MH1 - Intuitiv über Distanz Messen

Idee

Die Grundidee war es ein tragbares Gerät zu entwickeln, das die menschlichen Sinne verstärkt. 
Das Konzept "MH1" befasst sich mit dem Messen von Objekten aus der Distanz. Eine Fingergestik, bei der man zwischen Daumen und Zeigefinger ein Objekt anfokussiert, dient zur Erfassung der Objektmaße. 
 
 
Grundidee

 

Prozess

 

Einstieg

Am Anfang des Prozesses stand die Recherchephase. Dafür verwendeten wir den Hype Cycle des Gartner Institutes, der jährlich die Entwicklung von Technologien in einem Diagramm, dem Hype Cycle, zusammenfasst. Aus dieser grafischen Übersicht recherchierten wir zu drei dieser Themen detailliert. Wir wählten drei Themen, die im Moment am Höhepunkt der Erwartungen liegen, da uns interessierte wohin sich diese in der nahen Zukunft weiterentwickeln werden. 

 

Hypecycle 2014


Nachdem wir uns einen ersten Überblick verschaffen hatten, wählten wir "Wearables" als unser Oberthema, weil wir uns von dieser Technologie in den Punkten Innovation, Themenvielfalt und Prototypisierbarkeit am meisten versprachen. 

Unter einem "Wearable" versteht man Technologien, die am Körper getragen werden können. Sie sind meist mit Sensoren und Aktoren ausgestattet, die dadurch über den Menschen und dessen Umwelt Daten erfassen können und aus Diesen einen Mehrwert bilden können. Durch die Nähe zum Körper können Wearables eine große emotionale Bindung zum Nutzer aufbauen, jedoch auch ablenkend oder sogar störend sein. Die Abwägung zwischen sinnvollem Einsatz und störenden Übermaß an Technologie hat uns im ganzen Prozess begleitet.

 

 

Themenfindung

Wir versuchten zunächst einen alltäglichen Anwendungsfall zu finden, der durch ein Wearable angenehmer für den Nutzer werden könnte. Jedoch stellte sich schnell heraus, dass es im Moment ein Übermaß an Smartwatches, Fitnesstrackern und anderen Lifestyle-Gadgets gibt. In der weiteren Recherche stießen wir auf einige Konzepte, die das Thema Wearables in eine anderen Richtung lenken. Besonders hervorzuheben sind:

http://www.ted.com/talks/david_eagleman_can_we_create_new_senses_for_humans

http://www.ted.com/talks/pattie_maes_demos_the_sixth_sense 

Hierbei geht es darum, ob man durch Sensoren und Autoren die menschlichen Sinne erweitern, beziehungsweise verstärken kann. Diese Konzepte lenkten unseren Fokus auf das Unterthema Menschverstärker.

 

 

Menschverstärker

Sensoren die nah am Körper sitzen können die menschlichen Sinne unterstützen, indem sie permanent Daten erfassen. Aus dem Zusammenspiel von mehreren Sensoren können Zusammenhänge erkannt werden, die der Mensch allein durch die natürlichen Sinne nicht wahrnehmen kann. Für viele Menschen mit körperlichen Einschränkungen ist dieser Einsatz von tragbaren Technologien nicht mehr wegzudenken und bedeutet meist eine erhebliche Steigerung an Lebensqualität (Herzschrittmacher, Hörgerät, ...). Moderne, smarte Blindenhilfen versuchen den Sehsinn, und die damit verbunde Orientierung im Raum, mit Abstandssensoren, ähnlich der Echoortung einer Fledermaus, zu ersetzen. Wir sahen hierbei aber auch großes Potential für Menschen, deren Sehsinn voll funktionsfähig ist.

 

 

Über Distanz hinweg... 

Das Prinzip der Abstandsmessung entschieden wir explorativ zu untersuchen. Dafür führten wir eine erste Versuchsreihe mit dem Arduino Uno und mehreren Astandssensoren durch (Infrarot und Ultraschall). Die Daten von einzelnen Sensoren wendeten wir auf die verschiedene Ausgabeparameter an. Die Distanz zu einem Objekt wurde somit in Farben, Töne, Zahlen und Vibration übersetzt. 

