeben werden.Bei der Konstruktion von 3D-Druck-Teilen ist darauf zu achten, dass es keine Überhänge gibt welche 45° übersteigen. Es kann alternativ auch mit einer Stützstruktur gearbeitet werden bzw. wird diese teilweise vom Programm für das 3D-Drucken automatisch generiert. Die Stützstruktur muss anschliessend manuell entfernt werden, was zeitaufwendig sein kann. Sind die Konstruktionsregeln beachtet worden und ist eine Zeichnung des Teils im entsprechenden Format vorhanden, kann man diese mit dem Programm CURA und einer SD-Karte auf die 3D-Drucker laden und den Druck starten.

Im Fablab stehen verschiedene 3D-Drucker von der Marke Ultimaker zur Verfügung. Weitere Informationen und Anleitungen sind auf der Webseite von Fablab.

Reflexion noch nicht bearbetet ??

Das Feedback über die Blockwoche DIY ist bei den Teammitgliedern im Großen und Ganzen sehr positiv ausgefallen.

Das freie Arbeiten ohne genaue Aufgabenstellung war für uns anfangs etwas ungewohnt und mühsam, da wir nicht wussten, was genau von uns verlangt wird. Wir sind uns vom Studium gewohnt eine genaue Aufgabenstellung zu erhalten, die zu einem gewissen Zeitpunkt gelöst werden muss. Doch mit der Zeit haben wir uns an diese Umstände gewohnt und hatten grossen Spass Experimente durchzuführen und Prototypen zu entwickeln. Auch wussten wir zu Beginn nicht, was wir mit dem vielen Material auf den Tischen anstellen sollen, doch durch diese Materialvielfalt wurde unsere Fantasie angeregt und wir hät-ten noch etliche Prototypen erstellen können. Das FabLab war für uns ein geeigneter Arbeitsort. Obwohl es im unteren Stock etwas kalt war, existier-ten dort alle Werkzeuge die wir benötigten.

Die Skill Share Sessions wurden von unserer Gruppe mit Begeisterung besucht. Es war schade, dass es Überschneidungen von gewissen interessanten Themen gab und die Verteilung der Studenten auf die einzelnen Sessions sehr unausgeglichen war. Die Meistbesuchten Skill Share Session waren 3D-Druck und Laser Cutting. Grund dafür war sicherlich der, dass diese Verfahren während der Blockwoche häufig verwendet wurden.

Im Team Babos sind wir uns einig, dass dies eine gelungen Blockwoche war. Die Erfahrungen und das neu Gelernte aus der Blockwoche können in den weiteren Studiensemester sicherlich Verwendung fin-den.


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