MedTechDIY20 Another Team

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Team
Another Team besteht aus den drei Studierenden Claude Portmann, Simon Schmitter und Louis Schibli der Hochschule Luzern. Im Rahmen der Blockwoche DIY Medizintechnik formierte sich das Team, um interaktiv an den grossen Problemen unserer Zeit zu arbeiten. Aufgrund der Interdisziplinarität des Teams (Simon und Claude studieren Maschinentechnik, Louis studiert Medizintechnik) sind bis Ende der Woche bahnbrechende Lösungen zu erwarten.

Kurzbeschrieb MedTech DIY
In der Blockwoche Medizintechnik DIY (Do It Yourself) soll in interdisziplinären Gruppen gearbeitet werden. Viel Wissen und Lernen wird in Skill-Share Sessions vermittelt. Nach kurzen Einführungen sollen die Gruppen selbstständig und kreativ eigene innovative Projekte planen und durchführen. Studierende können selbst entscheiden, an welchen Projekten sie in Teams arbeiten wollen. Somit wird das tiefere Verständnis von Medizintechnischen Geräten vermittelt und gefördert. Erste Prototypen, basierend auf verschiedenen elektrophysiologischen Messmodulen (EMG, EKG, EOG, EEG), werden mit den Mitteln der Digitalen Fabrikation hergestellt und getestet. Als erstes wurde von unserer Gruppe das Projekt durchgeführt.

FABLAB
Die Blockwoche Medizintechnik DIY wurde zum grössten Teil im FABLAB in Horw durchgeführt. Das FABLAB ist mit verschiedenen Anlagen und Maschinen ausgestattet wie zB. Laser-Cutter, 3D-Drucker, CNC-Fräsmaschine und Heissdraht-Schneidgeräten und somit wird das Herstellen von sehr vielen Produkten ermöglicht. Das FABLAB lädt ein zum Do It Yourself Spirit (transdisziplinäres Peer-Learning) und ist dadurch der ideale Ort um Experimente auszuarbeiten und durchzuführen. Entwürfe und Verfahren, die in einem FABLAB entwickelt werden dürfen geschützt und verkauft werden, aber sie sollten für individuellen Gebrauch und individuelles Lernen verfügbar bleiben.



Inputs
Während der Woche werden punktuell Inputs zu diversen Themen besucht. Diese sollen in diesem Kapitel beschrieben werden.

DIY Kultur

Die Do-It-Yourself Kultur (DIY) oder Do-It-Yourself Bewegung entstand in der Mitte des 20. Jahrhunderts. Es handelt sich um eine Kultur des selber Machens. Die Gründe für das Erzeugen eigener Güter bzw. Produkte sind verschieden. Zum einen handelt sich um Erzeugnisse die auf dem Markt nicht vorhanden oder nur schwer erschwinglich sind, aber das Bedürfnis nach individuellen und einzigartigen Produkten treibt Laien an, oft durch autodidaktisch erworbene Fähigkeiten und Fertigkeiten, sich durch DIY selbst zu verwirklichen. Weitere Infos unter d-q-e.net.

How to use Wiki

In dieser rund 45minütigen Einführung wurde uns die Handhabung der MediaWiki Datenbank erklärt. Fortan können wir alle Hacks, die Inputs und allgemein unsere Arbeit während dieser Woche dokumentieren. Die Bearbeitung der Texte ist sehr einfach und die Syntax ist auf MediaWiki ausführlich beschrieben. Schnell zeigt sich, dass die simultane Bearbeitung von Texten problematisch ist und zu Konflikten führt, die das System nicht lösen kann. Daher schreiben wir alle Texte lokal auf unseren Laptops und laden diese anschliessend in das Wiki.

Kulturbeitrag

Am Dienstagabend 4.Februar gab es eine Live-Performance vom Künstler Simon Berz (MTR Transdisciplinary Studies in the Arts). Simon Berz ist ein Drummer und Klangkünsteler. Seine Arbeiten zur experimentellen und improvisierten Musik, zur Klangkunst und zu neuen Formen der Performance zielen auf Innovation, Interaktion und Partizipation. Er entführte uns in die Welt zwischen Musik (Geräuschen) und DIY-engineering.

In den Videos sind Ausschnitte seiner Performance zu sehen.