 

Versuchsreihe01

 

Zu diesem Zeitpunkt stellten wir uns die Frage:

Kann man über Distanz hinweg Informationen über ein Objekt erhalten?

Mit lediglich einem Sensor, der am Objekt vorbeigeschoben wird, kann beispielsweise dessen Form (rund oder eckig) erkannt werden. 
Um über diese Informationen hinauszugehen und weitere Eigenschaften zu ermitteln (Farbe, Größe,...) müssen mehrere Sensoren eingesetzt werden.
 
 
Versuchsreihe02 
 
 
 


MH 1 - Intuitiv über Distanz messen

 

Grundprinzip

Künstler verwenden zum Abschätzen und Übertragen von realen Längen einen Stift, der mit ausgestrecktem Arm gehalten wird. Mit dem Daumen und der Spitze des Stiftes wird die Länge bzw. das Objekt angepeilt. Anschließend wird die gemessene Strecke auf die Zeichnung angewendet. 
Dieses Prinzip, in Kombination mit der Sensorik unserer explorativen Versuchsreihe bildete das Grundgerüst für das finale Konzept. In diesem Konzept versuchten wir den Messvorgang auf eine intuitive Geste zu übertragen. Die menschliche Hand wird dabei selbst zum Messinstrument, wobei das zu messende Objekt zwischen Daumen und Zeigefinger anpeilt wird.
 
 

Funktionsweise

Das Funktionsprinzip basiert auf der mathematischen Formel des Strahlensatzes. Durch Sensoren, welche die Strecken zum Kopf, zum Objekt und den Fingerabstand messen, lässt sich die Objekthöhe berechnen. 
 
 
Funktionsweise
 
 
 

Prototyp

Aus einer Reihe von Vorprototypen entwickelten wir unseren finalen Prototyp. Dieser besteht aus einem Handschuh, einer Halterung für die Sensorik und der Elektronik. Auf einem im Handschuh integrierten Display wird die gemessene Strecke angezeigt. Der Prototyp kann bis zu 40m entfernte Objekte messen, wobei die Messwerte mit zunehmender Distanz ungenauer werden. Dies ist auf die noch ungenaue Sensorik (speziell zwischen Daumen und Handinnenfläche) zurückzuführen. 
 
Prototypen
 
Finaler Prototyp
 
 
 

Waldarbeiter

Das Berufsfeld des Waldarbeiters könnte von unserem Konzept sehr profitieren, da diese bisher mühsam mit der Stockmethode die Baumhöhe bestimmen müssen. Dabei wird zunächst die Distanz zum Baum gemessen und anschließend mit einem Stock die Höhe angepeilt. Daraus muss der Waldarbeiter dann mit dem Strahlensatz die ungefähre Höhe des Baumes errechnen.
Mit Hilfe eines Arbeitshandschuhes, der mit unserem Konzept ausgestattet ist, könnte neben der Höhenmessung von Bäumen, auch die Bestimmung des Durchmessers und der daraus resultierende Raummeter eines Baumes möglich sein. Somit optimierter und effizienter gestaltet werden, wobei der Mensch selbst im Mittelpunkt steht. Der Schwerpunkt wurde bei diesem Zukunftskonzept vor allem auf die Robustheit und Fehlervermeidung bei der Bedienung gelegt.
 
Waldarbeiter01
 
 
Waldarbeiter
 
 
 

Bauingenieur

Ein weiteres Berufsfeld, in welchem unser Konzept Anwendung finden könnte wäre der Bauingenieur. Mittels eines Ringes, der alle Sensorik minituriarisiert beihaltet, und einer mobilen Applikation, kann er Messwerte erfassen, visualisieren und archivieren. Dazu fotografiert der Nutzer zunächst mit der mobilen App die zu messende Strecke, wählt die gewünschte Messmethode und markiert die zu messende Stelle. Anschließend misst er mit dem Ring die Strecke. Diese wird automatisch in der App eingetragen, die in Framer.js und Breakout.js prototypisch umgesetzt wurde. 
Der Schwerpunkt hierbei liegt vor allem auf der ungefähren Erfassung von schwer zugänglichen oder sehr großen Objekten. Außerdem soll es einen Anreiz zu weiteren Konzepten geben.
 
Bauingenieur01 

 Bauingenieur03