ثلاثة مشاريع في استوديو التصميم
2019–2020
نظرة عامة
ضمن برنامج ماجستير التصميم والهندسة في بوليتكنيكو دي ميلانو، عملت مع فريق مختلف في كل فصل دراسي في مقررات استوديو التصميم. وطوّرنا مقترحات منتجات متكاملة، بدءًا من تحديد المشكلة واحتياجات المستخدمين وصولًا إلى تصميم الشكل والآليات والتفاعلات وطريقة التصنيع. تعرض هذه الصفحة ثلاثة مشاريع أُنجزت بين شتاء 2019 وشتاء 2020.
- تصميم آلة قهوة (شتاء 2019)HUBBLE تصوّر لآلة قهوة مشتركة صُمّمت حول تفضيلات الأفراد. ويشمل المقترح واجهة دائرية وفوهة قابلة لضبط الارتفاع ورأس توزيع دوّارًا وآليات داخلية ورسومات تصنيع.
- تصميم جهاز PAPR لعمّال اللحام (صيف 2020)VCS-20 تصوّر لجهاز تنفّس منقٍّ للهواء مزوّد بالطاقة صُمّم للعمل مع أقنعة اللحام الموجودة. ويجمع غطاءً وسترةً ووحدة دفع هواء تحملها الكتفان، وقد طُوّر إلى نموذج أولي بالحجم الكامل يمكن ارتداؤه.
- تصميم جهاز فحص للمتبرّعين بالدم (شتاء 2020)DELCON Massachusetts تصوّر لفحص الحرارة ومعدّل ضربات القلب وضغط الدم والهيموغلوبين قبل التبرّع دون تلامس. صمّمنا الغلاف وتجربة خدمة ذاتية تشمل تسجيل الوصول برمز QR والقياس ومشاركة النتائج عبر السحابة.
تصميم آلة قهوة (شتاء 2019)
التحدّي: قهوة تناسب كل شخص من آلة مشتركة
في الشقق المشتركة ومساحات العمل المشترك والمكاتب، تخدم آلة قهوة واحدة أشخاصًا تختلف خلفياتهم الثقافية وتفضيلاتهم. وكشفت مراجعتنا لآلات الكبسولات المتاحة عن قيود على حجم الأكواب، وعناصر تحكّم غير واضحة، ونكهات تحدّدها الكبسولة. كما أن تكرار الإعدادات التفصيلية لكل مشروب سيجعل استخدام الآلة المشتركة مرهقًا.
طوّرنا شخصيتين افتراضيتين متباينتين: ماريا من المكسيك، التي تفضّل قهوة كبيرة وخفيفة، وميرت من تركيا، الذي يفضّل قهوة صغيرة وقوية. واستندنا إليهما لتحديد متطلبات تشمل ضبط الرائحة والقوة والحرارة والحجم، وحفظ ملفات المستخدمين والوصفات، ودعم أحجام مختلفة للأكواب واتجاهات مختلفة لوضع الآلة، وسهولة إعادة التعبئة والتنظيف.
التصميم: تفضيلات محفوظة وواجهة دائرية
صُمّمت HUBBLE للتعرّف إلى المستخدمين عبر Bluetooth واسترجاع وصفاتهم المحفوظة. عند الاستخدام الأول، يدير المستخدم المقبض الدائري لاختيار الرائحة والقوة والحرارة وغيرها من الإعدادات، ثم يضغط عليه للتأكيد. ويمكن تسمية المشروب المفضّل وحفظه لاختياره بسرعة في المرة التالية، بينما تتيح التوصيات تجربة نكهات أخرى.
تجمع الواجهة بين شاشة دائرية وعنصر تحكّم يُدار ويُضغط، لتبقى الواجهة الأمامية بسيطة وتعرض تسلسل الإعدادات والقيم الحالية في موضع واحد. وتتحرّك الفوهة رأسيًا لتناسب الكوب وتحافظ على مسافة ملائمة، سواء أكان فنجان إسبريسو صغيرًا أم كوبًا طويلًا.
دمج متطلبات الوضع وإعادة التعبئة والصيانة
يدور رأس التوزيع بالنسبة إلى الهيكل، بحيث يمكن وضع الأكواب على امتداد الجانب الطويل أو القصير لسطح العمل. ويتيح ذلك تكييف الآلة مع الجدران ومسارات الحركة في المطابخ والمكاتب الصغيرة. ويُرفع خزّانا الماء والحبوب من الأعلى، بينما تُفتح حاويتا الحليب والمخلفات بالضغط من الأمام، مما يتيح إعادة التعبئة والتنظيف من أكثر من اتجاه.
رتّبنا أيضًا المطحنة والمضخة والسخّان وآلية التحضير ومحرك الدوران داخل الغلاف، وطوّرنا نموذج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) ثلاثي الأبعاد وبنية المكونات. وتضمّ مجموعة الرسومات النهائية رسومات التجميع وقائمة المواد ورسومات تصنيع الأجزاء المنفردة.
