Lysande design -
att skapa ljus utan elektricitet
Bright design –
how to create light without electricity
Natalie Pålsson
Produktdesign, Malmö Högskola
Handledare: Sara Gottschalk
Examinator: Charlotte Asbjörn Sörensen
Aug 2013
LYSANDE DESIGN – att skapa ljus utan elektricitet
BRIGHT DESIGN – how to create light without electricity
Natalie Pålsson Examensarbete 22,5 HP
Produktdesign VT 2013
Malmö Högskola, Centrum för teknik och samhälle Handledare: Sara Gottschalk
SAMMANFATTNING
Denna uppsats är ett examensarbete på 22,5 Hp, gjort av Natalie Pålsson, student på
produktdesignprogrammet på Malmö Högskola, under våren 2013.Projektet handlade om att undersöka möjligheten till att skapa en ljuskälla utan elektricitet. Syftet med projektet var att uppmärksamma problematiken av den höga energiförbrukningen av ljuskällorna i belysning. Projektet hade under hela dess gång ett biomimetiskt förhållningssätt och under förstudien gjordes en grundlig studie av ämnet biomimetik. Biomimetik innebär att man som designer lär och inspireras av naturen i sin produktutveckling. Förstudien behandlade även ämnet naturens ljus och då framför allt bioluminiscens som valdes som ljuskälla i armaturen. Utifrån en intervju med Lars Olof Björn, pensionerad professor i biologi, så togs ett beslut att använda levande organismer i armaturen eftersom bioluminiscens är svårt att framställa på kemisk väg. Under studierna av bioluminiscens så framkom det att det finns en bioluminiscent alg, dinoflagellat som skulle vara lämplig att använda som ljuskälla. Dinoflagellater avger ett bioluminiscent ljus då de sätts i rörelse, vilket användes som en sorts strömbrytare i produkten. Resultatet blev lyktan Lumi oh! En lykta, utformad som ett timglas som ser ut som två droppar som i sitt möte bildar en virvel. När lyktan vänds upp och ner, virvlar algerna ner och börjar då lysa, vilket de gör så länge de är satta i rörelse.Projektets mål var att det skulle resultera i ett produktkoncept, därför presenteras slutresultatet i form av en utseendemodell.
Nyckelord
ABSTRACT
This diploma work (22,5 ECTS) at bachelor level is made by Natalie Pålsson, student at the Product design program at Malmö University, in the spring of 2013. The project explored the possibility of creating light without electricity. The purpose of the project was to highlight the problem of the high energy consumption of our current lightsourses. The project had a biomimetic approach and a thourough study of the subject was made. Biomimicry means that designers learn and get inspired by nature in their development of products. A study about natural light was made, especially bioluminescence, since that was the choice of lightsource. Based on an interview with Lars Olof Björn, a retired proffessor in Biology, it was decided to use living organisms in the lantern, since bioluminescence is difficult to produce chemically. The research regarding bioluminescence showed that there is a bioluminescent algae, called dinoflagellate, that would be suitable for use as a light source. Dinoflagellates emit a
bioluminescent light when they are put in motion, which was used as a sort of on and off switch in the product. The project resulted in the lantern Lumi oh! A lantern, shaped like an hour glass which looks like two drops, that forms a swirl where they meet. When the lantern is turned upside down, the alge swirls down and starts to glow, for as long as they are set in motion. The result of the project was to be illustrated as a product concept and is presented as a prototype that shows the form but not the function.
Keywords
FÖRORD
Jag vill tacka min handledare Sara Gottschalk och min examinator Charlotte Asbjörn Sörensen som båda har varit ett stort stöd under projektets gång. Jag vill speciellt tacka Charlotte för att hon tog med mig till biomimetikseminariet på DTU i Köpenhamn. Jag vill även tacka Lars Olof Björn som ställde upp på intervju, Gert Hansen som tålmodigt svarade på alla frågor jag hade om dinoflagellaterna och Csaba Humenyik som
tillverkade min prototyp i glas. TACK!
…... Natalie Pålsson
INNEHÅLL
1. INLEDNING 7 1.1 BAKGRUND 7 1.2 SYFTE OCH MÅL 7 1.3 MÅLGRUPPSBESKRIVNING 8 1.4 AVGRÄNSNINGAR 8 1.5 ETIK 8 1.6 UPPLÄGG AV UPPSATS 8 1.7 TIDSPLAN 92. RESULTAT AV LITTERATURSTUDIE OCH INFORMATIONSSÖKNING_______10 2.1 BIOMIMETIK 10
2.2 METODER OCH VERKTYG INOM BIOMIMETIK 13
2.3 LJUS OCH ENERGI 15
2.4 ENERGI OCH HÅLLBAR DESIGN 16
2.5 NATURENS LJUS 16
2.6 BEFINTLIGA PRODUKTER OCH KONCEPT 18
2.7 EXPERTINTERVJU 19
2.8 ÖVRIG INFORMATIONSINSAMLING: SIG-BID MÖTE 21/2 DTU 20
3. ANALYS AV FÖRSTUDIE 21
4. RESULTAT AV FÖRSTUDIE 22
5. METODER 23
5.1 LITTERTUR OCH INFORMATIONSSÖKNING 23
5.2 EXPERTINTERVJU 23 5.3 ÖVRIG INFORMATIONSINSAMLIG 24 5.4 BIOCARDS 25 5.5 BRAINSTORM 25 5.6 LOTUSBLOMMAN 25 5.7 ASKNATURE.ORG 26 5.8 KESSELRING 26 5.9 SPINDELVÄVSDIAGRAM 26 5.10 SCENARIO 27 5.11 KONCEPTSKISSER 2D 27 5.12 SKISSMODELLER 27
5.13 IMAGEBOARD OCH MOODBOARD 28
6. GENOMFÖRANDE 28 6.1 BIOCARDS 28 6.2 BRAINSTORM 29 6.3 LOTUSBLOMMAN, KLUSTER 29 6.4 ASKNATURE.ORG 30 6.5 KESSELRING 30 6.6 TRE KONCEPT 31 6.7 LOTUSBLOMMAN 3x3 32 6.8 SPINDELVÄVSDIAGRAM 33
6.9 KONCEPT ”EN LITEN VÄN I MÖRKRET” 35
6.10 UNDERSÖKNING AV ALGERNA 35 6.11 SCENARIO 36 6.12 SKISSFAS 1 39 6.13 IMAGEBOARD 40 6.14 MOODBOARD 41 6.15 SKISSFAS 2 42 6.16 PROTOTYTILLVERKNING 43
6.17 LYKTAN, LUMI OH! 44
7. DISKUSSION _____________ 47 8. SLUTSATS 49 9. REFLEKTION 51 10. KÄLLFÖRTECKNING 53 11. BILAGOR 55 TIDSPLAN bilaga 1 KRAVSPECIFIKATION bilaga 2 INTERVJUGUIDE bilaga 3 SIG-BID MEETING THURSDAY 21/2 bilaga 4 BIOCARDS bilaga 5 EXEMPELIDÈER FRÅN BIOCARDS bilaga 6 MAILKONVERSATION MED GERT HANSEN, PH.D bilaga 7 SKISSER, SKISSFAS 1 bilaga 8 SKISSER, SKISSFAS 2 bilaga 9 PRODUKTMÅTT bilaga 10
ORDLISTA
Biomimetik Studier av naturens lösningar, processer och strategier som sedan appliceras på produkter och innovationer skapade av människan.
Bioluminiscens Ett biologiskt ljusfenomen som uppstår genom en kemisk reaktion i levande organismer.
Luciferin Ett pigment som möjliggör bioluminiscens.
Luciferase Ett enzym som reagerar och aktiverar bioluminiscens i reaktion med luciferin. Dinoflagellater Bioluminiscenta alger som reagerar vid rörelse och då utsöndrar ljus.
1. INLEDNING
1.1 BAKGRUND
Utgångspunkten i detta projekt var att arbeta med hållbar utveckling i form av biomimetik. Biomimetik innebär att man som designer tittar på naturens lösningar när man utvecklar produkter, material eller processer. Biomimetik är en förhållandevis ny, men växande och högst aktuell metod inom design för hållbar utveckling. Det finns något fascinerande över hur
fantastisk naturen är och vilka lärdomar som kan fås av den. Produktkategorin för projektet blev belysning med frågeställningarna; Hur skapar man ljus utan elektricitet? Hur skapar naturen ljus? Och kan det appliceras på en produkt för att skapa ljus utan elektricitet?
Fokus i detta projekt var att finna en lösning genom ett biomimetiskt förhållningssätt. Projektet har även haft ett konsekvent förhållningssätt till hållbar utveckling. Alla val som gjordes baserades på hur pass ekologiskt hållbara de var. Se även kap 1.5 Etik på sidan 8.
