Von Design bis zu Robotern
- Multikollaboration für Prototypenentwicklung

FÖRDERUNG INNOVATIVER LEHRFORMEN 2024 ~

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Zweite Staffel
Feb. 2025 - Mär. 2025

Feb. 2025 - Mär. 2025 (Wintervorlesung Freizeit) /
Jeden Dienstag und Mittwoch /
Interaktion Studio /
Fakultät Design

Der Raum ist offen.
Wir öffnen den Raum am Dienstag und Mittwoch jeweils von etwa 10:30 bis 13:30 Uhr.

Man kann jederzeit innerhalb dieses Zeitraums vorbeikommen und sich frei austauschen.

Freiwillige Arbeit

Anmeldung: jeongho.park@htw-dresden.de

Ziel

Räder

3D Modelling / Skizze / Idee

Abdekung

3D Modelling / Skizze / Idee

Programmierung

Funktionalität / Programmierung

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Erste Staffel
Apr. 2024 - Aug. 2024

Apr. 2024 - Aug. 2024 /
Interaktion Studio, 3D Drucker Labor /
Fakultät Design

jeongho.park@htw-dresden.de
andre.kabella@htw-dresden.de
Freiwillige teilnehmende Studierende (8 - 10 Personen)

Ein gesamtes Konzept

• Veränderung und Anpassung: Die Interessen der Studierenden und die Ziele neuer Projekte verändern sich ständig durch den Einfluss modmerner Technologien und des Internets.
• Schnelle und praxisnahe Reaktion: Ich möchte auf diese Veränderungen schnell, technisch und praxisorientiert reagieren, indem ich Zusammenarbeit und Kommunikation fördere.
• Vielfalt und Integration: Mein Ziel ist es, Vielfalt praktisch umzusetzen und auf verschiedenen Plattformen zu integrieren.
• Problemlösung durch Erkenntnis: Um konkrete Probleme zu lösen, nutze ich verschiedene Denkweisen und Technologien, um Stärken, Schwächen, Grenzen und Möglichkeiten zu erkennen.
• Kreative Lösungen: Ich strebe an, kreative Lösungen in einem mehrstufigen Prozess durch den Austausch verschiedener Ansätze zu entwickeln.

PoC (Proof of Concept) / Machbarkeitsstudie

“PoC allows for a partial proof to be provided, knowing that the complete system was not yet there, and the tests were not carried out in the operational environment.”

What does the proof-of-concept (POC) really prove?

A historical perspective and a cross-domain analytical study

XXIXe Conférence Internationale de Management Stratégique, 2020

Die praktische Schritte

• Zielsetzung auf Basis von Zusammenarbeit
• Nutzung praktischer Kollaborationssysteme
• Kommunikation zwischen verschiedenen Teams
• Entwicklung einer Plattform für Robotik-Interaktionen
• Der Fokus liegt darauf, Annahmen zu prüfen und Visionen zu teilen
• Erfolg oder Scheitern spielen keine große Rolle – im Gegenteil, aus Fehlern lernt man oft mehr als aus Erfolgen.
• Die besten Ideen entstehen während des eigentlichen Bauens

Motto

• Weg vom Heißkleber / Sekundenkleber
• Teile es in kleine Schritte
• Verbinde es
• Teste schnell
• Wireframes sind unrealistisch
• Denke immer in Storyboards (Geschichte)
• Das ist kein Prototyp sondern Machbarkeitsstudie
• Ein Kreislauf: Idee → Prototyp → Test → Lösung
• Versuchen / Realisieren

Warum ein Roboterprojekt im Fakultät Design?

• Roboter ermöglichen die Integration verschiedener Themen und Fachbereiche.
• Auch mit einem kleinen Projektumfang können maximale Ergebnisse erzielt werden.
• Eine emotionale Schnittstelle ins Design einbinden.
• Robotik-Design-Aufgabe
• Inspirationen und Motivationen

Teilnahme, Rollen und aufgeteilte Fachbereiche

- Projektmanagement

• Methoden der Projektentwicklung, die im regulären Unterricht schwer umzusetzen sind, können hier realisiert werden.
• Das Projekt folgt der Lean-Methodik, bei der schnell entwickelt, validiert und kontinuierlich überarbeitet wird.