Kulturbeitrag_1

Kulturbeitrag_2

3D Drucker Im FABLAB stehen mehrere 3D-Drucker, welche für die Blockwoche Medizintechnik DIY benutzt werden dürfen. Im folgenden Link ist eine Anleitung für Bedienung enthalten, ausserdem wird beschrieben, wie die Drucker aufgebaut sind und wie sie funktionieren. 3D-Drucker

Laser-Cutter Der folgende Link führt auf die Webseite vom FABLAB-Luzern. Auf dieser Webseite wird der Laser-Cutter AKJ6090, welcher im FABLAB steht, eingeführt, beschrieben und erklärt. Laser-Cutter

'''Gastspiel von Dr. Christian Gehringer, MSc. (ETH)'''

Dr. Christian Gehringer ist Arzt und Forscher

Gründungsmitglied des gemeinnützigen Vereins ”et al° | Vereinigung Wissenschaft, Kultur und Medizin”. Interesse an 3D-Druck, Mikrophotographie, Schwimmen, generative Kunst, Konstruktion von Robotern und Reisen. Teilnahme am 35C3 mit einem selbst konstruierten 3D-Drucker und einem motorisierten Sessel.

Mehr über Dr. Christian Gehringer sehen Sie auf seiner Webseite. Dr. Christian Gehringer

Skillshare Arduino Tutorial
Treffpunkt 09:00 Uhr im FabLab!

Vorbereitung
Alle Teilnehmer haben die Arduino Desktop IDE auf ihrem Laptop installiert, ein Arduino UNO inklusive USB Kabel und das orange Board von Backyard Brains dabei.

Ablauf Skillshare
Arduino UNO (5min)

Arduino bezeichnet eine Gruppe von Microcontrollern der gleichnamigen italienischen Firma Arduino. Da die PCBs (Leiterplatten) als open source zur Verfügung stehen gibt es viele Drittanbieter, welche ihre eigenen Arduino-ähnlichen Boards und Erweiterungen herstellen und verkaufen. Diese dürfen jedoch nicht Arduino genannt werden, da der Name geschützt ist.

Die Innovation der Firma Arduino besteht einerseits aus den diversen Microcontroller Boards, als auch aus der entwickelten Programmierumgebung, der Arduino IDE, welche das Programmieren von Microcontrollern erheblich vereinfacht hat. Zuvor mussten ähnliche AVR Microcontroller über Adapter programmiert werden.

Arduino Code (5min)

Die Arduino Desktop IDE ist eine Java Applikation die als ein Programmcode Editor und Compiler dient und auch in der Lage ist Firmware seriell zum Board zu senden. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Processing, eine IDE entwickelt um das Programmieren Künstlern näher zu bringen, die normalerweise nicht viel Kontakt mit Programmierumgebungen haben. Die Programmiersprache basiert auf Wiring, eine C ähnlichen Sprache.

Der grundlegende Aufbau eines Arduino Programmes, auch Sketch genannt, ist relativ einfach und teilt sich in mindestens zwei Teile auf. Diese zwei benötigten Teile oder Funktionen umschliessen Blöcke von Anweisungen. Hierbei ist setup die Vorbereitung und loop ist die Ausführung. Beide Funktionen sind notwendig damit das Programm ausgeführt werden kann.

Nach der setup Funktion folgt die loop Funktion. Sie beinhaltet Programmcode, der kontinuierlich in einer unendlichen Schleife ausgeführt wird - Eingänge auslesen, Ausgänge triggern, etc. Diese Funktion ist der Kern von allen Arduino Programmen und erledigt die Hauptarbeit. // Definition der Variablen void setup { anweisungen;                 // Vorbereitung } void loop { anweisungen;                // Ausführung } Die Setup Funktion sollte der Variablen Definition folgen, die noch davor aufgeführt werden muss. Setup muss als erste Funktion in einem Programm druchlaufen werden. Es wird nur einmal ausgeführt und dient dem Setzen von PinMode oder der Initiierung der seriellen Kommunikation.

Nach der setup Funktion folgt die loop Funktion. Sie beinhaltet Programmcode, der kontinuierlich in einer unendlichen Schleife ausgeführt wird - Eingänge auslesen, Ausgänge triggern, etc. Diese Funktion ist der Kern von allen Arduino Programmen und erledigt die Hauptarbeit.

Für eine grundlegende und einfache Einarbeitung in die Programmierarbeit mit Arduino empfehlen wir dieses Handbuch.

Geführte Übung (15min)

Die folgenden Codes werden während dem Skillshare erklärt und zusammen ausprobiert. Mit diesen Codes können die LED's auf dem Board von Backyard Brains angesteuert werden. Der Code ist in die Programmierumgebung von Ardiuno zu kopieren.

Test LED's automatisch byte leds[] = {13, 12, 11, 10, 9, 8};      //initialize variables int k = 0; int wait = 50;

void setup{                              // put your setup code here, to run once: for(k; k < 6; k++){                      // initialize LEDs as outputs pinMode(leds[k], OUTPUT); } }

void loop{ for(k; k < 6; k++){                      // turn off all LEDs digitalWrite(leds[k], LOW); delay (wait); } for(k; k >= 0; k--){                      // turn on all LEDs digitalWrite(leds[k], HIGH); delay (wait); } }

Test einzelner LED's

Dieser Sketch lässt nach einem Befehl über Serial die gewünschte LED aufleuchten.