Dagligen förbrukas mängder med energi för att skapa ljus och denna energiförbrukning tär på jordens ändliga resurser. I Sverige är belysning den största posten för förbrukning av
hushållselektricitet.1 För att spara på vår jord och våra naturresurser bör vi ta lärdom av naturens egna lösningar på problemet och finna sätt att applicera dessa på vår livsstil och våra produkter.
1.2 SYFTE OCH MÅL
Förstudien svarade på de frågeställningar som ställs nedan, den bestod av två delar. Den första delen omhandlar biomimetik som metod för design;
Vad är biomimetik? Vilka metoder finns det inom biomimetik som är relevanta för en produktdesigner? Andra delen omhandlar ljus och energi;
Vad är ljus och energi? Hur kan man genom design minska energiförbrukningen? Hur skapar naturen ljus? Kan man applicera naturens lösning på en produkt? Vilka lösningar och produkter finns det redan?
Den teori som framkom ur förstudien låg sedan till grund för utförandet av kravspecifikation, idégenerering och konceptualisering. Utifrån studierna om biomimetik plockades lämpliga metoder för projektet fram.
Produktens syfte på lång sikt var att bidra till en minskad förbrukning av den energi som används för belysning. På kort sikt var syftet att genom ett koncept uppmärksamma problemet med energiförbrukningen och visa på en möjlig och alternativ lösning.
Målet med projektet var att ta fram ett produktkoncept med någon form av alternativ ljus- eller energikälla, samt en utseendemodell av det slutgiltiga konceptet.
1.3 MÅLGRUPPSBESKRIVNING
Den primära målgruppen för projektet var i första hand inte gemene man i lampbutiken utan exempelvis företag som vill arbeta med en hållbar profil vid tillverkning av armaturer och ljuskällor, eller som inspiration för andra produktdesigners som arbetar med hållbar utveckling.
1.4 AVGRÄNSNINGAR
Projektet hanterar inte ekonomiska aspekter då det endast var tänkt som ett koncept och inspiration för en vidare utveckling inom området. Projektet utvecklades på konceptnivå och produktionsanpassades därför inte. Projektet baserades på existerande forskning inom området bioluminescens och möjlig tillämpning i en produkt. Om det skulle visa sig att den tilltänkta tekniken eller materialet ej var möjlig att använda i den prototyp som togs fram i slutet av projektet, så skulle en konceptmodell med liknande egenskaper tas fram. Om möjligt skulle det riktiga materialet visas i form av ett materialprov.
1.5 ETIK
Den etiska problematiken i projektet var att se till att produktens funktion rättfärdigade dess syfte. Då det inom biomimetik finns flera nivåer att arbeta på är det inte alltid så att lösningen i sig blir mer ekologiskt hållbar bara för att den är utformad efter biomimetiska metoder och principer. Det var viktigt under projektets gång att ständigt återkoppla till syftet och att förhålla sig till de av naturens lagar och principer som beskrivs i teoridelen. Då projektet kom att involvera levande organismer så var det viktigt att se till deras naturliga balans så att denna inte rubbades.
1.6 UPPLÄGG AV UPPSATS
Uppsatsen inleds med förstudien vilket består av littertur- och informationssökning,
expertintervju och ett biomimetikseminarie. Förstudien avslutas med en analys och ett resultat. Därefter följer metodkapitel med samtliga metoder i uppsatsen, i tidskronologisk ordning. Efter metodkapitlet kommer ett kapitel med genomförande av de metoder som användes i
idégenererings-, konceptualisering- och visualiseringsfasen, även det i tidskronologisk ordning. Hela uppsatsen avslutas sedan med en diskussion och slutsats, samt en egen reflektion över projektet.
1.7 TIDSPLAN
Inför projektets start upprättades en detaljerad tidsplan (se bilaga 1) som följdes till största del. En del justeringar gjordes dock på grund av sjukdom under förstudien, men påverkade inte på något sätt projektets utgång negativt. I tidsplanen togs det även hänsyn till ett projekt som låg parallellt vilket medförde att vissa veckor avsattes för detta.
2. RESULTAT AV
LITTERATURSTUDIE OCH INFORMATIONSSÖKNING
2.1 BIOMIMETIK
”biomimeti´k, studier av biologiska system, funktioner och strukturer för att skapa nya tekniska lösningar och produkter.” 2Ordet biomimicry som är det internationella, mer
vedertagna ordet kommer från grekiskans bios som betyder liv och mimikos som betyder imitation.3 Då det talas om biomimetik eller biomimicry i förhållande till design, så syftar man
på just detta; att finna lösningar i naturens system och processer som kan imiteras och appliceras på mänskliga problemställningar och innovationer. Varför är då detta nödvändigt? Människan började för längesedan att bryta sig loss från det naturliga tillvägagångssättet och istället finna sig egen väg. Detta för att hävda sin självständighet och låta arten växa för att bli bland de största på jorden. Människan började anpassa naturen efter sitt levnadssätt och försökte sätta sig över naturens lagar. Liksom alla andra levande varelser på jorden är vi alltid bundna till några av naturens lagar. Den mest avgörande av dessa lagar lyder som så att en art kan inte ockupera en del av jorden och tillskriva sig alla dess tillgångar utan att dela med sig. Konsekvensen av ett sådant agerande skulle innebära att artens samhälle till slut förstörs då det inte längre kan försörja artens expansion. Tyvärr är det just det som människan har gjort, då vi förbrukar naturens resurser fortare än de kan produceras.4Betraktas naturen på ett nära håll så finner man
att naturen redan har briljanta lösningar på alla de uppfinningar som människan tror sig ha kommit på, men utan någon skadlig inverkan på vår planet som helhet. Det är just därför som människan måste vända sig till naturen för att finna svar. Hur kan en kolibri flyga över den mexikanska golfen på minimalt med bränsle? Eller hur kan en myra bära flera gånger sin egen vikt? Hur kan insekter och djuphavsfiskar producera ljus genom att blanda kemikalier i sina egna kroppar? Allt detta görs utan någon negativ inverkan på det naturliga kretsloppet. Vilka frågor vi än ställer så kommer vi garanterat finna att naturen redan har en lösning på
problemet.5
2http://www.ne.se/biomimetik 2013-01-22
3 Boks, Casper, Volstad, Nina Louise, Sustainable development: On the use of Biomimicry as a Useful Tool for the Industrial Designer, vol: 20, iss:3, J(ohn Wiley & Sons Ltd, ERP Enviroment, 2012)
4 Benyus, Janine M, Biomimicry innovation inspired by nature, (New York: Perinnial, 2002) s.5 5 Ibid s.6
Efter många år av studier har ekologer och biologer kommit fram till att naturen har vissa lagar och principer som den följer. Naturen:
• drivs av solljus.
• använder endast den energi som krävs. • anpassar form efter funktion.
• återvinner allt. • belönar samarbeten. • satsar på mångfald. • kräver lokal expertis. • bevarar allt överskott.
• utnyttjar styrkan av att sätta gränser. • är vacker
Just den sista regeln är den som människan har svårast att förhålla sig till. Människan pressar alltid gränserna för att kunna expandera, medan andra levande ting vet att det är nödvändigt att hålla sig till dessa gränser för att behålla den naturliga balansen.6
Biologen Janine M. Benyus, grundaren av biomimicry guild och författare till boken ”Biomimicry - innovation inpired by nature”, anser att det finns fyra steg vi måste ta för att uppnå ett biomimetiskt samhälle.
1. Hänge oss åt naturen
Vi måste se till att lägga ifrån oss våra böcker där vi läser om naturen och istället gå ut och liksom ett barn, låta oss bli en del av den. Det är först när vi kan göra det som vi inser att det inte finns någon skiljevägg mellan människan och naturen. Förr trodde människan sig vara bättre och stå över allt levande på jorden. Idag är det många som tycker tvärt om, att vi är sämre och inte gör annat än förstör för oss och andra arter. Inget av dessa tankesätt är särskilt hälsosamma. Vi måste se oss som en länk i naturens ekosystem och leva därefter. För även om vi är nykomlingar jämfört med många andra arter på vår jord, så är vi en del av planetens samhälle och frågan vi bör ställa oss är inte ”När kom vi hit?” utan ”Hur länge tänker vi stanna?”.
2. Lyssna och intervjua floran och faunan på vår jord
Vi måste lära känna jordens alla arter på och upptäcka deras talanger,
överlevnadstrategieroch roller i ekosystemet. Det är inte bara ett jobb för forskare och biologer, utan för alla. En bra start är att lära känna sin omgivning. Det är genom att lyssna och lära känna naturen som vi alla kan bli ingenjörer med naturens ritningar som underlag.
