Präsentationsvideo
Aufbau zur Werkschau
Zur Werkschau konnte ich den neuen Aufbau mit beplottetem Tisch, iPad, einer Kamera zur Kalibrierung und Erkennung der Waben sowie einem hexagonalen Plakat zeigen. Trotz der kurzfristigen Umstellung wirkte die Präsentation stimmig und nicht wie eine improvisierte Notlösung.
Kurzfristige Konzeptanpassung
Einen Tag vor der Werkschau fiel mein Projektor aus. Vermutlich war im Inneren etwas durchgebrannt, wodurch immer größere Linien und Flecken im Bild entstanden. Da meine gesamte Darstellung auf der Projektion basierte, musste ich den Aufbau kurzfristig anpassen. Ich beplottete den Tisch und verlagerte das ursprünglich projizierte Feedback auf das iPad.
Eine besondere Herausforderung war es, den Bildschirm des Windows-Laptops auf das iPad zu spiegeln. Dafür nutzte ich die kostenlose App Spacedesk und zeigte das entsprechende Fenster im Vollbildmodus. Eine Sperre ließ sich auf dem iPad nicht mehr einrichten, weshalb ich während der Werkschau darauf achten musste, dass niemand das Fenster versehentlich schloss.
Reflexion
Im Verlauf des Projekts nahm die technische und handwerkliche Umsetzung deutlich mehr Zeit ein als die gestalterische Ausarbeitung. Programmierung, Kameraerkennung, Kalibrierung und die kurzfristige Anpassung an das iPad waren aufwendiger als erwartet. Dadurch blieb vor allem beim Interface Potenzial ungenutzt. Mit mehr Zeit hätte ich die Textmenge reduziert, Abläufe intuitiver aufgebaut und Veränderungen stärker über grafisches Feedback vermittelt. Auch der utopische Charakter des Projekts hätte dadurch klarer hervortreten können.
Gleichzeitig hat mir besonders die handwerkliche Arbeit viel Freude gemacht. Gerade das Gießen, Schleifen und Streichen der Waben war zeitintensiv, hat dem Projekt aber eine greifbare und eigenständige Qualität gegeben. Auch die Modularität durch die flexible Anordnung der Waben konnten durch die Interaktion gut vermittelt werden.
Nicht ausreichend umgesetzt habe ich dagegen den direkten Vergleich mit rechtwinkligen Bauformen. Dadurch bleibt die Materialeffizienz der Wabenstruktur eher abstrakt, obwohl sie einen wichtigen Teil der bionischen Herleitung bildet. Bei einer Weiterentwicklung würde ich diesen Vergleich fest in die Interaktion integrieren und von Beginn an mehr Zeit für die gestalterische Verbindung aller Bestandteile einplanen.
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● Finale Gestaltung und Umsetzung
Plakatentwürfe
Für die Präsentation hatte ich zunächst zwei hexagonale Plakate und eine kleinere Wabe vorgesehen, auf der die Kamera befestigt werden sollte. So hätte sich die Technik unauffällig in die Gestaltung eingefügt. Im weiteren Verlauf entschied ich mich jedoch für nur ein Plakat, da die Ausrichtung mit der Spitze nach oben für mich stimmiger wirkte und zwei Plakate den Aufbau schnell überladen hätten. Als ich zusätzliche Inhalte auf die Tischplatte verlagerte, konnte das Plakat gezielt die theoretischen Hintergründe zur Bionik vermitteln.
Inhaltlich zeigt es, wie die Form der Bienenwabe entsteht und warum die hexagonale Struktur so effizient ist. Eine Grafik veranschaulicht, wie sich die zunächst rundlich angelegten Zellen durch Wärme, Materialeigenschaften und ihre Anordnung zu abgerundeten Sechsecken formen. Das Beispiel der Wabenpappe macht den leichten und zugleich stabilen Aufbau zusätzlich greifbar und führt direkt zu Campus Propolis. Auch dort werden Eigenschaften wie Wiederholung, Erweiterbarkeit, Verbindung und Materialökonomie aufgegriffen und in ein interaktives Campusmodell übertragen. Gleichzeitig ordnet das Plakat das Prinzip kritisch ein, denn die hexagonale Form ist nicht grundsätzlich die beste Lösung, sondern entfaltet ihre Vorteile immer abhängig vom jeweiligen Einsatz.
