Lean Prototyping Open Photonik – ein interdisziplinäres Maker-Experiment

Was passiert, wenn kreative Menschen mit unterschiedlichem professionellem Hintergrund zusammenkommen und sich gemeinsam Gedanken über das Zusammenwirken von Photoniktechnologie, Baukästen und Open Innovation machen?

Die Idee: Kreative Impulse freisetzen mittels Open Innovation

Im Forschungsprojekt »BaKaRoS – Baukastensystem zur Realisierung optischer Systeme« widmen wir uns dieser Fragestellung und haben in einem Workshop ausprobiert, wie sich mittels Open-Innovation-Ansätze vollkommen neue, kreative Impulse für das Themenfeld Licht freisetzen lassen. Mit fünf Ingenieuren, vier Makern, vier Wissenschaftlern, zwei Designern, zwei Studenten und einem Medienfachmann haben wir den Workshop »Lean Prototyping mit MakerSpaceKit« gestartet.

Das Vorgehen: von der Idee zum Prototyp in drei Phasen

In sieben kleinen Teams haben die 18 Teilnehmenden in Phase 1 ihr jeweiliges Vorgehen bei der Entwicklung von Ideen und Prototypen zunächst analysiert und verglichen. Jedes Team dokumentierte die eigene Diskussion auf Rasterplakaten. So konnten die Teilnehmer, die sich zum ersten Mal treffen, die unterschiedlichen Welten kennenlernen, um daraus Gemeinsamkeiten abzuleiten.
In der zweiten Phase des Workshops wurde gebastelt: jedes Team hat mithilfe der ersten Version des BaKaRoS-Baukastens einfache photonische Demonstratoren gebaut. Dadurch lernen die Teilnehmer das neue Prototyping-Material kennen.

In der dritten Phase ging es darum, neue Anwendungsideen im Themenfeld der Photonik zu generieren. Jedes Team hat eine Idee mithilfe der vorhandenen BaKaRoS-Komponenten, Lego und fischertechnik sowie klassischen Prototyping-Materialien wie etwa Knet, Karton oder Schaumstoff in »(be)greifbare« Prototypen umgesetzt. Auch versuchten sich einige Teams an der Programmierung von neuen Funktionen für die bestehenden Demonstratoren.

Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Die Anwendungsmöglichkeiten von Photonik-Sensoren sind vielzählig und wachsen mit der Digitalisierung weiter. Ein spannender Weg, mehr über den Einsatz dieser Technologie zu erfahren, ist das Lean Prototyping: Learning by doing.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Der Mix aus spielerischen Elementen, bewährten Produkten und neuen Technologien weckt die Kreativität.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
In kleinen Gruppen können die Teilnehmer ihre unterschiedlichen Kompetenzen zusammenbringen und voneinander lernen.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Zeichnen, konzipieren, basteln, programmieren - beim Prototyping wird es nie langweilig.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Im HERBOT V.20 wurden grundlegende Elemente des autonomen Fahrens ausprobiert.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Photonik-Technologien haben großes Potenzial, auch im Alltag immer häufiger eingesetzt zu werden.
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
Lean Prototyping mit MakerSpace Kits
»Wall-E«, der Müll sammelnde und trennende Roboter aus dem Disney Animationsfilm, war bisher nur Fiktion. In unserem Workshop haben wir uns an einen ersten Prototypen herangewagt. Der K-Lean Bot kann auf Müllhalden, in Fabriken und im städtischen Raum zum Einsatz kommen.

Der Impuls: 3D-Kamera für autonome Systeme

In einer kurzen aber eindrücklichen Präsentation gab es zwischendurch einen Impuls zum aktuellen Entwicklungsstand von Photonik der Firma ifm: Ein Workshopteilnehmer stellte eine 3D-Kamera vor, die aktuell in der Industrieprozessautomatisierung eingesetzt wird und als Kerntechnologie für autonom agierende Systeme gilt.

Die Sonderaufgabe: Turbo-Problemlösung als Motivationsspritze

Während die Workshopteams mit den Aufbauten beschäftigt waren, bearbeitete ein Zweierteam von Studierenden eine Sonderaufgabe. Hierbei ging es um die Erstellung eines ersten Prototypen für ein Fitnessgerät im Büroalltag, der innerhalb eines Nachmittags auch schon mit funktionierender Elektronik und einer Steuerungs-App ausgestattet werden konnte. Die Geschwindigkeit mit der solche »digital Natives« Technologien zur Problemlösung verknüpfen können, diente den anderen Teilnehmenden als starke Motivation für die dritte Phase des Workshops.

Das Material: der BaKaRos-Baukasten

Um aus den Ideen anfassbare Prototypen basteln zu können, standen den Teams Baupläne und Komponenten für drei verschiedene Bausätze zur Verfügung: ein lichtgesteuerter Roboter, ein freihandgeführtes Mikroskop und ein einfacher 3D-Scanner.
Ganz nach dem Open-Innovation-Gedanken bestehen diese Bausätze aus einem Konglomerat von leicht verfügbaren Grundsteinen von fischertechnik, arduinobasierter Elektronik, günstiger Optikteilen, sowie 3D-druckbaren Schlüsselelementen.
Es zeigte sich, dass der aktuelle Baukasten für einen professionellen Kontext beispielsweise Verbesserungen in Punkto Präzision und auch mehr Möglichkeiten zur Integration von Normteilen benötigt. Vor allem die an fischertechnik angelehnte Aufmachung der Baupläne gab Anlass über aktuellere Formen zur Vermittlung von technischen Projekten zu diskutieren, sodass sich ein Teilnehmer sogar bereit erklärte, im Anschluss an den Workshop mit einer eigenen Bauplan-App zu experimentieren.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Neben den entstandenen Photonikideen wie z.B. ein autonomer Analyseroboter für Plastikmüll oder die elegant anmutende Idee einer Lichtharfe, war ein Hauptergebnis des Workshops die Erkenntnis, wie durch gemeinsames, fast schon spielerisches Auseinandersetzen mit Technologie durch Profis unterschiedlicher Disziplinen, Kreativität geweckt wird und gerade deshalb neue Ideen entstehen können. Die Mischung der unterschiedlichen Disziplinen war kein Hindernis, sondern Pluspunkt: schnell stellte sich heraus, dass alle Professionen, vom Industriepraktiker bis hin zum Technikenthusiasten, ähnliche Prototyping-Prozesse durchlaufen. Auch ließ sich beobachten, wie das intensive Auseinandersetzen mit dem jeweiligen Teampartner zur Auflösung von firmeninternen Bezeichnungen und fachspezifischen Begrifflichkeiten führte und eine gemeinsame verständlichere Sprachebene gefunden wurde. Und jeder konnte seine jeweiligen Stärken einbringen: aus skizzenhaften und stichwortartigen Ideen der Ingenieure wurden dank der teilnehmenden Designer sofort kleine Konzeptzeichnungen.

Insofern war dieses neue Workshopformat sehr erfolgreich. Vor allem kann dieses Format des »Lean Prototyping« Unternehmen befähigen vollkommen neue Wege zur Innovation zu bestreiten.

Das BaKaRoS-Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme »Open Photonik« gefördert. Das Projekt ist Anfang Dezember 2016 gestartet und läuft bis Ende November 2019.

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