3. Imitera naturen och uppmuntra biologer, ingenjörer och designers att samarbeta med naturen som modell och måttstock.
För att göra ett sådant samarbete möjligt, krävs det att de introduceras för varandras ämnen redan under sin utbildning. Ett annat sätt är att upprätta databaser med information om biologi, anpassad för design, på internet. Utifrån den informationen kan sedan innovationer med naturens strategier som modell utvecklas. På samma sätt kan vi mäta våra innovationer mot denna information för att avgöra om det är en innovation som gynnar livet och planeten. Det är då som innovationen mäts mot naturens lagar och vi ställer oss frågorna;
• Drivs innovationen av solljus?
• Använder innovationen endast den energi som krävs? • Följer form funktion?
• Återvinner innovationen allt? • Belönar innovationen samarbete? • Satsar innovationen på mångfald?
• Använder innovationen sig av lokal expertis? • Bevarar innovationen allt överskott?
• Utnyttjar innovationen styrkan av gränssättning? • Är innovationen vacker?
Om svaret blir JA på samtliga av frågorna, har en fulländad biomimetisk innovation utvecklats. Nästa steg blir då att bestämma skalan, det vill säga hur stor produktionen av innovationen bör vara. För skalan är något av de som skiljer vår teknologi från naturen. Det är viktigt att besluta om vad som är en lämplig och acceptabel skala utifrån vår omgivning. En lämplig skala bör vara en som tillåter även andra att frodas och utvecklas inom samma område.
4. Bevara livets mångfald och genialitet.
För att allt detta ska kunna bli varaktigt så måste vi börja med att se över vår
levnadsstandard och konsumtion. Istället för ett ”slit-och-släng” samhälle så måste vi lära oss att uppskatta de produkter som är så välgjorda att de varar en livstid. Vi borde titta på urbefolkningen världen över. De har ofta stor respekt för naturen och har upprättat en mängd regler och ritualer som hedrar och bibehåller balansen i naturen. De jagar och fiskar aldrig mer än vad de behöver och använder sig av alla delar av djuret, med andra ord, där blir inget spill. Precis de tankesättet måste vi ha när vi producerar och brukar våra produkter för att leva i balans med naturen7
När biomimetik appliceras på design så talas det ofta om tre olika nivåer av biomimetik, från ytlig till djup.
Den första nivån involverar mimiken av naturens former. Biomimetik på denna nivå kan bidra till att lösa ett specifikt problem, men det är inte garanterat till att bidra till en ekologiskt hållbar lösning. De innovationer som ligger på denna nivå svarar sällan JA på alla de frågor som bör ställas då en innovation ska mätas mot naturens lagar.
Den andra nivån innebär att imitera en naturlig process, det vill säga naturens kemi. Det innebär också att det på denna nivån finns en större säkerhet för att få en ekologiskt hållbar lösning eftersom naturens egna processer aldrig orsakar skada på sig själv.
Den tredje och djupaste nivån av biomimetik innebär att imitera ett naturligt ekosystem. Här följs naturens system hela vägen runt och då fås en produkt med en livscykel som är ekologiskt hållbar hela vägen igenom, från framtagning av materialet till återvinningen av produkten. Givetvis ska den nivå alltid eftersträvas vid biomimetisk design.8
2.2 METODER OCH VERKYG INOM BIOMIMETIK
Det finns en del metoder och verktyg framtagna för biomimetisk design; Forum
När biomimetik praktiseras så kan det gå från biologi till design (bottom-up principen) eller tvärtom, från design till biologi (top-down principen). I det första alternativet används ett biologiskt fenomen för att lösa ett mänskligt problem. När det går på andra hållet identifieras 7 Benyus, Janine M, Biomimicry innovation inspired by nature, (New York: Perinnial, 2002) s. 287 - 294
8 Boks, Casper, Volstad, Nina Louise, Sustainable development: On the use of Biomimicry as a Useful Tool for the Industrial Designer, vol: 20, iss:3, (John Wiley & Sons Ltd, ERP Enviroment, 2012)
först problemet och sedan hämtas inspiration och lösningar från biologin. Det finns olika
metoder för att sammankoppla biomimetiken med designens värld. Ett sätt som har har gjorts är så att säga, placera biologer vid designbordet. Biologer, speciellt utbildade inom biomimetik, blir biomimetiker och kan tillsammans med designerns bidra med kunskap för att utveckla
biomimetiska innovationer på bästa sätt. Det har startats flera forum just för detta ändamål och det finns till och med en telefonservice som heter ”Dial-a-biologist”, vilket fungerar som ett servicecenter dit designers och ingenjörer kan ringa och få svar på frågor om biologi. Databaser
Det har även gjorts flera försök att starta upp databaser med information där designers och ingenjörer lätt ska kunna gå in och söka efter naturens lösningar på specifika problem. En av de största databaserna är AskNature, 9 startad av Janine M. Benuys och kopplat till Biomimicry
3.810, vilket är ett av de största biomimetikforumen på internet.
Biocards
En annan metod som togs fram för att inspirera och hjälpa framför allt designstudenter, var ”biomimicry-card-packs”. Alltså kortlekar utvecklade för att på ett enkelt sätt kunna användas i idégenereringsfasen vid utveckling av biomimetiska produkter. Denna metod är ett lättare och lekfullare sätt att applicera biomimetik i designprocessen än att kontakta biologer eller söka i databaser. Korten utformas i olika kategorier beroende på vilket problem som behöver lösas, exempelvis förpackningsdesign, möbeldesign och så vidare. Detta kan göras med hjälp av en biolog och kräver en del förarbete och research. På korten beskrivs sedan ett biologiskt fenomen och utifrån detta genereras idéer fram där det biologiska fenomenet på olika sätt appliceras på produktkoncept. 11
Designspiralen
Designspiralen är ett verktyg som använder naturen som modell och mått när nya system, produkter och tjänster skapas (se fig. 1). I denna metod följer man följande steg.
9 http://www.asknature.org2013-01-30 10 http://biomimicry.net 2013-01-30
11 Boks, Casper, Volstad, Nina Louise, Sustainable development: On the use of Biomimicry as a Useful Tool for the Industrial Designer, vol: 20, iss:3, (John Wiley & Sons Ltd, ERP Enviroment, 2012)
1. Identifiera funktion.
Om en designer ställer sig frågan ”Vad vill jag designa?” så blir det lätt att låsa sig. Ställs istället frågan ”Vad vill jag att min design ska uträtta?” så dyker det helt plötsligt upp helt nya infallsvinklar. Då kommer följdfrågan ”Varför vill jag att min design ska uträtta det?”. Den frågan är bra att ställa sig för att försäkra sig om att det är ett verkligt behov.
2. Biologisera funktioner
Efter att ha identifierat funktionen så ställer designern sig frågan ”Hur gör naturen för att lösa denna typ av funktion? Hur ser omvärlden och systemet ut runt funktionen?” 3. Upptäck naturens modell
Här finkammas litteratur inom ämnet, designern tar sig ut i naturen, rådfrågar biologer och andra naturexperter.
4. Efterlikna naturens strategi
När lösningarna har studerats så är det dags att efterlikna dem. Brainstorming om hur lösningen kan anpassas till produkten och dess omgivning med naturens principer som inspiration. Vad behöver produkten ta hänsyn till för att fungera i det system som den befinner sig i?