Finale technische Umsetzung
Für den finalen Code habe ich das Interface auf Grundlage meines Figma-Layouts neu aufgebaut und direkt in Python umgesetzt. Das digitale Spielfeld, die Aufgabenstellung, die Rückmeldungen und die Zufriedenheitswerte wurden dabei zu einer zusammenhängenden Oberfläche verbunden.
Die Kamera erkennt die ArUco-Marker auf den einzelnen Waben und ordnet sie den Feldern des physischen Spielfelds zu. Dafür habe ich eine Vierpunkt-Kalibrierung integriert, mit der sich Position, Größe, Drehung und leichte perspektivische Verzerrungen des Spielfelds berücksichtigen lassen. Die erkannten Module werden anschließend in Echtzeit als passende Grafiken auf dem digitalen Spielfeld dargestellt. Aus der Anzahl und Kombination der Module berechnet das System Werte wie Bildung, Gemeinschaft, Versorgung, Privatsphäre und Wohlbefinden. Gleichzeitig entstehen passende Rückmeldungen zur aktuellen Anordnung, sodass die Auswirkungen der jeweiligen Campusstruktur direkt sichtbar werden.
Zusätzlich habe ich drei unterschiedliche Storyabläufe eingebaut. Jede Story besteht aus mehreren Situationen, in denen sich die Anforderungen an den Campus verändern. Der Code prüft, ob die jeweils benötigte Verteilung der Module erreicht wurde, und reagiert darauf mit passenden Aufgaben- und Feedbacktexten.
Im Laufe der Entwicklung habe ich die Erkennung präziser gemacht, die tatsächlichen Proportionen der gegossenen Waben als Grundlage für Abstände und Bildgrößen verwendet und das Laden sowie Skalieren der Modulbilder optimiert. Die Story- und Feedbacktexte sind außerdem in einem eigenen Bereich gebündelt, damit sie später leichter angepasst werden können. Damit die Darstellung bei kurzen Erkennungsfehlern nicht flackert, bleibt eine Wabe für einen kurzen Zeitraum gespeichert, auch wenn ihr Marker vorübergehend verdeckt wird. Erst wenn sie länger nicht erkannt wird, verschwindet sie aus dem digitalen Spielfeld.
Interface-Layouts
Die Layouts wollte ich möglichst einfach und selbsterklärend aufbauen. Viele Entscheidungen ergaben sich aus dem geplanten Zusammenspiel von Projektion, Kamera und physischem Spielfeld. Dabei war mir wichtig, dass die Interaktion nicht durch die Technik behindert wird.
Die Waben sollten deshalb unterhalb des Spielfelds liegen und nicht wie in Abb. 1 darüber. So müssen die NutzerInnen beim Aufnehmen eines Spielsteins weder über das Spielfeld noch über die Texte greifen. Dadurch wird die Kamera weniger verdeckt, die Projektion nicht gestört und die Lesbarkeit bleibt erhalten.
Darstellung der Raummodule
Um deutlich zu machen, dass die wabenförmigen Spielsteine Räume repräsentieren, entwickelte ich vereinfachte Darstellungen ihrer möglichen Inneneinrichtung. Dafür nutzte ich architektonische Möbelpiktogramme wie Bett, Sofa, Tisch und Stuhl. Die Position der ArUco-Marker bezog ich bereits in die Gestaltung ein, damit die Bilder stimmig wirken und die Marker weiterhin zuverlässig erkannt werden.
Zusätzlich entstanden Konzepte für größere Räume, die sich aus zwei oder drei gleichen Modulen zusammensetzen. Da die Ausarbeitung aller Cluster als Vektorgrafiken deutlich zeitaufwendiger war als erwartet, konzentrierte ich mich in der finalen Umsetzung auf die vier Einzeldarstellungen.
Lasercut und Harzguss
Zur besseren visuellen Unterscheidung wollte ich die Codes in verschiedenen Farben umsetzen. Dafür habe ich Zwei-Komponenten-Epoxidharz verwendet und es vor dem Gießen mit Pigmenten eingefärbt.