- Skizzieren

• Traditionelle Skizzen sind eine Methode, die von den meisten Studierenden gerne genutzt wird.
• In diesem Projekt werden solche Skizzen so schnell wie möglich in einen Proof of Concept (PoC) umgesetzt, um sie mit realen Modellen zu vergleichen und zu analysieren.

- Mechanikmodell

• Mechanische Designs werden nicht nur als Ideen entwickelt, sondern können direkt getestet und validiert werden.

- 3D-Modellierung

• Modelle werden auf Grundlage von Skizzen und mechanischem Design mittels 3D-Druck erstellt, um diese direkt zu überprüfen und zu validieren.

- Physical Computing / Elektronik

• Die Herstellung erfolgt entsprechend den Anforderungen jeder Struktur und Funktion.

- Programmierung

• Der Fokus liegt auf der Implementierung von funktionalen Fähigkeiten des Roboters, die über einfache Steuerung hinausgehen.

Der Ursprung

Erster Start

- Freie Meinungsäußerung von jedem Teilnehmer

- Allgemeine Wünsche und Erwartungen bezüglich der Roboter

Notierung (Figma Board)

Link: figma - board

Grobe Messung der Robotergröße

• Präzise Messungen am geplanten Standort des Roboters
• Vergleich mit einer Person

Virtuelle Roboterskizzen von jedem Teilnehmer

• Vergleich der Skizzen mit dem realen Raum

Erstellung eines Proof of Concept (PoC) mit LEGO

Erstellung eines Papiermodells basierend auf den Skizzen

• Anfertigung eines maßstabsgetreuen Modells basierend auf der festgelegten Skizze
• Vergleich in verschiedenen Posen und Räumen
• Während dieses Prozesses erstellen die Teilnehmer schnell das gesamte Modell.

Überarbeitung des maßstabsgetreuen Papiermodells

• Schnelle Identifikation und Behebung von Problemen, die in Skizzen und digitalen Modellen nicht erkannt werden können

• Festlegung der endgültigen Maße durch Behebung der Modellprobleme

Montage von Motoren und Mikrocomputern am Papiermodell für Experimente

Aufteilung der Rollen unter den Teilnehmern und fokussierte Entwicklung in den jeweiligen Bereichen

Untersuchung der grundlegenden Materialauswahl und der Strukturorientierung

Test der Anpassungsfähigkeit am realen Modell

Probleme in der Struktur und mögliche Lösungsansätze

Entfernung des Papiermodells

Programmierung und Funktionen des Roboters

Entwicklung in den jeweiligen Fachbereichen

• Behebung von Strukturproblemen, Beginn der 3D-Modellierung und 3D-Druck
• Beginn der Entwicklung für Physical Computing

Testen durch Simulation

Modularisierte Verbindungsstell

Neuanpassung aller Verbindungsstellen und Testfahrten

Alternative Skizzen für Upgrades

Verbesserte Struktur

Ausstellung in COSMO

https://www.cosmo-wissenschaftsforum.de/robotik/

A robot can serve as a platform that brings together diverse interdisciplinary interests, providing a shared ground where mechanics, electronics, physical computing, programming, and design intersect. In design, not only the robot’s appearance but also its functions, role, and modes of communication with humans are essential. This perspective goes beyond solving purely technical problems and enables a distinctive design-oriented approach.

Reflecting these interdisciplinary interests, our team developed a robot and an interaction platform together with students over two semesters. In the early stages, we focused on implementing core functions and integrating various design techniques to produce and test a proof of concept. Our main interest throughout the process was exploring communication between robots and humans.

Instead of relying on conventional interfaces such as sound, screens, touch panels, or joysticks, we investigated whether movement and form themselves could function as a medium of interaction. The robot we built can move in multiple directions, adjust its height, tilt sideways, and vary its speed. By experimenting with these mechanical motions, we explored whether they could convey emotional expressions and whether movement alone could establish a basic form of communication.

Design students actively employed open-source technologies and minimized production costs by reusing available materials. The completed robot was installed at the Dresden COSMO exhibition space for about four months, where it collected direct feedback from visitors.

When a visitor presses a button, the robot randomly performs one of several pre-programmed motions composed of parameters such as speed, position, direction, height, and tilt. After the movement, visitors select an adjective describing the emotion they associate with the robot’s behavior. These responses are stored and visualized in real time, allowing participants to compare their perceptions with those of others.

Data Visualization