5. Utvärdera designen
Kan designen anpassa sig till sin omgivning och utvecklas?12
2.3 LJUS OCH ENERGI
Solljuset är en förutsättning för allt liv här på jorden. Förr styrdes människans dygnsrytm helt och hållet av solljuset. De gick upp och började jobba i soluppgången och gick hem och la sig efter solnedgången. Efter att det elektriska ljuset uppfanns så fick människan helt nya arbetstider och blev beroende av ljus även nattetid. Solen är den största energikällan, på ett år får en kvadratmeter av jordytan i de solrikaste delarna ta emot mer än 2000 kWh solenergi. De är tillräckligt mycket för att låta en kastrull med vatten koka oavbrutet i sex veckor. Ljus i fysikens mening kan vi egentligen inte se, utan det är de belysta ytorna som vi ser och definierar som ljus.13 Luminans beskriver hur mycket av ljusflöde som reflekteras från en yta till vårt öga.14
12
http://www.svid.se/sv/Hallbarhetsguiden/Mojligheter-verktyg/Metoder-att-minska-paverkan/Biomimicry-design-spiral/ 2013-01-30
13 Renström, Kristian, Ljus & belysning : en handbok om ljus, seende, ljusplanering och belysningsteknik, (Liber, Stockholm 2004) s.8
2.4 ENERGI OCH HÅLLBAR DESIGN
”Att använda intelligent teknologi för meningslösa produkter leder till dumma produkter” är ett citat av John Thackara vilket beskriver ett vanligt problem inom produktutveckling idag15. Istället för att minimera påverkan på miljön genom att konsumera mindre energi så skapas fler energikrävande och i stor utsträckning onödiga produkter. Design och utformning av en produkt kan ha stort inflytande på beteendet hos användaren. Vi kan genom utformningen
kommunicera med brukaren och uppmana till ett energisnålare användande. Exempelvis så finns det på de flesta moderna toaletter idag en spolknapp där brukaren kan välja att spola med mycket eller lite vatten. Det finns ingen instruktion till hur toalettknappen används men kan genom sin design på ett enkelt sätt förmedla betydelsen av hur mycket vatten som förbrukas.16 Kan brukaren tydligt se var energin kommer från och hur länge den varar, så får brukaren lättare förståelse för sammanhanget, vilket i sin tur leder till minskad energianvändning. När brukaren själv måste tillföra energi till produkten så skapas en förståelse för
energiförbrukningen. Hur upplevs motståndet när vi måste veva/lyfta/trampa igång en
produkt? Att kommunicera energin taktilt och visuellt genom produktens design kan vara ett sätt att öka förståelse av energiförbrukning.17
2.5 NATURENS LJUS
I naturen finns det flera olika system för att skapa ljus, många producerar så svagt ljus att vi inte kan se det med blotta öga. Förutom solljus så finns det tre biologiska ljusprocesser som är synliga för det mänskliga ögat. Bioluminescens
Bioluminescens är en term som används för att beskriva ljus som skapas av levande organismer. Det är till exempel det som ger eldflugor sitt sken, lyser upp i mörkret för djuphavsfiskar eller får vågor vid algblomning att lysa på
15 Stål & Sylwan, Energi – Hur design kan göra skillnad (Camino,Gävle 2008) s.8
16 Ibid s.42 17 Ibid s. 57-58
natten. Ljuset uppstår av kemikalier i djurets kropp, som blandas och bildar energi och vilket i sin tur avger ett ljus. Bioluminescens kräver ingen form av extern energi förutom näringen som djuret äter. En enkel förklaring av processen är att ett pigment som heter luciferin lagrar energi i form av laddade elektroner. Dessa elektroner frigörs av en enzym, luciferase. När de väl är frigjorda så frigör de i sin tur energi i form av fotoner, eller som det mer vardagligt kallas, ljus.18 En stor skillnad mellan bioluminiscent ljus och det ljus som vi producerar med hjälp av
elektricitet är att bioluminiscens inte avger någon värme. Det är ett kallt ljus som inte avger några ultravioletta eller infraröda strålar.19 Det finns flera organismer som av olika anledningar använder sig av bioluminiscens, djuphavsfiskar lockar till sig byten och eldflugor attraherar partners vid parning men den kemiska processen för ljuset är i stort sett densamma. Det finns en alg, dinoflagellat, som skapar bioluminescens som en försvarsmekanism. Denna alg finns i flera delar av världen, bland annat längs den svenska västkusten. Bioluminescens uppstår när algen störs, vilket rubbar den kemiska balansen och ämnena luciferin och luciferase reagerar med varandra, varpå ljus uppstår. Exempel på en störning kan vara en våg som rullar in och resulterar då i att den lyser blått (se fig. 2). I Sverige kallas detta fenomen för mareld. 20
Fluorescens
På en atomisk nivå är fluorescens och bioluminescens väldigt lika varandra. Skillnaden ligger i vad det är som startar processen; hos bioluminescens är det kombinationen av luciferin och luciferase, medan fluorescens startar sin process när ett pigment absorberar ljus från en annan källa, exempelvis solljus. Pigmenten skapar då elektroner som i sin tur avger ett ljus under tiden som de återgår till sin normala energinivå. Fluorescens har ett bredare färgspektra än vad bioluminescens och phosphorescens har, eftersom ljuset som avges beror på vilket pigment som upptar ljuset.
Phosphorescens
Phosphorescens är likt fluorescens i sin kemi, men resultatet skiljer sig. Istället för att skapa ett skarpt ljus vilket avtar så fort en extern ljuskälla försvinner, så är phosphorescens inte lika intensivt i sitt sken men fortsätter en tid efter att den externa ljuskällan har försvunnit. Just denna typ av ljus kan ses i de självlysande stjärnor som många barn har klistrade i taket på sina rum och lyser ett tag efter då lampan släckts. I naturen är det oftast svårt att se detta ljus med blotta ögat, men det kan återfinnas på en del korallskelett.21
18Http://www.qualitymarine.com/News/Feature-Articles/Flourescence,-Bioluminescence,-and,-Phosphorescense:- 2013-01-23
19 Yeang, Ken, Architectural design: Bioluminescence and Nanoluminescence, vol: 79, iss: 3, (John Wiley & Sons Ltd, 2009) 20http://tmbl.gu.se/ostindiefararen/mareld.html 2013-01-23
21 http://www.qualitymarine.com/News/Feature-Articles/Fluorescence,-Bioluminescence,-and-Phosphorescence :
2.6 BEFINTLIGA PRODUKTER OCH EXPERIMENT
Philips har utvecklat en konceptlampa, Philipsbacteriallamp, (Se fig. 3) med bioluminiscenta bakterier som livnär sig på avfall från hushållet och därigenom skapar ljus. Det är en del av deras ”Microbial Home” koncept.22
Half Life lamp, (se fig. 4) är en lampa skapad av designern Joris Laaarman. Lampans ljus uppstår genom att hamsterceller har korsats med gener från eldflugor och som i kontakt med luciferin börjar lysa.23
Forskare från Cambridge University har forskat på möjligheterna att med bioluminiscenta bakterier och gener från eldflugor, kunna skapa självlysande träd som i framtiden skulle kunna ersätta gatubelysning (se fig 5) .24
Pierre Calleja är en fransk biokemist som har skapat en lampa med microalger, vilka absorberar koldioxid och på så sätt blir bioluminiscenta under natten (se fig. 6). Lamporna har testats i en del parkeringshus och skulle kunna vara en lösning i städer med mycket trafik.25 22 http://www.popsci.com/technology/article/2011-11/fed-human-waste-luminous-bacteria-can-light-your-house 2013-03-10 23 http://inhabitat.com/half-life-living-bioluminescent-lamp-made-from-hamster-cells/ 2013-03-10 24 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1333334/How-trees-glow-like-fireflies-day-replace-streetlights.html 2013-03-10 25 http://www.2luxury2.com/self-powered-microalgae-lamp-to-keep-co2-emissions-in-check/ 2013-03-10 Fig. 3, Philips bacteriallamp
Fig. 5, Bioluminiscenta träd Fig 4, Half life lamp
2.7 EXPERTINTERVJU
Lars Olof Björn är pensionerad professor i biologi och botanik, från LTH i Lund. Han har inte genomfört någon egen forskning inom ämnet bioluminiscens, men har skrivet en del artiklar och är kunnig inom området. Lars Olof Björn förklarade att skillnaden mellan fluorescens,
phosphorescens och bioluminiscens är att de två förstnämnda är beroende av ett yttre ljus för att börja lysa medan bioluminiscens uppstår genom en kemisk reaktion. Det finns också något som heter kemiluminiscens, vilket är samma princip som bioluminiscens men syftar då till när det inte är levande organismer. Lars Olof Björn gav en enkel förklaring av hur den kemiska reaktionen i bioluminiscens fungerar. Enzymet luciferase blandas med ämnet luciferin, syre och adenosintrifosfat (ATP) vilket är ett ämne som hjälper till vid energihanteringen i den kemiska processen. Att framställa samma process på kemisk väg i labbet är svårt enligt Lars Olof Björn, då det är svårt att framställa luciferase och luciferin rent kemiskt. Det krävs att dessa ämnen utvinns från levande organismer, vilket det finns det en hel del regler kring huruvida detta får behandlas och tas utanför labbet eller inte, vilket kan försvåra det hela vid framtagning av en produkt. Det skulle därför vara nödvändigt att använda levande organismer vid framtagning av en produkt med bioluminiscens. Lars Olof Björn är skeptiskt till att det skulle fylla sitt syfte som belysning då bioluminescens har ett blågrönt svagt ljus, i jämförelse med glödlampor eller lysdioder. Vid användning av bioluminiscens som belysning, skulle det därför behöva finns ett annat användningsområde än vanlig allmänbelysning. Lars Olof Björn bekräftar att angående de självlysande algerna, dinoflagellater, skulle rörelse kunna användas som en sorts strömbrytare. Sätts produkten i rörelse tänds algerna och när den är stilla så släcks de. Algerna har i sig ett evigt liv, men de kräver någon form av näringslösning med jämna mellanrum och ett sterilt förhållande för att inte balansen ska rubbas. De måste också få någon form av ljus under dagen för att sedan kunna lysa på natten. I fallet med Cambridge University, där de har undersökt möjligheten att odla självlysande träd, menar Lars Olof Björn att det är viktigt att tänka på hur andra organismer i ekosystemet kommer att reagera. Ljusrytmen är viktig för djur och växter. Flyttfåglar kan bli störda av de självlysande träden, om de skulle sprida sig och växa vilt. Det är därför viktigt att hålla det kontrollerat vid denna typ av experiment.