Beim Gießen sind zunächst einige Probleme aufgetreten, weshalb ich mehrere Versuche gebraucht und meine Vorgehensweise immer wieder angepasst habe. Das sauberste Ergebnis bekam ich, nachdem ich das Holz geschliffen und zweimal lasiert hatte. Anschließend habe ich die Unterseite und die Ränder mit Klebeband abgedichtet und das Harz jeweils knapp über die Kante gefüllt. Durch die Oberflächenspannung entstand so eine gleichmäßigere Oberfläche und das Harz sank beim Aushärten weniger stark ab.
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● Entwicklung des Exponats
Zwischenpräsentation
User Flow
Der User Flow sollte möglichst direkt bleiben: Nach einer kurzen Einführung beginnen die NutzerInnen mit dem Legen der Waben und erhalten unmittelbar Rückmeldungen zur aktuellen Anordnung. Die Storylines führen schrittweise durch wechselnde Situationen, ohne eine einzige richtige Lösung vorzugeben.
Storylines und Spiellogik
Für die inhaltliche Logik entwickelte ich drei Storylines mit mehreren Situationen. In jeder Phase verändern sich die Anforderungen an den Campus, etwa durch Prüfungszeiten, eine geringere Auslastung oder das Wachstum eines Studiengangs. Das System prüft, welche Funktionen benötigt werden, und reagiert mit passenden Aufgaben, Rückmeldungen und veränderten Zufriedenheitswerten. So entsteht kein einzelner idealer Campus, sondern ein System, das immer wieder neu angepasst werden muss.
Prototyp
Meinen ersten Prototypen habe ich relativ früh getestet, um zu prüfen, ob der geplante Aufbau grundsätzlich funktioniert. Wichtig war mir, das Spielfeld bei jedem Aufbau neu kalibrieren zu können – unabhängig von der Position der Kamera oder dem Abstand des Beamers zur Projektionsfläche.
Für die Erkennung der verschiednenen Spielsteine habe ich mich für ArUco-Marker entschieden. Diese werden unter anderem genutzt, um Positionen und Ausrichtungen im Kamerabild zu bestimmen. Dadurch konnte ich dieselbe Technik auch zur Kalibrierung des Spielfelds verwenden und den Aufbau flexibel an unterschiedliche Situationen anpassen.
Erster Python-Code
Im ersten vollständigen Code habe ich die Marker-Erkennung mit einer einfachen digitalen Spiellogik verbunden. Die Kamera hat die Mittelpunkte der Marker erfasst und den zwölf Feldern des Wabenrasters zugeordnet. Zwei Referenzmarker haben dabei die Positionen A1 und D3 festgelegt. Aus ihrem Abstand und ihrer Ausrichtung konnte das Programm die Größe, Drehung und Position des gesamten Spielfelds berechnen.
Anschließend habe ich jedem erkannten Modul Werte für Privatsphäre, Gemeinschaft, Bildung, Alltag und Zufriedenheit zugewiesen. Bestimmte Kombinationen haben zusätzliche Regeln und Boni ausgelöst. Zur Kontrolle wurden das Kamerabild, eine schematische Darstellung des Spielfelds und ein Dashboard mit den aktuellen Werten gleichzeitig angezeigt. Dadurch konnte ich testen, ob Erkennung, Kalibrierung und Auswertung zuverlässig zusammenspielen, bevor ich die visuelle Gestaltung des Interfaces weiterentwickelt habe.
Hinweis zur PDF
Die oben eingebundene PDF wurde mithilfe von ChatGPT auf Grundlage meines eigenen Codes strukturiert und kommentiert. Da sie die Funktionsweise des Prototyps überraschend klar und nachvollziehbar zusammenfasst, habe ich sie ergänzend und unverändert in die Dokumentation aufgenommen. Sie kann natürlich Fehler enthalten, die ich nicht genau geprüft habe!
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● Konzeption und Recherche
Pitch Deck
Why–How–What
Moodboards
Thematische Eingrenzung
Nachdem ich mich für Architektur und eine utopische Zukunftsvorstellung entschieden hatte, vertiefte ich die Recherche und grenzte die für das Projekt relevanten Themen weiter ein. Dabei konzentrierte ich mich auf Gesellschaft, Klima, Stadtentwicklung, Bildung und Ressourcen. Die Prognosen für das Jahr 2100 zeichneten zunächst eher ein dystopisches Bild. Deshalb beschäftigte ich mich damit, wie sich aus diesen Herausforderungen dennoch eine glaubwürdige Utopie entwickeln lässt. Aus dieser Auseinandersetzung entstanden außerdem drei weitere Ansätze für ein interaktives Exponat.