النتيجة: تصميم متكامل طُوّر عبر CAD والرسومات الهندسية
يجمع المقترح النهائي متطلبات مستندة إلى سيناريوهات الاستخدام والشخصيات الافتراضية، وتشكيل المنتج، ومسارات الواجهة الدائرية، والأجزاء المتحركة، وإتاحة الوصول للصيانة، والترتيب الداخلي، ونموذج CAD ثلاثي الأبعاد، ورسومات التجميع والأجزاء. ويعالج الاستخدام المشترك بآلة صُمّمت لتتذكّر تفضيلات كل شخص.
مقرر Product Development Design Studio I، مشروع Coffee Machine، المجموعة 7. عمل مشترك بين Carla Ayala وFabio Monza وAyse Selin Yagsan وTakafumi Horiuchi وMarco Talpo.
العرض النهائي
تصميم جهاز تنفّس منقٍّ للهواء مزوّد بالطاقة (PAPR) لعمّال اللحام (صيف 2020)
التحدّي: حماية التنفّس مع استخدام أقنعة اللحام القائمة
يحتاج اللحّامون إلى حماية الجهاز التنفّسي والوجه من الأدخنة والشرر الساخن. لكن تعدّد طبقات معدات الوقاية في أماكن العمل الضيّقة قد يصعّب ارتداءها وخلعها، ويحجب الرؤية ويقيّد الحركة. وقد طُلب تصميم جهاز تنفّس خفيف منقٍّ للهواء مزوّد بالطاقة (PAPR)، يمكن تركيبه بسرعة على قناع لحام موجود.
أنشأنا شخصية أنطونيو الافتراضية: لحّام يعمل بدوام كامل في ميلانو ويبلغ 25 عامًا. وشملت متطلبات التصميم التوافق مع أقنعة مختلفة، والحجم المدمج، والراحة، وبطارية قابلة للاستبدال ذات زمن تشغيل طويل، وضغطًا إيجابيًا، ومستويين على الأقل لتدفّق الهواء، وإنذارات مرئية ومسموعة، ومرشّحًا مركّبًا، وتدفّق هواء لا يقل عن 120 L/min.
التصميم: غطاء وسترة ووحدة PAPR تحملها الكتفان
يجمع VCS-20 غطاءً قابلًا للتكييف وسترةً ووحدة PAPR على شكل حرف C. ويجمع الغطاء القطن المقاوم للهب مع نسيج مرن، ويستخدم ست نقاط تثبيت من Gecko Tape ليلائم أشكالًا مختلفة من الأقنعة. ويمكن رفع القناع وحده أثناء الاستراحة دون نزع النظام كله.
تحدّ السترة من حركة الوحدة، ويمكن ضبطها لتناسب مرتديها باستخدام أحزمة ومثبتات الخطاف والحلقة. وينقل موصل مغناطيسي عند العنق الهواء إلى الغطاء، بينما توزّع وحدة دفع الهواء وزنها على الكتفين. وصُمّمت المفاصل الخلفية والجانبية المتحركة ومكونات السيليكون لاستيعاب اختلاف أحجام الأجسام وحركتها.
تصميم التحكّم والتغذية الراجعة للاستخدام بالقفازات
يجمع عنصر تحكّم يُضغط ويُدار بين التشغيل وضبط تدفّق الهواء. وتبيّن الإشارات المرئية والمسموعة المقترحة حالة المرشّح والبطارية وانخفاض تدفّق الهواء. ودرسنا استخدام أغلفة مصبوبة بالحقن وأجزاء نسيجية مقطوعة بالليزر، وطوّرنا اختيار المواد وتقسيم المكونات وطريقة تجميعها.
بنى الفريق نموذجًا شكليًا أوليًا بالحجم الكامل يمكن ارتداؤه، لاستكشاف الملاءمة وطريقة ارتداء النظام وخلعه.
النتيجة: استكشاف الملاءمة بالنمذجة الأولية ومحاكاة التشغيل
جمع المشروع متطلبات المستخدمين ونظام الارتداء والتصميم الخارجي والترتيب الداخلي والمواد وطرق التصنيع ونموذجًا أوليًا بالحجم الكامل قابلًا للارتداء. وطوّر جهاز PAPR بوصفه جزءًا من نظام متكامل يُرتدى ويشمل القناع والملابس.
مقرر Product Development Studio 2، المجموعة 8. عمل مشترك بين Takafumi Horiuchi وHou Weihuan وGiulia Stevanoni وMarco Luigi Talpo.