2.8 ÖVRIG INFORMATIONSINSAMLING: SIG-BID MÖTE 21/2 DTU
Ingrid de Pauw från institutionen Delft University i Nederländerna, som forskar inom ämnet biomimetik och hur naturinspirerade strategier kan hjälpa designers, föreläste under seminariet. I hennes föreläsning redogjordes för några designmetoder och verktyg inom biomimetik. Dessa var; Designspiralen, Funktionen – Vad och Varför?, Jorden och naturens livsprinciper, Biologer vid designbordet, Biomimetikforum som AskNature.org och slutligen Naturen självt. Ingrid de Pauw jämförde ”cradle to cradle” och ”ecodesign” med biomimetik. Det framkom att
biomimetik var en väldigt bra metod för att finna nya idéer vid produktutveckling inom hållbar utveckling. Det hölls också en workshop där man i grupper fick prova på att idégenerera med ”biocards”, vilket är en idégenereringsmetod inom biomimetik. Det diskuterades även om vilka hinder det finns inom biomimetisk design där det framkom att problemet många gånger ligger i att biologer och designers har svårt att kommunicera med varandra och hur detta skulle kunna lösas..
3. ANALYS AV FÖRSTUDIE
Janine M. Benyus är biomimetikens frontfigur och källan till de flesta böcker, texter och informationssidor om biomimetik. Hon är även grundare av The biomimicryguild och
Asknature.org, vilket gör att reabiliteten i informationssökningen om biomimitik blir relativt låg. Även om biomimetik är en användbar metod för design med ett ekologiskt hållbart
förhållningssätt, så betyder det inte alltid att en biomimetisk lösning är den bästa. Så som Janine M. Benyus beskrev de olika nivåerna inom biomimetik, så kan en innovation utvecklad på en ytlig biomimetisk nivå vara mindre ekologiskt hållbar än vad en icke biomimetisk innovation skulle vara. Det är viktigt att en innovation följs upp med ett biomimetiskt förhållningssätt från början till slut. Människan har dessutom skapat en livsstil och ett samhälle som gör att det inte går att uppnå en fullt ut biomimetisk framtid. Människor har skapat ett behov av att
transportera sig själv och varor till platser som ligger utom deras lokala räckvidd och att förse sig med produkter som underlättar vardagen men inte är nödvändiga för dess existens och
överlevnad. Detta gör att det inte går att utveckla en fullständigt biomimetisk framtid då människan alltid kommer ha principer och behov som ligger utanför naturens egna principer. Det finns också en risk när människan börjar experimentera med naturen och tar den ur dess sammanhang. Det är därför viktigt att se över vilka konsekvenser och effekter en biomimetisk lösning kan få på naturen då den appliceras på ett annat användningsområden än där den ursprungligen är tänk för.
4. RESULTAT AV FÖRSTUDIE
Efter förstudien och intervjun med Lars Olof Björn konstaterades att produkten måste involvera levande organismer då det på kemisk väg är mycket svårt att framställa en liknande reaktion. Eftersom bioluminiscens i stort sätt fungerar på samma sätt oavsett vilken bioluminiscent organism det är, så grundades valet av organism beroende på vilken som lättast kan skötas i en produkt, har en lång livslängd, inte avger ett konstant ljus och är lätt att få tag på.
Dinoflagellater, går enkelt att odla själv kan beställas på internet, de lever över hela världen och kräver minimalt med skötsel. Enligt Lars Olof Björn har dessa organismer i princip evigt liv, då de reproducerar sig genom celldelning, så länge de förses med näring och lever i sterila
förhållande. Detta betyder att vid användning av dessa organismer i en armatur, så skulle energikällan i princip ha oändlig livslängd och det skulle istället vara produkten och materialet som omsluter och bevarar algerna som skulle avgöra produktens livslängd. Dinoflagellater har dessutom en naturlig ”strömbrytare” då de endast lyser när de blir störda och sätts i rörelse vilket skulle ge möjlighet att skapa belysning som inte lyser konstant. Genom att låta brukaren
interagera aktivt med produkten skapas dessutom lättare förståelse för hur energin uppstår. Det bidrar till att uppfylla projektets syfte; att informera och upplysa om alternativa lösningar till dagens energikrävande ljuskällor. Då bioluminiscent ljus är relativt svagt , blågrönt och endast synligt då det är mörkt, begränsar det användningsområdena för denna typ av belysning. Att finna ett relevant användningsområde blev en av utgångspunkterna inför idégenereringsfasen och skapade frågeställningen; ”I vilken situation är man i behov av ett svagt blågrönt ljus?”
Utifrån förstudien framkom en del parametrar att förhålla sig till i produktutvecklingsfasen, vilket resulterade i en kravspecifikation (se bilaga 2). Kravspecifikationen delades upp i två kategorier. Den första delen utgjordes av de naturliga lagarna som Janine M. Benyus presenterade i sin bok; här var målet att uppfylla de flesta av dessa lagar i det slutliga produktkonceptet. Den andra delen bestod av krav som baserades på dinoflagellaterns
existensmöjlighet och krav för att uppnå projektets syfte; vilket är att informera och upplysa om problematiken omkring dagens energikrävande armaturer och ljuskällor. De olika kraven kategoriserades under rubrikerna Naturlagarna samt Funktion och Behov. Kravspecifikationen låg till grund för urvalet i konceptualiseringsfasen.
5. METODER
Metoderna valdes ut för vilka som ansågs vara lämpliga för de olika faserna i förstudien och projektet. Inledningsvis genomfördes en informationssökning bestående av litteraturstudier, expertintervju och ett biomimetikseminarie. Denna fas syftade till att samla information som sedan låg till grund för idégenereringsfasen. Idégenereringsfasens syfte var att skapa en stor mängd idéer, från de mest praktiska och realistiska till de vildaste och galnaste. På så sätt går ingen idé obemärkt förbi inför konceptualiseringen. Även i de mest orealistiska idéer kan det finna inspiration att hämta. För att skapa en bredd av idéer användes ett flertal olika
idégenereringsmetoder, både från biomimetik och traditionella designmetoder. Konceptualiseringen konkretiserar idéerna som fötts ur idégenereringsfasen. I
konceptualiseringen handlar det mycket om att begränsa och utveckla urvalet ett flertal gånger tills det till slut finns ett slutgiltigt koncept att ta vidare till visualiseringsfasen.
5.1 LITTERATUR OCH INFORMATIONSSÖKNING
Litteratur och informationssökning gjordes för att få kunskap och information om de ämnen som projketet kom att behandla. Studier gjordes inom ämnet bioluminescens och andra biologiska ljusprocesser. Det gjordes även studier inom ämnet biomimetik med fokus på metoder och hur dessa kan tillämpas vid produktutveckling. En mindre litteraturstudie gjordes inom ämnet ljus och energi för att få grundläggande kunskaper inom ämnet. Vid
ämnessökningar på internet användes sökmotorn http://www.google.se samt
http://scholar.google.se för att få så bred träffsäkerhet som möjligt. Litteratur lånades från skolans bibliotek och vetenskapliga artiklar söktes på http://www.mah.se/bibliotek. Litteratur och informationssökning är en bra sätt att få en bred kunskap inom de ämnen som är
nödvändiga för att genomföra ett projekt. Det är lätt att finna information via internet, men det är då viktigt att vara källkritisk och kontrollera informationen, då det finns mycket på internet som inte stämmer. Därför gjordes det senare även en expertintervju för att verifiera den information som framkom vid informationssökningen. Vid informationssökningen omkring biomimetik härstammade majoriteten av informationen från en och samma källa, därför var det extra viktigt att vara källkritisk.
5.2 EXPERTINTERVJU
En intervju genomfördes med en professor i biologi med kunskaper om bioluminiscens. Syftet med intervjun var att bekräfta teorin som litteratur och ämnesstudierna gav, samt att svara på eventuella frågor som uppstod under studierna. Resultatet från intervjun jämfördes sedan mot litteratur- och ämnesstudierna resultat för att kunna analysera och värdera den teori som fåtts.