Recherche zur Bienenwabe
Ausgehend von den Eigenschaften der Bienenwabe sammelte ich zunächst mögliche Themen und Anwendungsfelder. Anschließend ordnete ich die verschiedenen Ableitungen größeren Zukunftsthemen zu, um die Richtung des Projekts schrittweise einzugrenzen (siehe Abb. 1 im Kapitel „Eingrenzende Themensuche“).
Erste Projektideen
1. Vergleich geometrischer Formen
Meine erste Überlegung war, Kreis, Quadrat und Sechseck direkt miteinander zu vergleichen. BesucherInnen könnten dieselbe Fläche mit den verschiedenen Formen ausfüllen und dabei untersuchen, wie viel Leerraum entsteht, wie gut die Fläche genutzt wird und wie viel Rand beziehungsweise Material benötigt wird.
2. Wabenstruktur als Leichtbauprinzip
Darauf aufbauend wollte ich zeigen, warum Wabenstrukturen trotz ihres geringen Materialeinsatzes stabil sein können. Dafür könnten massive, leere, gerippte und wabenförmige Strukturen unter derselben Belastung getestet und hinsichtlich ihrer Verformung miteinander verglichen werden.
3. Wabe in einer Sandwichstruktur
Eine weitere Möglichkeit war, die Wabe anhand ihres Einsatzes in einer Sandwichstruktur zu erklären. Verschiedene Kernmaterialien würden zwischen zwei Deckschichten eingesetzt und anschließend belastet. So ließe sich untersuchen, welchen Einfluss der jeweilige Kern auf die Stabilität der gesamten Platte hat.
4. Stabilität in verschiedenen Richtungen
Außerdem stellte sich die Frage, ob sich eine Wabenstruktur in jeder Ausrichtung gleich verhält. Durch Belastung in unterschiedlichen Winkeln könnten BesucherInnen vergleichen, wie sich Verformung und Widerstand verändern. Inhaltlich wäre dieser Ansatz interessant, die Umsetzung jedoch relativ aufwendig.
5. Übertragung auf die Raumplanung
Etwas abstrakter war die Überlegung, das Wabenprinzip auf Architektur und Raumorganisation zu übertragen. Hexagonale Raumzellen könnten verschoben und miteinander verbunden werden, um verschiedene Wohnformen zu entwickeln. Dabei würde untersucht, wie sich die Anordnung auf private und gemeinschaftliche Flächen, Wege, Belichtung und Dichte auswirkt.
6. Verteilung von Lasten
Zuletzt entstand die Idee, nicht nur die Verformung, sondern auch die Lastverteilung innerhalb einer Struktur sichtbar zu machen. Gewichte könnten auf unterschiedliche Strukturen gelegt werden, während eine Heatmap oder Animation zeigt, wie die Kräfte aufgenommen und weitergeleitet werden.
Präsentation - bionisches Thema
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● Ausgangspunkt
Workshop
Exkursion Bionicum 27.03.
Das Gecko-Exponat ist durch das große Tierbild visuell auffällig und weckt schnell Interesse. Direkt daneben befindet sich ein Terrarium mit einem lebenden Gecko. Da sich das Tier kaum bewegt, wirkt dieser Teil jedoch eher unscheinbar und trägt nur wenig dazu bei, das zugrunde liegende Phänomen zu erklären.
Der Zusammenhang zwischen Natur und technischer Anwendung wird hauptsächlich über einen längeren Begleittext vermittelt. Eine erkennbare Interaktion gibt es nicht, wodurch das Exponat eher informativ als erlebnisorientiert wirkt. Positiv sind das interessante Thema und der direkte Bezug zum Tier. Für ein Redesign würde ich den Text reduzieren, die Haftfähigkeit stärker über Grafiken erklären und ein haptisches Element ergänzen, mit dem das Prinzip direkt ausprobiert werden kann.
