artifical skins and bones
Prof. Mika Satomi
Prof. Wolf Jeschonnek
Die Muster, Strukturen und Funktionsweisen der Natur sind eine nie versiegende Quelle der Inspiration. Unser Projektseminar „Artificial Skins and Bones“ nahm daher zunächst die Bauweise unserer eigenen Körper in den Blick, um nach Elementen zu suchen, die wir in der Gestaltung künstlicher Körper anwenden könnten. Die Idee zu diesem Projekt entstand in Kooperation mit Ottobock, dem Weltmarktführer für Prothesen. Durch Workshops mit Techniker_innen und Physiotherapeut_innen der Firma, Interviews mit Amputierten und einen Besuch der Forschungs-und Produktionsabteilungen in Duderstadt erweiterten wir unseren Themenbereich: die Sprache der Sinne, die Interaktion mit künstlichen Körperteilen und nicht zuletzt die Ästhetik künstlicher Körper im Verhältnis zur Ästhetik natürlicher Körper. Diese Ideen und Erfahrungen brachten neun Projekte hervor.
artifical skins and bones
Prof. Mika Satomi
Prof. Wolf Jeschonnek
Nature’s patterns, structures, and functions are an endless source of inspiration. We started off our project course “Artificial Skins and Bones” by looking into our body’s design, and examining elements that may be applied to the design process of artificial bodies. The idea for this topic developed through our collaboration with Ottobock, the world market leader in prosthetics. Through workshops with their technicians and physiotherapists, interviews with amputees, and a visit to Ottobock’s research and production hub in Duderstadt, we added additional topics to our agenda: the language of sensation, interaction with artificial body parts, and the aesthetics of artificial bodies and their relationship to the aesthetics of natural bodies. The result of these ideas and experiences were nine projects.
This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the author, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.
Visualisierte Kraft
Jhu-Ting Yang
Lisa Stohn
Interaktive Farb- und Mustererzeugung auf tragbaren Textilien
Das Vorbild des Materialexperiments ist der geheimnisvolle Oktopus. Seinen Jagderfolg verdankt er kräftigen Fangarmen und nicht zuletzt seiner Tarnung.
Menschen verändern ihre Hautfarbe meist unwillkürlich, zum Beispiel in peinlichen Situationen, bei Angst oder körperlicher Anstrengung. Tiere hingegen können solche Farbänderungen gezielt einsetzen, um sich zu tarnen, sich aufzuwärmen oder um zu kommunizieren.
Der Prototyp kombiniert farbverändernde Materialien mit Muskelsensoren zu einem hautähnlichen Material, dessen Farbe oder Muster sich durch Muskelaktivität beliebig regulieren lässt. Eine zweite Haut mit neuartigen visuellen Möglichkeiten.
Visible Strength
Jhu-Ting Yang
Lisa Stohn
Interactive color changing surface
Inspiration for this material experiment was the mysterious octopus. Powerful tentacles and camouflage make him a highly effective hunter.
Humans tend to change the color of their skin unconsciously, for example in embarrassing, fearful, or exhausting situations. Certain animals, however, are able to consciously control their skin color for disguise, heat regulation, or communication.
The prototype combines color-changing fabrics with muscle sensors to create a skin-like material that is capable of altering its color or pattern at will through muscle activity – A second skin with innovative visual possibilities.
Trans.fur
Natalie Peter
Karina Wirth
Interaktive Gestricke
In dem Projekt Trans.fur wurden intelligente textile Strukturen entwickelt, die ihre Wasserdurchlässigkeit beim Kontakt mit Feuchtigkeit durch eine Veränderung ihrer Oberflächenform adaptieren.
Vorbild dafür war die menschliche Haut. Ihre materiellen und sensorischen Eigenschaften machen sie zu einem interaktiven Sinnes- und Regulationsorgan, das den Körper zugleich schützt und seinen Temperatur- und Feuchtigkeitshaushalt steuert. Besonders nützlich erschien die Arbeit mit gestrickten Textilien. Unterschiedliche Maschengrößen, die an Hautporen erinnern, können die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit durch eine gelenkte Kontraktion reduzieren. Denkbare Einsatzgebiete des Textils sind der Mode- und Heimtextilbereich.
Trans.fur
Natalie Peter
Karina Wirth
Interactive knits
The aim of Trans.fur was the development of intelligent textiles, capable of altering moisture permeability by adjusting their surface structures.
Inspiration for this project was human skin. Its sensory and functional properties protect the body from the environment, and serve as an interactive regulatory organ for the body’s temperature and moisture household. Knitted textiles seemed to be the most appropriate for this approach. Different mesh sizes, reminiscent of human skin pores, can reduce moisture permeability through guided contractions.
Technologie, Temperatur und Textilien
Stephanie Nattrass
Bei meinem Projekt handelt es sich um ein Materialexperiment, das mit Mikrotechnik, Temperatur und Naturfasern arbeitet. Ich habe Prototypen hergestellt, die Veränderungen der Raumtemperatur wahrnehmen und Wärme produzieren können.