Intervjuformatet som valdes för denna intervju var en ostrukturerad intervju. Eftersom syftet med intervjun var att dels bekräfta och förklara den teori som fåtts från litteratur- och ämnessökningarna så valdes det att inte ha några fasta frågor. Istället upprättades ett antal frågeområden som skulle diskuteras under intervjun, en så kallad intervjuguide.26 På så sätt togs alla de områden som var tänkta upp, det lämnades även utrymme för annan fakta att framhävas då det snarare blev en diskussion än en frågestund. Genom en sökträff av experter inom
området bioluminiscens på internet , kontaktades Lars Olof Björn. Anledning till att Lars Olof Björn kontaktades var att han har goda kunskaper om ämnet och bland annat skrivit en del artiklar om bioluminescens, han har dock inte genomfört någon egen forskning på området. Frågorna och frågeområdena i intervjuguiden, (se bilaga 3) baserades utifrån två övergripande frågeställningar: Kan biologiskt ljus appliceras på en produkt? Och hur görs det i så fall? Syftet med de två frågeställningarna var att höja validiteten och undvika att ställa frågor som kanske var
intressanta men oviktiga för projektet. För att höja reliabiliteten av teorin så utformades frågor som skulle ställas på sådant sätt att de ej kunde misstolkas för att få homogena svar som pekar åt samma håll om man ställer samma fråga mer än en gång. Lars Olof Björn informerades via mail innan intervjun om vilka områden som var av intresse att diskutera. Detta för att han inför intervjun skulle kunna förbereda sig och plocka fram eventuell litteratur och fakta som skulle kunna tänkas vara användbar. Intervjun med Lars Olof Björn ägde rum på Biologiska Institutionen, LTH Lund. Intervjuguiden visades inför intervjun och syftet med intervjun förklarades ännu en gång för att klargöra vad som låg till grund för frågorna av intervjun. Intervjun varade i ungefär 50 minuter och då besvarades samtliga av de frågor och områden som intervjuguiden täckte. Under intervjun antecknades den information som ansågs relevant och vid tillfällen då något var oklart så upprepades svaret inför Lars Olof Björn, så att han kunde bekräfta att informationen hade förståtts på rätt sätt.
5.3 ÖVRIG INFORMATIONSINSAMLING
En heldag tillbringades på institutionen DTU i Köpenhamn, SIG-BID möte, där personer med olika kopplingar till biomimetik var inbjudna, se bilaga 4. Deltagarna bestod av biologer, designers, ingenjörer och arkitekter, både forskare och studenter deltog. Dagen bidrog med inspiration, information och en workshop där erfarenhet av Biocards som biomimetisk metod erhölls.
5.4 BIOCARDS
Biocards är en metod som används vid idégenerering inom biomimetisk produktutveckling. Biocards kan utvecklas på egen hand vid idégenerering av ett speciellt projekt. Varje biocard beskriver ett biologiskt fenomen och svarar på frågorna Vad? Hur? och Varför? Biocardsen kan vara försedda med bilder på organismen eller fenomenet, vilket kan fungera som inspiration för formgivning av en produkt, men det är inte nödvändigt. 27 Denna metod valdes för att skapa en mängd idéer med naturen som inspiration redan i början av idégenereringen innan mer vanliga idégenereringsmetoder genomfördes. Detta för att behålla det biomimetiska förhållningssättet.
5.5 BRAINSTORM
Brainstorming är en vedertagen metod inom produktdesign, vilket syftar till att skapa en mängd idéer utifrån ett entydigt och inte alltför snävt problem. Vid brainstorming i grupp finns ett fåtal regler som måste följas; kritik och bedömning under brainstormingen är förbjudet, stort antal idéer eftersträvas för att ge en bredd av idéer. ”Outside-of-the-box” tänkande och att kombinera och komplettera framtagna idéer efteråt uppmuntras. 28 Brainstorming användes för att på ett enkelt sätt skapa en bredd på idéerna.
5.6 LOTUSBLOMMAN
Lotusblomman är en metod som syftar på att skapa en process utifrån ”ett frö till en stor utslagen blomma”. ”Fröet” är ett definierat behov eller en frågeställning. Utifrån den genereras sedan ett visst antal lösningar, vanligen åtta stycken, på problemet. De lösningarna som fås blir sedan vart och ett, en ny utgångspunkt vilket i sig genererar lika många nya lösningar. Detta skapar i slutändan en mängd idéer utifrån ett behov eller en frågeställning.29 Denna metod valdes för att vidareutveckla och enkelt kategorisera de idéer som fåtts från de två tidigare metoderna, samt möjliggöra uppkomst av nya idéer. Lotusblomman användes även som metod senare i konceptualiseringen för att utveckla 3x3 produktkoncept.
27 Boks, Casper, Volstad, Nina Louise, Sustainable development: On the use of Biomimicry as a Useful Tool for the Industrial Designer, vol: 20, iss:3, (John Wiley & Sons Ltd, ERP Enviroment, 2012)
28 Österlin, Kenneth, Design i fokus för produktutveckling, (Liber AB, Slovenien, 2007) s. 51
29 Michanek, Jonas, Breiler, Andrèas, Idéagenten 2.0 – en handbok i idea management, (Bookhouse Publishing AB, Estland, 2007) s. 144
5.7 ASKNATURE.ORG
Asknature.org är en databas där designers och ingenjörer kan söka och finna biologiska lösningar på problem. Denna lösning kan sedan användas för att utveckla en produkt eller innovation som löser samma problem. I ett sökfält skrivs problemet in som en fråga ”How would nature...”, efter det dyker en mängd artiklar upp med kopplingar till frågeställningen. Artiklarna beskriver ett biologiskt fenomen, eller innovationer som inspirerats av ett biologiskt fenomen inom området. Det finns också angivet förslag på områden där den biologiska funktionen hade kunnat tillämpas.30 Denna metod användes för att undersöka om det fanns ytterligare biologiska sätt att skapa ljus och vilka användningsområden som rekommenderades för detta.
5.8 KESSELRING
Kesselring är en av det vanligaste urvalsverktygen vid produktutveckling. Den består av en tabell med ett antal kriterier som produkten bör uppfylla. Utifrån dem så poängsätts sedan idéerna från idégenereringen beroende på hur väl de uppfyller kriterierna. Efter att alla poäng summerats skapas en tydlig bild av vilken eller vilka av idéerna som är lämpligast att
vidareutveckla och vilka som bör kasseras.31 Kesselring valdes som metod i urvalet inför första konceptualiseringssteget, då det underlättade arbetet med att rensa bland idéerna för att kunna utveckla tre koncept att arbeta vidare med. Kesselring är ett bra, eftersom det är ettschematiskt och överskådligt sätt att göra urval på, men det kan vara svårt att göra en rättvis uppskattning vid poängsättning av idéerna. Därför bör resultatet alltid analyseras och övervägas ifall det är rättfärdigat eller om det behövs ytterligare en metod för urvalet.
5.9 SPINDELVÄVSDIAGRAM
Spindelvävsdiagram ger en mer grafisk och lättförståelig bild över värdet på idéer än vad matriser med siffror gör. Matrisen ritas upp som en spindelväv och värdesätts inifrån och ut med siffrorna 0 – 5. Därefter placeras kriterier ut, vilka idéerna sedan värdesätts utifrån. Desto större plats en idé upptar av spindelväven, desto bättre och mer värdefull är idén.32 Denna metod valdes för att på ett enkelt sätt utvärdera koncepten som tagits fram med hjälp av Lotusblomman 3x3. Spindelvävsdiagram ger en grafisk och bra bild vid urval, men liksom kesselring kan det vara svårt att uppskatta idéerna/konceptens värde vid poängsättningen. Det kan därför vara bra välja ut fler än ett av de koncept med högst värde efter bedömningen av spindelvävsdiagrammet att ta vidare och bedöma ytterligare en gång.
30 http://www.asknature.org 2013-03-10
31 Michanek, Jonas, Breiler, Andrèas, Idéagenten 2.0 – en handbok i idea management, (Bookhouse Publishing AB, Estland, 2007) s. 162
5.10 SCENARIO
Scenarios är ett sätt att finna behov som produkten måste tillgodose genom att sätta den i en fiktiv men möjlig användarsituation hos den tilltänkta brukaren. Händelseförloppet då
produkten används, beskrivs och därefter utvärderas vilka behov brukaren har, vilka eventuella problem som kan uppkomma med produkten och felanvändningar som produkten kan
uppmuntra till, både negativa och positiva. Scenarios ger endast en fiktiv och möjlig bild till ett händelseförlopp, alltså inte en verklighetsbaserad uppfattning. Därför bör scenarios ses som ett hjälpmedel i processen och inte som ett riktmärke.