Dazu wird der Serial Monitor geöffnet und eine Zahl zwischen 1-6 (entsprechend der LEDs nummeriert) eingegeben werden und mit ENTER gesendet.

byte leds[] = {8, 9, 10, 11, 12, 13};      // initialize variables int k = 0; int illum = 0;

void setup { Serial.begin(9600);                      // initialize Serial communication // put your setup code here, to run once: for(k; k < 6; k++){                      //initialize LEDs as outputs pinMode(leds[k], OUTPUT); } }

void loop { while(Serial.available > 0){ illum = Serial.parseInt; if(illum > 6){                         // if larger than 6, set maximum 6 illum = 6; } lightLED;                                 // call lightLED function }                                          // repeat }

void lightLED{                             // define function that illuminates desired LEDs int light = map(illum, 1, 6, 8, 13);       // map desired LED to correct pin digitalWrite(light, HIGH);                 // turn on desired LED delay(500);                                // wait 0.5s Serial.println(light); for(k=0; k < 6; k++){                      // turn off all LEDs digitalWrite(leds[k], LOW); } }

Freies Üben (15min)

It's your turn!

Wir stehen bei Fragen zur Verfügung.



Einfache Diagnostik in der Medizin und Bodyhacking
In der Medizin wird oft der Begriff Auskultation verwendet. Damit wird das Hören in der Medizin bspw. mit dem Stethoskop bezeichnet. Es wurde wurden 4 Organe mit aufsteigender Komplexität behandelt. Beginnend mit der Leber, Bauch, Lunge und zuletzt wurde das Herz betrachtet. Autonomes Nervensystem und das Hören in der Medizin

Synthesizer und Sound
Im folgendem verlinktem Video (Synthesizer Basics) wird auf die Basics eines Synthesizer eingegangen. Die Hauptthemen sind Amplitude, Frequenz, Altitude, Envelope, Oscillator, Filter, LFO und Modulation. Das Video zeigt anschaulich was die verschiedenen Begriffe bedeuten und welche Eigenschaften sie besitzen. Synthesizer Basics

DIY-MedTech Synths&Soundzz - dusjagr

Schweissen
Nachdem die Gruppe G2020 uns die gängigsten Schweissverfahren erklärte, konnten wir Elektroden-(Lichtbogen)-Schweissen, Wolfram-Inertgasschweissen (WIG oder TIG, T von engl. Tungsten = Wolfram) sowie Metall-Schutzgasschweissen an Reststücken ausprobieren. Dabei musste vorallem darauf geachtet werden, dass man nicht direkt in den Lichtbogen schaut, da dies augenblicklich zu schäden am Auge führen kann. Dies ist einerseits durch die hohe Intensität des Lichts bedingt als auch durch die Tatsache, dass sehr viel des Lichts im UV Bereich abgestrahlt wird. Schweissen Wikipedia

Backyard Brains
Alle Gruppen erhielten zu beginn von den Dozierenden ein "Muscle Spikershield". Mit dem Muscle Spikershield von Backyardbrains wird über Elokroden die elektrische Muskelaktivität anhand von Aktionsströmen der Muskeln (EMG) gemessen. Wir haben den Bausatz gemäss den Instructions auf der Webseite fertiggestellt. Danach haben wir den default code so angepasst, dass nur die gemessene spannung nach der verstärkung über serial ausgegeben wird. dazu musste zwei zeilen code auskommentiert werde da mehrere Variablen auf dem Serial monitor ausgegeben werden.

Damit kann der Serial Plotter die Muskelkontraktionen graphisch darstellen.

Ausserdem wurde der Code mit der library servo.h ergänzt, welche die ansteuerung eines Servos vereinfacht.

Muscle Spikershield


 * 1) define NUM_LED 6 //sets the maximum numbers of LEDs
 * 2) define MAX 150    //maximum posible reading. TWEAK THIS VALUE!!
 * 3) include 