Diese Proben experimentieren mit einer Verbindung von Naturfasern (Wolle oder Baumwolle) und Spezialgarnen aus Edelstahl oder Kupfer, die mithilfe unterschiedlicher Techniken verwebt werden (Köper, Leinwandbindung, Doppelgewebe und Inlay). Eingelassene Temperatursensoren und Leitfäden gestatten die Wärmeregulierung über einen Arduino Uno-Microcontroller.
Ziel des Experiments war eine funktionale und ästhetisch variierbare Einheit von Naturfasern und leitfähigen Garnen.
Technology, Temperature, and Textiles
Stephanie Nattrass
My project is a material experimentation with electronics, temperature, and natural fibers. I have created prototypes that can generate heat and detect changes in ambient temperature.
These samples experiment with the combination of natural textiles (wool and cotton) and special yarns made of stainless steel or copper, woven together through various techniques (twill, plain weave, double cloth, and inlay.) Embedded temperature sensors and conductive yarns allow heat regulation by use of an Arduino Uno microcontroller board.
My goal was to experiment with functional and aesthetically variable textile units made of natural fibers and conductive yarns.
Naturanslations
Babette Wiezorek
Adaptive Gestaltungstrategien für materialbasierte Mikroarchitekturen
Mithilfe algorithmischer Formmodellierung und dem 3D-Druck-Verfahren untersucht Naturanslations die Potenziale organisch inspirierter Materialarchitekturen.
Natürlich gewachsene Strukturen adaptieren ihre Formbildungslogik: Gewebestrukturen verdichten und lockern sich punktuell oder ändern die Wachstumsrichtung, so variieren sie ihre Eigenschaften und passen sich veränderten Anforderungen an.
In der gestalterischen Übersetzung des Vorgangs übernimmt die digitale Steuerung von Parametern wie der Materialdichte die Variation der Materialeigenschaften. Der 3D-Druck realisiert die komplexen Mikrostrukturen, dabei gleicht die schichtweise Materialaddition des Druckes natürlichen Wachstumsprozessen.
Naturanslations
Babette Wiezorek
Adaptive design strategies for material-based micro-architectures
Naturanslations explores the potential of organically inspired material architecture with the help of algorithmic shape sculpting and 3D printing. Organic structures adapt the logic of their shape: Tissues selectively expand or contract, or alter the direction of their growth, thus varying their properties and adapting to changing environments. As a creative translation of this process, digital controlling of parameters, such as material density, takes over the variation of material properties. 3D printing actualizes these complex microstructures, wherein the layered addition of materials is akin to the natural growth process.
Audio Gait
Agnes Rosengren
Bernardo Aviles-Busch
Audio Gait übersetzt Gehbewegungen in ein auditives Feedback. Das mobile System ist eine unkomplizierte Lernhilfe für das Training mit einer Unterschenkel-Prothese.
Sensoren erfassen die Bewegungen der Patient_innen. Mithilfe eines Smartphones werden diese Daten in ein akustisches Feedback umgewandelt. Das intuitive Sounddesign spiegelt kontinuierlich die ideale Bewegung des Körpers: Ein sanftes Klopfzeichen signalisiert das Aufsetzen des Fußes, an- oder abschwellende Töne weisen auf Fehlhaltungstendenzen hin (z.B. eine Außenrotation des Fußes).
So wird der Rhythmus des Gehens autonom gefestigt und chronischen Langzeitschäden vorgebeugt. Auch eine Verbindung mit individueller Lieblingsmusik ist denkbar.
Audio Gait
Agnes Rosengren
Bernardo Aviles-Busch
Audio Gait translates walking motion into audio feedback. The portable system is an easy learning aid for shin-prosthesis training.
Sensors detect the patient’s movement and data is converted into acoustic feedback on a smartphone. Intuitive sound design continuously mirrors the body’s ideal movement. A gentle tap signals foot placement, while increasing or decreasing volume signifies incorrect posture (for example, an outward rotation of the foot).
The walking rhythm is strengthened autonomously and chronic, long-term damage is prevented. Customization with a user’s favorite music is a possibility.
active
Hans Illiger
hansilliger.com
Dynamische Rehabilitation für Amputierte der unteren Extremitäten
Das Gehenlernen mit einer Prothese ist ein langwieriger Prozess zwischen Patient_in, Physiotherapie und Orthopädietechnik.
active ist ein digitales Service-Konzept zur systematischen interaktiven Koordinierung dieses Prozesses. Den Patient_innen stellt es sensorisch erfasste Bewegungsdaten und Videoaufnahmen für das selbstständige Training zur Verfügung. Im Gegenzug liefert dieses Training kontinuierlich aktuelle Daten, die Therapie und Prothesentechnik gezielte Hinweise für die Anpassung des Trainingsplans und der Prothese an die Hand geben.
active generiert somit einen Kreislauf, in dessen Mittelpunkt die Motivation, Autonomie und Mobilität der Patient_innen steht.
active
Hans Illiger
hansilliger.com
Dynamic rehabilitation for lower limb amputees
Learning to walk with a prosthesis is a long, tedious process involving patient, physiotherapy, and orthopedic technology.
active is a digital service concept for the systematic, interactive coordination of this process. For independent training, the patient provides sensor detected movement data as well as video recordings. In turn, this training continuously delivers current data to therapists and prosthesis technicians in order for them to adjust the training plan and prosthesis.
active generates a feedback cycle with a focus on autonomy, mobility, and patient motivation.