5.11 KONCEPTSKISSER 2D
Att skissa koncept i 2D är ett bra sätt att finna rätt form och uttryck i produkten. Det är också ett bra sätt att förmedla sin design på, åt till exempel kunder och tillverkare. Ofta finns det flera skissfaser i en designprocess där var skissfas blir mer detaljerad för att finna den slutgiltiga formen och uttrycket.33 Då det är svårt att uppskatta volymen i 2D skisser så är det bra att parallellt, även arbeta tredimensionellt med skissmodeller.
5.12 SKISSMODELLER
Skissmodeller görs för att få en uppfattning om produktens storlek, volym och för att enkelt testa funktionen. Oftast används inte det tilltänkta materialet utan istället papp, lera eller liknande som är snabbt och enkelt att jobba med. Det är bra att göra ett flertal skissmodeller för att kunna jämföra och på så sätt göra en bedömning och ett urval för vilken som passar bäst för den slutgiltiga produkten. Det är viktigt att förhålla sig till syftet med skissmodellen. Är det utseendet som ska testas så är rätt material av större vikt än om det bara är funktionen som ska prövas. Arbetar man exempelvis i papp bör man ha i åtanke att den kanske inte ger samma tyngd eller tjocklek som det tänkta materialet och är det just det som skissmodellen syftar till bör kanske ett alternativt material användas. Det är också viktigt att en skissmodell har uttrycket av en
skissmodell och inte en färdig prototyp, särskilt om den ska visas upp för en kund eller tillverkare då det kan ge intrycket av en färdig produkt. Vilket kan leda till ett missförstånd om produktens slutliga form och uttryck.
5.13 IMAGEBOARD OCH MOODBOARD
Imageboard och moodboard är ett sätt att visualisera det man vill uppnå med sin design. Detta görs genom att skapa ett bildkollage. De kan användas som en visuell kravspecifikation eller inspiration.34 Imageboarden valdes för att hitta ett gemensamt uttryck hos lyktor som kunde användas som inspiration och riktlinje i konceptskisserna. Moodboarden användes för att skapa en känsla av vilket uttryck produkten skulle eftersträva i form och material. Denna användes som inspiration vid formgivningen.
5.14 PROTOTYP
Prototyper är en nästintill kopia av den färdiga produkten, helt med rätt material och funktion. En prototyp kan användas för brukartester eller för visning till kunder innan den sätts i större produktion. Prototypen i detta projekt valdes att göras med syfte att kunna utvärderas i form, uttryck och material.
6. GENOMFÖRANDE AV PRODUKTUTVECKLING
Större delen av idegenereringarna gjordes i grupp med andra studenter för att möjliggöra nya tolkningar och idéer från personer som inte var insatta i projektet och på så sätt inte låsas vid någon speciell idé innan idégenereringsfasen var avslutad. Konceptualiseringen syftade till att i utveckla det som framkommit i idégenereringsfasen till tre koncept. Dessa tre koncept
genererade sedan i sin tur tre produktkoncept vardera, vilka viktades mot kravspecifikationen för att slutligen välja ett produktkoncept att vidareutveckla i visualiseringsfasen.
6.1 BIOCARDS
Efter workshopen på DTU så togs fyra biocards fram (se bilaga 5). Samtliga fyra beskrev ett bioluminiscent fenomen, men med olika organismer. På varje biocard fanns en bild av den beskrivna organismen, beskrivning av Vad det är, Hur det fungerar och Varför den fungerar så. Biocarden användes sedan vid en gemensam gruppidégenerering. Deltagarna fick alla ta del av biocarden och sedan utifrån dess information, inspireras och fritt skissa fram olika produktidéer. Denna idégenereringsmetod resulterade i ett tjugotal
produktidéer. (se bilaga 6) Metoden var givande då det gav en stor mängd av idéer att utgå ifrån. Eftersom deltagarna inte behövde förhålla sig till några ramar så var det väldigt stor spridning på produktkategorier bland idéerna vilket gav en vidare syn på produkten än vad som fanns före idégenereringen.
6.2 BRAINSTORMING
Utifrån den nya frågeställning som togs fram ur förstudien; ”I vilken situation är man i behov av ett svagt blågrönt ljus?” gjordes en brainstorming med samma deltagare som tidigare för att återigen skapa en stor bredd och mängd av idéer som möjligt. Några nya idéer uppkom, medan en del var samma eller snarlika de som framkommit från biocardsen. Idéerna samlades sedan i kluster under fem olika huvudkategorier; Nattbelysning, Ledljus, Funktionsljus, Dekorationsbelysning och Effektbelysning. Detta visade på att det finns en hel del olika sorters belysningskategorier även om det är begränsat till ett svagt och blågrönt ljus. Brainstormingen och kategoriseringen gav en bra utgångspunkt för att senare kunna göra ett urval av vilken typ av belysning som produkten skulle tillhöra.
6.3 LOTUSBLOMMAN, KLUSTER
Vid genomförandet av denna lotusblomma så var mängden av idéer obegränsat och har därför valt att kallas för ”Lotusblomman, kluster”, då idéerna samlats i ”kluster” runt olika kategorier. Fröet i detta fallet är frågeställningen ”I vilken situation är man i behov av ett svagt blågrönt ljus?” och bygger på de två tidigare idégenereringsmetoderna. De första bladen utifrån fröet är de fem klusterkategorierna från brainstormingen, Nattbelysning, Ledljus, Funktionsljus,
Dekorationsbelysning och Effektbelysning. Utifrån dessa kategorier placerades sedan
produktidéerna från brainstormingen ut, efter det tillfördes idéerna som fåtts från Biocardsen och slutligen uppkom en del nya idéer utifrån de olika kategorierna. Vilket skapade en
lotusblomma med sammanlagt ett femtiotal idéer (se fig. 7). Efter att tagit idégenerering genom tre nivåer så kändes det som att de flesta idéer var ”uttömda” och att idébredden nu var så bred som möjligt både produktmässigt, funktionsmässigt och situationsmässigt.
6.4 ASKNATURE.ORG
Även om det efter lotusblomman kändes som om maximalt antal idéer fåtts fram så användes ändå AskNature.org. Dels för att se om det fanns ytterligare något biologiskt sätt att skapa ljus som inte tidigare upptäckts och dels för att få inspiration till användningsområden för
produkterna. Vid sökning på frasen ”How would nature produce light?”. Det framkom inga nya biologiska processer, utan de flesta handlade om bioluminiscens. Nya användningsområden fanns det däremot, de flesta var förvånansvärt inte för att skapa ljus utan syftade till att exempelvis spåra tumörer eller upptäcka bakterier inom matindustrin. Däremot fanns det en applikation som handlade om nödbelysning på exempelvis flytvästar, vilket var intressant då det i idégenereringen hade framkommit flera idéer som handlade om just nödbelysning. Detta
bekräftade att det hade varit lämpligt att applicera ljuset på denna typ av produkt.
6.5 KESSELRING
Då idégenereringen resulterade i upp mot ett femtiotal produktidéer så valdes det att inte vikta vart och ett av idéerna utan istället vikta idékategorierna; Nattbelysning, Ledljus,
Funktionsbelysning, Dekorationsbelysning och Effektbelysning. Fem kriterier från
kravspecifikationen, som ansågs vara viktiga att uppfylla och möjliga att vikta i detta skedet, valdes ut. Dessa fem kriterier var;
• Uppfylla ett nödvändigt behov • Integrera med brukaren • Enkel tillförsel av näring • Skapa ljus genom rörelse
• Erhålla en behållare för algerna.
En del av kriterierna kan lösas genom formgivning av produkten, som till exempel ”enkel tillförsel av näring” och bedömdes istället utifrån de eventuella ansträngningar som krävs för att uppfylla kriteriet. I fallet med ”enkel tillförsel av näring” togs det hänsyn till om det till exempel var en produkt som skulle stå på en allmän och offentlig plats och i så fall kräva någon form av personal eller system för att disponera näringen. Istället för att använda poängsättning så beräknades procentsatsen ut av antalet av idéer inom varje kategori som uppfyllde kriterierna.
Exempelvis så uppfyllde 34% av idéerna i kategorin Nattbelysning, kriteriet att ”integrera med brukaren”. Totalt sätt så uppfyllde Nattbelysningskategorin 56% av de fem kriterierna. Denna procentsats beräknades på den totala procentsatsen (280%) av uppfyllda kriterier mot den totala procentsatsen (500%) av kriterierna.
Procenten summerades för varje kategori och en totalprocent för kategorins uppfyllelse av samtliga kriterier visade att två av kategorierna, Nattbelysning och Ledljus, uppfyllde mer än 50% av kriterierna och det var också utifrån de två kategorierna som tre koncept skapades (se fig. 8) .