العرض النهائي
تصميم جهاز فحص للمتبرعين بالدم (شتاء 2020)
التحدّي: فحص ذاتي دون تلامس قبل التبرّع
يشمل فحص ما قبل التبرّع قياس الحرارة ومعدّل ضربات القلب وضغط الدم والهيموغلوبين. وخلال جائحة كوفيد-19، زادت المعدات المشتركة والمخالطة القريبة للموظفين المخاوف المتعلقة بالنظافة والتوتر. فأعدنا النظر في عملية القياس من هاتين الناحيتين.
اقترحنا وحدة خدمة ذاتية للمتبرعين بعمر 16 عامًا فأكثر في أمريكا الشمالية، للاستخدام في مراكز التبرّع والمواقع المتنقلة وحافلات التبرّع بالدم. وشملت المتطلبات الأساسية قياسات دون تلامس ودون إجراءات غازية، وشكلًا محمولًا سهل التنظيف، وأزمنة قياس قصيرة، وسجلات بلا ورق، ومشاركة آمنة للبيانات، وإمكان الاستخدام على طاولة أو في وضع قائم.
الفكرة: أربعة مؤشرات للفحص باستخدام ثلاث طرائق بصرية
يجمع التصوّر تخطيط التحجّم الضوئي بالتصوير (iPPG) لتقدير معدّل ضربات القلب وضغط الدم من تغيّرات لون الوجه، والتصوير الحراري لقراءة حرارة سطح الوجه، وصور الكاميرا مع التعلّم الآلي لتقدير الهيموغلوبين من سرير الظفر. واخترنا هذه الطرائق لاستكشاف القياس دون تثبيت حسّاسات على الجسم أو أخذ عينات دم.
| القياس | الطريقة | الافتراضات التصميمية في المشروع |
|---|---|---|
| معدّل ضربات القلب وضغط الدم | تصوير الوجه بتقنية iPPG | المسافة: 0.5–1 m؛ الاستضاءة: 1000–4000 lx؛ زمن القياس: نحو 60 s. معدّل ضربات القلب: ±3 bpm؛ ضغط الدم الانقباضي: ±0.4 mmHg؛ ضغط الدم الانبساطي: ±0.2 mmHg. |
| الحرارة | التصوير الحراري | المسافة: 0.3–1 m؛ قياس آني؛ ±0.2 °C. |
| الهيموغلوبين | صور سرير الظفر والتعلّم الآلي | الاستضاءة: 250–3000 lx؛ زمن القياس: نحو 15 s؛ ±0.92 g/dL. |
من رمز QR إلى مشاركة النتائج
في مسار العمل المقترح، يمسح المتبرّع رمز QR الذي تلقّاه عند التسجيل المسبق، ثم يعرض ظفر إصبع أمام كاميرا الرؤية الآلية العلوية لتقدير الهيموغلوبين. وبعد ذلك يقف أمام الوحدة، لتلتقط الكاميرا نفسها والكاميرا الحرارية الصور اللازمة لفحص الحرارة ومعدّل ضربات القلب وضغط الدم. وتوجّه الشاشة ومكبّر الصوت موضع الوقوف وتقدّم العملية، وتُضاف النتائج إلى سجل سحابي يراجعه الموظفون.
تكييف وحدة واحدة للاستخدام على طاولة أو على حامل أرضي
صمّمنا الوحدة نفسها لتوضع مباشرة على طاولة أو تُثبّت على حامل أرضي مخصّص، بآلية دبوس تتيح مستويين للارتفاع. وتُجمع كاميرا الرؤية الآلية والكاميرا الحرارية والإضاءة المساعدة في الأعلى، مع الشاشة ومكبّر الصوت في الأمام. ويتيح التصميم التشغيل بالبطارية أو بالكابل.
تشمل المواد والعمليات المقترحة مكونات أمامية من PC وPET مصبوبة بالحقن، وغلافًا خلفيًا بالتشكيل الحراري والتشغيل الميكانيكي، وغطاء شاشة من البولي كربونات، وحاملًا من فولاذ A500. وطوّرنا الترتيب الداخلي والمناظير التفكيكية وتسلسل التجميع وطريقة التصنيع، وفحصنا الثبات الإنشائي للحامل باستخدام تحليل العناصر المحدودة.
النتيجة: تصوّر متكامل للفحص ومسار عمل الموظفين
يجمع التصوّر النهائي بيئات الاستخدام ومتطلباته وطرائق القياس المختارة ومسار عمل يعتمد على رمز QR والسحابة، وهياكل الاستخدام على الطاولة أو الحامل الأرضي، والترتيب الداخلي، والمواد وطرق التصنيع، والمناظير التفكيكية والتحليل الإنشائي.
مقرر Design Studio، المجموعة 11. عمل مشترك بين Fabio Villano وBhuvanesh Bari وTakafumi Horiuchi وJoeperdo El Husseini.































