Servo myservo; // create servo object to control a servo

int reading[10]; int finalReading; byte litLeds = 0; byte multiplier = 1; byte leds[] = {8, 9, 10, 11, 12, 13};

void setup{ Serial.begin(9600); //begin serial communications for(int i = 0; i < NUM_LED; i++){ //initialize LEDs as outputs pinMode(leds[i], OUTPUT); } myservo.attach(2);  // attaches the servo on pin D2 to the servo object }

void loop{ for(int i = 0; i < 10; i++){   //take ten readings in ~0.02 seconds reading[i] = analogRead(A0) * multiplier; delay(2); } for(int i = 0; i < 10; i++){   //average the ten readings finalReading += reading[i]; } finalReading /= 10; for(int j = 0; j < NUM_LED; j++){ //write all LEDs low digitalWrite(leds[j], LOW); } Serial.println(finalReading); finalReading = constrain(finalReading, 0, MAX); litLeds = map(finalReading, 0, MAX, 0, NUM_LED); for(int k = 0; k < litLeds; k++){ digitalWrite(leds[k], HIGH); } myservo.write(finalReading); }

download unaltered code



Hack_1_Untuner


Im folgenden Video wird demonstriert wie sich die Ein- und Ausschaltzeiten auf den Klang auswirkt. Grundsätzlich wird durch diese Einstellungsmöglichkeiten nur die Ein und Auschaltfrequenzen verändert und somit verschiedene Töne erzeugt.

int speaker = 11; int pot1 = A0; int pot2 = A1;

float ontime = 100; float offtime = 100; float milli = 0; float frequency = 0;

void setup { Serial.begin(9600);                    // initialize Serial communication pinMode(speaker, OUTPUT);              // declare pinouts pinMode(pot1, INPUT); pinMode(pot2, INPUT); }

void loop { ontime = map(analogRead(pot1),0,1024,0,20); offtime = map(analogRead(pot2),0,1024,0,20); milli = ontime + offtime; frequency = 1/(milli*1000); Serial.println(frequency); if (milli == 0){ digitalWrite(speaker, LOW);            // turn off speaker }else{ digitalWrite(speaker, HIGH);           // turn on speaker delay(ontime); digitalWrite(speaker, LOW);            // turn off speaker delay(offtime); } }

Hack 2


}}

Reflexion Pflichtlektüre
Wir haben die Pflichtlektüre zusammen reflektiert und uns über den Inhalt ausgetauscht. Das teilen von Wissen über die Wiki Webseite finden wir super, denn so können andere Menschen von diesem erarbeitenden Know-how profitieren. Es ist eine Möglichkeit, um sich weiterzubilden und mit Leuten zu arbeiten, welche die dieselben Interessen wahren. Somit können Biokunsttechniken außerhalb der offiziellen Labors und Kunstinstitutionen weltweit mitgeteilt werden. Dabei spielt der Ansatz des DIY (Do it yourself) eine sehr zentrale Rolle. Es bildet eine Alternative, um Projekte und Hacks mit geringem Budget und Wissen durchzuführen. In unserem Studentenalltag fehlt uns leider oft die Zeit dazu. Ein grosser Vorteil des DIY für uns Studierende, ist dass wir ein Gefühl für die bioanalytischen Geräten kriegen. Diese Blockwoche verspricht praktische Projekte und Hacks mit eigenen Ideen und dem Wissen von uns aber auch von den anderen Mitgliedern. Ziel ist es auch, dass wir uns gegenseitig Wissen und Know-how weitergeben. Wir freuen uns sehr auf das Tüfteln und Hacken.

Reflexion Blockwoche
Die Blockwoche Medizintechnik DIY hat unserer Gruppe sehr gut gefallen. In der Blockwoche gab es keine konkrete Aufgabenstellung bezüglich den Hacks und Experimente. Unser Team hat den Spirit der DIY Kultur mit der Zeit immer besser gefallen. Dadurch konnte unsere Gruppe den Ideen und Gedanken freien Lauf lassen. Während dieser Woche durften wir viel erleben und lernen. Die Skill Share Session regte nun endgültig unsere Fantasien an und wir konntes es kaum abwarten an den Projekten zuarbeiten.

Wir haben den Schwerpunkt auf die Programmierung des Arduinos Uno gesetzt. Durch den Microkontroller haben wir zB. im Hack_2 einen Ultraschall- und TOF-Sensor gleichzeitig angeschlossen und diese ausgewertet mit Hilfe von zwei Vibrationsmotoren. Für die verschiedenen Projekte und Hacks haben wir aber auch die Umgebung des FABLABS benutzt. Die 3D-Drucker und der Laser-Cutter eignen sich perfekt für preisgünstige Prototypen. Die Atmosphäre im FABLAB ist einzigartig. Die Ideen, welche von der Gruppe bearbeitet wurden, konnten relativ simpel und schnell in die Realität umgesetzt werden.

Im Grossen und Ganzen war die Blockwoche ein gutes Erlebnis. Wir denken, dass es eine gute Erfahrung war mit der DIY-Kultur, den später im Arbeitsleben werden wir höchstwahrscheinlich auch selbstständig unterwegs sein und nicht alles diktiert bekommen. Das Another Team bedankt sich bei den motivierten Dozenten