Tre av kategorierna hade några idéer som inte uppfyllde kriteriet att ”uppfylla ett nödvändigt behov”, detta berodde på att dessa kategorier bestod av idéer som hade funktionen att skapa ett ljus vars funktion var rent estetiskt. Detta var avgörande för urvalet då projektet genomgående är kopplat till hållbar utveckling och biomimetik. Produkten får alltså inte produceras utan att tjäna ett högre syfte och därför valdes samtliga av dessa produktidéer bort.
6.6 TRE KONCEPT
Utifrån kategorierna Nattbelysning och Ledljus skapades tre produktkoncept; ”För att se”, ”För att synas” och ”För att hjälpa”.
De tre koncepten grundade sig i produktidéerna från de två kategorierna som uppfyllde flest kriterier i kesselringmatrisen. Produkterna i dessa kategorier handlade antingen om att kunna se i mörker, som till exempel om man behöver gå på toaletten på natten eller hitta nyckelhålet när det är mörk. Eller så handlade de om att synas i mörker, som en ersättning för exempelvis reflex eller en belysning vid busshållplatsen för att busschauffören ska se en. Den tredje gemensamma nämnaren för flera produkter var någon form av hjälp- eller nödbelysning, exempelvis
nödutgångsbelysning eller golvbelysning på teatern. En vidareutveckling av dessa tre koncept var att utveckla tre produktidéer för vart och ett av koncepten, som sedan viktades för att finna ett slutgiltigt produktkoncept.
6.7 LOTUSBLOMMAN 3X3
Lotusblommans funktion i det här fallet syftade till att ta fram ett bestämt antal produktkoncept kopplade till de tre koncepten; ”För att se”, ”För att synas” och ”För att hjälpa”. Eftersom det var tre koncept beslutades att tre produktkoncept för varje skulle tas fram, vilket skulle ge totalt nio produktkoncept. Därav fick metoden denna gång namnet ”Lotusblomman, 3x3”. Produktkoncepten utvecklades dels från de idéer som uppkommit under idégenereringen, men det framkom även en del nya koncept vid
metodgenomförandet (se fig. 9). Detta resulterade i följande kategorier:
För att se
Ficklampa: Att kunna bära med sig enkelt i nyckelringen eller liknande för att använda vid behov.
Nattlampa: Att använda på natten för att inte behöva tända eller förstöra mörkerseendet vid exempelvis toalettbesök.
Barnlampa: Att använda för att barnen ska känna sig trygga under natten och slippa mörkerrädsla.
För att synas
”Reflex”lampor: Att kunna bära med sig istället för reflexer, då reflexer kräver ett externt ljus för att synas.
Hållplatsljus: Att ha på hållplatser för att den som väntar ska synas på natten, för exempelvis busschauffören.
Symbolljus: Att använda för att symbolisera objektet den sitter på, t.ex på en jakthund ute i skogen för att inte missta den för något annat djur.
För att hjälpa
Reservljus: Att ha som uppbackningsljus vid exempelvis strömavbrott eller liknande. Nödutgångsbelysning: Att visa vägen till nödutgångar vid brand eller liknande. Nödbelysning: Att använda då det inte finns tillgång till elektricitet, exempelvis vid katastrofdrabbade områden och flyktingläger.
Vid framtagning av dessa produktkoncept kombinerades en del av de tidigare produktidéerna, för att skapa så relevanta och optimala produktkoncept som möjligt.
6.8 SPINDELVÄVSDIAGRAM
För varje konceptkategori gjordes ett spindelvävsdiagram där kategorins tre produktkoncept placerades in (se fig 10).
Samtliga spindelvävsdiagram utgick från gemensamma kriterier, från kravspecifikationen som ansågs bedömningsbara. Efter att alla produktkoncept blivit jämförda mot varandra inom respektive konceptkategori så jämfördes kategorierna mot varandra, de tre bästa sammanställdes i ett resultatdiagram (se fig. 11).
Resultatet var väldigt jämnt, särskilt de tre koncept som fick högst värde; Ficklampa,
”Reflex”lampa och Nödbelysning. Då de i princip hade samma totalvärde så beslutades det att utforma ett nytt produktkoncept utifrån dessa tre. kriterierna,; Portabel, Uppta liten plats,
Användarvänligt, Lättförståelig, För enskilt bruk Smidig och Enkel till på kravspecifikationen. Fig. 11, Spindelvävsdiagram Resultat
6.9 KONCEPTET, ”EN LITEN VÄN I MÖRKRET”
Resultatet av de tre koncepten blev ”En liten vän i mörkret”. En liten och portabel
belysningsarmatur med dinoflagellater, som vid rörelse ger ett svagt blågrönt ljus och vars syfte är att hjälpa brukaren att se eller att synas när det är mörkt. Eftersom den är portabel kan den användas både i och utanför hemmet under dygnets mörka timmar. Genom att interagera med produkten och ge den omsorg, så fås även en större förståelse för problematiken av
energiförbrukning. Produkten lyser endast den stund då algerna är i rörelse, det finns alltså ingen risk att den som en lampa står tänd den inte används. Produkten skulle även kunna användas som tillfällig ljuskälla då det inte finns tillgång till elektricitet, som till exempel i
katastrofdrabbade områden. Då skulle produktens syfte i första hand inte vara att påverka och upplysa, utan istället att hjälpa drabbade människor. Flera produktidéer från idégenereringen och konceptualiseringen innebar någon form av nöd eller hjälpbelysning och bedömdes därför som ett relevant behov. Det huvudsakliga syftet med projektet var fortfarande att upplysa om problemet med energiförbrukning, det var ett grundläggande krav inför formgivningsprocessen. En alternativ användarsituation, som uppkom efter idégenereringen, blev ett scenario då människan är nödställd utan tillgång till elektricitet. Exempelvis vid flyktingläger eller katastrofdrabbade områden. Därför bestämdes även att i nästa steg skapa tänkbara
brukarscenarios för olika situationer, Dett för att kunna bedömma vilka kriterier som är viktiga för formgivningsprocessen samt skapa en tydligare illustration av produktens tänkbara scenarios.
6.10 UNDERSÖKNING AV ALGERNA
För att få en bättre uppfattning av algerna och dess ljus, så beställdes 10 ml Dinoflagellater av arten, Pyrocystis Noctiluca, K-1143,35(se fig. 12)
från SCCAP (Scandinavian Culture Collection of Algea & Protozoa) Det hölls en löpande mailkontakt med Gert Hansen Ph. D i biologi, som svarade på frågor om algerna och dess skötsel, se bilaga 7.Viktig information som framgick då var att algerna endast behöver näring var tredje vecka, de får ej genombubblas av syre från exempelvis en pump, då kan de gå sönder, det räcker att öppna locket då och då. De lever efter en dygnsrytm, vilket innebär att de får ljus under dagen för att sedan kunna lysa på natten. Det går att ändra deras dygnsrytmen genom att ge dem ljus under natten och mörker under dagen. Algerna måste förvaras i en steril glasbehållare, alternativt i
polycarbonat. De förökar sig genom celldelning var tredje till femte dag.
De 10 ml alger som beställdes testades genom att sättas i rörelse, i detta fallet skakas, i ett mörkt
35 http://www.sccap.dk/search/details.asp?Cunr=K-1143 2013-05-08
rum för att se om de lyste. Vilket de gjorde men slocknade så fort flaskan slutade skakas. Det konstaterades att 10 ml är alldeles för lite för att ge ett tillräckligt ljus i en armatur, det skulle uppskattningsvis behövas minst en halv liter för att ge ett funktionellt ljus. Detta var en uppskattning utifrån det ljus som provet genererade då det inte fanns någon möjlighet till att testa hur stor volym som egentligen hade krävts.
6.11 SCENARIO
Tre olika situationer då produkten kunde tänkas användas, valdes ut.
• Första situationen utspelas på natten i hemmamiljö med tillgång till elektrisk belysning. • Andra situationen utspelas på natten, utanför hemmet då det inte finns tillgång till
elektriska uttag.
• Tredje situationen utspelas på natten i en form av krissituation då det inte fanns tillgång till elektricitet.
Scenarierna var baserade på antagande för hur situationen skulle kunna vara. Scenario 1
Emma vaknar klockan 3.00 på natten och behöver gå på toaletten. Bredvid henne ligger hennes sambo Johan och sover tungt. Hon greppar tag i den portabla lyktan som står på nattduksbordet. Den drivs av bioluminiscenta alger och behöver därför ingen elektricitet. Eftersom ljuset den avger är svagt och blått så förstör den inte Emmas mörkerseende den lilla stund hon är uppe,den väcker inte heller Johan med något stark ljus när hon tänder den. För att lysa behöver Emma bara hålla algerna i rörelse den lilla stund hon behöver ljus. Så fort hon sätter ner lyktan och algerna blir stilla så slocknar ljuset och Emma kan somna om igen (se fig. 13).