Shortcut
David Kaltenbach
Maximilian Mahal
Lucas Rex
digital-prosthesis.de
Die digitale Prothese
Prothesenträger_innen sind im Umgang mit digitalen Geräten eingeschränkt: Maus, Tastatur und Touchscreen sind nicht auf sie abgestimmt. Es ist ihnen aber oft noch möglich, Gesten ihrer Phantomhand muskulär anzusteuern. Stellt man eine Schnittstelle zwischen Armmuskeln und Digitalem her, eröffnen sich neue Möglichkeiten.
Shortcut ist ein Armband, das die Ansteuerung der Phantomhand mit einem optischen Sensor verbindet und in eine berührungslose Computersteuerung übersetzt. Beispielsweise bewirkt ein Tippen von Daumen und Zeige- bzw. Mittelfinger einen Links- oder Rechtsklick, ein Schnipsen schließt das aktive Fenster.
Es eröffnen sich neue Freiheiten am Arbeitsplatz – und potenziell auch in anderen Bereichen.
shortcut
David Kaltenbach
Maximilian Mahal
Lucas Rex
digital-prosthesis.de
The digital Prosthesis
People with prostheses are limited in their use of digital hardware: mouse, keyboard, and touchscreen are not built to match their needs. However, amputees are often able to simulate movements with muscle control in their phantom limbs. Possibilities arise by creating a link between arm musculature and digital elements.
Shortcut is a bracelet that combines phantom limb movement with an optical sensor, creating contactless computer controlling. For example, tapping of the thumb and fore/middle finger causes a left or right click, and snapping closes the active window.
This offers greater freedom in the workplace and beyond.
Taktile Kommunikation
Nina Rossow
Die Vielfalt der Berührung
Über die Haut können wir Bewegungen, Formen oder Oberflächen schnell und präzise erfassen. Dabei bleibt die Berührung selbst vage und aufgrund ihrer Komplexität schwer beschreibbar. Zwei Explorationen erforschen die kommunikativen Potenziale dieser taktilen Empfindsamkeit und stellen sie in einen exemplarischen Produktbezug:
Sens_mat ermöglicht das passive taktile Erkennen von Materialien, wenn ein direktes Berühren nicht möglich ist. Ein Armband erzeugt mechanische Impulse, die als Materialeigenschaften interpretiert werden können.
Sens_dia erleichtert die Beschreibung im Bereich der Schmerzdiagnostik. Ein dumpfer Druck, ein Pulsieren oder Hämmern kann taktil nachgestellt und dem Arzt vermittelt werden.
Tactile Communication
Nina Rossow
The Variety of Touch
Our skin can detect motion, shapes, and surfaces quickly and precisely. Even so, touch remains vague and, given its complexity, is hard to describe. Two explorations investigate the communicative potential of tactile sensitivity, and develop model products:
Sens_mat allows passive tactile recognition of materials when direct contact is not possible. An arm bandage creates mechanical impulses that are interpretable as a material’s properties.
Sens_dia simplifies descriptions in pain diagnostics. Dull pressure, pulsating, or hammering are translated into tactile sensations that can be reported to doctors.
Die Ästhetik des Unheimlichen
Carmina Blank
Sandra Stark
Prothesen können einen unerwünschten ästhetischen Nebeneffekt haben: Je menschlicher sie aussehen, desto ansprechender wirken sie. Überschreitet das Design jedoch eine bestimmte Ähnlichkeit, schlägt diese Akzeptanz in das Gefühl des Unheimlichen um.
Wir haben untersucht, wie dieses Phänomen des Unheimlichen („Uncanny Valley“) durch gezielte Materialgestaltung kontrolliert, verstanden und im Designprozess bewusst berücksichtigt werden kann.
In diesem subtilen ästhetischen Feld können schon diskrete Veränderungen der Farbe, Oberflächenstruktur und Materialoptik bzw. -haptik ganz entscheidende subjektive Wirkungen entfalten. Diese gilt es nun weiter zu erkunden.
The Aesthetics of the Uncanny
Carmina Blank
Sandra Stark
Prostheses can have undesired aesthetic side effects: The more human-like they look, the more appealing they are. However, too much likeness to real human limbs, and its effect veers toward the uncanny.
We have researched how targeted material conception can help to understand and control this Uncanny Valley phenomenon, and can be taken into conscious consideration during the design process.
Within this field of subtle aesthetics, small changes of color, surface structure, and material appearance and/or texture can have decisive subjective visual impact. This is the aim of this exploration.
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Weißensee
Kunsthochschule Berlin
Bühringstrasse 20
13086 Berlin
www.kh-berlin.de

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Bernardo Aviles-Busch

Editorial
Benjamin Dittmann

Translator
Jennifer-Naomi Hofmann
Robin van der Kaa

Design
Hans Illiger
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