Saxion Smart Solutions 2022

Derdejaars Saxion studenten hebben in het kader van het smart solutions semester een art tech sculptuur ontworpen voor Art of tech. Ons team bestaat uit mensen van allerlei verschillende opleidingen van Saxion, onze groep heeft studenten van tourism management, fashion & textile technologies, computer science, mechanical engineering, en industrial design. Dit betekent dat we veel verschillende kwaliteiten in onze groep hebben, wat ons geholpen heeft bij het bouwen van een intrigerend sculptuur. 

Het kunstwerk dat wij hebben gebouwd is niet zomaar een sculptuur of een schilderij, maar een technisch kunstwerk. En het is juist de combinatie van techniek en kunst die de belangstelling wekt en mensen doet afvragen hoe het werkt

Het verhaal achter...

De echte schoonheid van de natuur is wanneer zij perfect in evenwicht en in harmonie is met het ecosysteem, maar wij als mensen onderbreken dat proces, wat resulteert in een snellere opwarming van de aarde. De cyclus van het leven is in gevaar door het overmatig gebruik van natuurlijke hulpbronnen door de mens en de schade aan het ecosysteem door vervuiling. De kapstok is een metafoor voor dit fenomeen. De evenwichtige kapstok staat voor de natuur en wij als mensen onderbreken haar met onze daden, dit zijn de jassen. We moeten onze handelingen aanpassen en proberen duurzaam te leven. Dus als de kapstok – die de natuur vertegenwoordigt – zijn weg naar evenwicht zoekt, kunnen wij met ons handelen helpen om het de natuur gemakkelijker te maken. We moeten de natuur niet te veel opzadelen met ons gewicht en ons best doen om de natuur niet te hinderen door een duurzame manier van leven aan te nemen.

Wij hebben de macht om een positief effect te hebben, hoe klein ook, op het behoud van het evenwicht van de aarde. Dat kunnen we onder meer doen door te recycleren en zo het uitputten van natuurlijke hulpbronnen te voorkomen. Energie te besparen door te kiezen voor energie-efficiënte apparaten en auto’s. Als iedereen minder energie gebruikt, neemt de vervuiling af en wordt er minder steenkool gebruikt om het land en de wereld van energie te voorzien. Moedig familie en vrienden aan om ecologisch bewust te zijn in hun dagelijks leven. Net zoals vele handen licht werk maken, kunnen vele individuen die samenwerken helpen bij de bescherming en het behoud van het ecologisch evenwicht.

 

''Wij hebben de macht om positief effect te hebben, hoe klein ook''

Het proces

Voor het maken van een technisch kunst sculptuur werden de studenten vrijgelaten wat betreft richtlijnen. Hun creativiteit en technische kennis waren de enige bron waaruit hun idee tot stand is gekomen. Na tijden brainstormen kwamen ze tot de conclusie om te gaan werken met een gyroscoop die het kunstwerk in balans zou houden. Een kunstwerk dat naar hun mening een object zou moeten zijn waar iedereen dagelijks mee te maken heeft. In dit geval een kapstok. 

 

Nadat de studenten wisten welk dagelijks object ze gingen omtoveren tot een technisch kunstwerk, kon het ontwerpen en testen van de prototypes van start gaan. Het testen van de prototypes ging gepaard met vlammen en uiteenvallende onderdelen. Het design moest volgens de studenten een verhaal met zich meedragen, namelijk; De natuur en zijn balans.  

 

 Na vijf maanden van onder andere brainstormen, onderzoeken, testen en ontwerpen is het de studenten gelukt om een prototype aan te leveren en u ziet hier het resultaat van. 

Hoe werkt het?

Een systeem balanceren kan op verschillende manieren, bijvoorbeeld door gewicht te verplaatsten. Een voorbeeld hiervan kan het verpompen van water naar verschillende compartimenten zijn: dit is hoe grote kraanschepen recht in het water blijven liggen terwijl aan één kant een zware last aangeheven wordt. In dit project hebben we er echter voor gekozen een andere weg in te slaan: we balanceren dit systeem, zoals dat vaak genoemd wordt in de natuurkunde, met een gyroscoop. Simpel gezegd is een gyroscoop geneigd om in het vlak te willen blijven in gedraaid wordt: er is dus kracht nodig om de gyroscoop uit dat vlak te draaien. Dit werkt ook andersom: als een gyroscoop in een systeem bevestigd wordt en er vervolgens geprobeerd wordt om de gyroscoop te draaien, dan zal de gyroscoop op zijn plek blijven en het systeem er omheen draaien. Dit is hoe een ruimteschip rechtop blijft, terwijl er geen vaste punten zijn vanaf waar een kracht uitgeoefend kan worden. 

De vraag is, hoe werkt dat? Daarvoor moeten we wat dieper in de natuurkunde duiken. Om te beginnen hebben we draaimomenten: dit is het resultaat van een kracht die op een bepaalde afstand van een draaipunt aangrijpt. We noteren deze kracht met een dubbele pijl, in lijn met de as waarom de draaiing plaats vindt. Ook hebben we impulsmomenten. Dit is een grootheid die afhankelijk is van de rotatiesnelheid en het gewicht van het draaiende lichaam, die met eenzelfde vector genoteerd wordt.  

Om dat nog eens te herhalen: de vector van het impulsmoment is het resultaat van de draaiende gyroscoop, en is ingetekend met de paarse pijl die omhoog wijst. De vector van het draaimoment, de andere paarse pijl, is het resultaat van de draaiing die de servomotor in dit model veroorzaakt. In de natuurkunde mogen deze twee vectoren opgeteld worden, waardoor een kracht in de richting van de oranje pijl overblijft. Het is niet moeilijk om een voorstelling te maken van wat er gebeurt door die oranje kracht: het hele model valt naar links. Door de servomotor op het goede moment te laten draaien kan deze kracht opgewekt worden (ook de andere kant op natuurlijk) en zo kunnen we het model in evenwicht houden. 

1: in paars de momenten die in figuur 2 ook te zien zijn; in oranje de resulterende vector waarmee het hele model in evenwicht gehouden kan worden. 

2: in oranje de draaiingen die je ziet als het model aan staat. In rood de resulterende momenten van die draaiingen. 

Brainstorm schetsen