# 02 BABY’S FIRST (leerjaar 1) Philips Research is één van de grootste onderzoeksorganisaties van de wereld. Onderzoekers van Philips ontwikkelen nieuwe technologieën die de kwaliteit van leven van mensen verbetert. Deze ontwerpopdracht richt zich op de gezondheid en het comfort van zwangere vrouwen. Als een hoogzwangere vrouw auto wil rijden, dan zit de bestaande driepuntsgordel erg ongemakkelijk. Vaak zo ongemakkelijk dat de gordel niet wordt gedragen zoals bedoeld. Aan jullie de taak om een autogordel te ontwerpen die veilig en comfortabel is voor de hoogzwangere vrouw en haar kind, welke bij voorkeur op een eenvoudige manier in een normale auto geïnstalleerd kan worden.
-----------------------------------------------Eureka!Cup is een samenwerkingsproject van Stichting Techniekpromotie met het hoger- en wetenschappelijk onderwijs, de Nederlandse Natuurkunde Vereniging, stichting FOM, Universiteit Twente en het bedrijfsleven. -----------------------------------------------Vragen? Neem contact op met het Eureka!Cup projectteam of bezoek de website. -----------------------------------------------Stichting Techniekpromotie Eureka!Cup 2011 Tr 3.15 - Postbus 513 5600 MB Eindhoven 040-247 33 00
[email protected] www.eurekacup.nl -----------------------------------------------Eureka!Cup is een project van
Dit lesmateriaal is geschreven en ontwikkeld door de Universiteit Twente en de Technische Universiteit Eindhoven.
#BA0BY2’S FIRST
r 1) (leerjaa
Eureka!Cup 2011 Operation “Body Check” Dit jaar nemen we met de Eureka!Cup een kijkje in de wereld van de biomedische technologie. Het combineren van medische en technische kennis zorgt vaak voor vernieuwde ideeën en oplossingen voor medische problemen. Zo kunnen we het leven van mensen aangenamer maken en artsen ondersteunen in hun werk. Je denkt waarschijnlijk al snel aan bionische ogen, robotarmen en kunstmatige hart kleppen. Maar ook het ontwikkelen van een hulpmiddel voor ouderen of een auto gordel voor zwangere vrouwen is biomedische technologie. Tijdens Operation “Body Check” heb je de mogelijkheid je te verdiepen in deze nieuwe wereld en te ervaren welk proces een biomedisch technoloog doorloopt bij het ontwikkelen van een nieuw idee of product.
Inhoud Baby’s first -----------------------------------------------------------------
Opdrachtgever
4
Project
5
Vooronderzoek
6
Werkwijze
8
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
De test
10
-----------------------------------------------------------------
Namens het Eureka!Cup projectteam wens ik je veel succes en plezier tijdens deze uitdagende ontwerpopdracht. Manja de Jonge Projectleider Landelijke Programma’s Stichting Techniekpromotie
Eureka!Cup is een project van Stichting Techniekpromotie. Stichting Techniekpromotie draagt bij aan de bèta-talentont wikkeling van jongeren tussen de 4 en 15 jaar met als doel hen enthousiast te maken voor wetenschap en techniek. Wetenschap en techniek is nadenken over de wereld om je heen, het is problemen signaleren en oplossingen bedenken, uitvoeren en verbeteren. Door jongeren hiermee in aanraking te laten komen, krijgt de keuze voor wetenschap en techniek een eerlijke kans. Tegelijkertijd wil de stichting ouders en docenten laten zien hoe leuk en leerzaam het is om met wetenschap en techniek bezig te zijn en dat zij een belangrijke rol spelen in de bèta-talentontwikkeling van hun kinderen en leerlingen. Om dit te bereiken, heeft Stichting Techniekpromotie een palet aan activiteiten en programma’s. Er zijn activiteiten waarbij jongeren zelf onderzoek doen naar een vraagstuk met een maatschappelijke context en zij tot een vernieuwende oplossing moeten komen. Daarnaast zijn er shows waarbij vooral de nieuwsgierigheid van de jongeren geprikkeld wordt waarna zij met eigen vragen aan de slag gaan. De stichting is een samenwerkingsplatform van de technische universiteiten van Eindhoven en Delft, Universiteit Twente, Fontys, Saxion Hogescholen en andere onderwijsinstellingen, technocentra en science centra in heel Nederland en Vlaan deren. Naast deze partijen wordt de stichting mogelijk gemaakt door bedrijven, vrijwilligers en gedreven medewerkers.
Baby’s first | 3
Opdrachtgever
Project
Philips Research is een van de grootste onderzoek organisaties van de wereld. Philips Research is opgericht in 1914 en is uitgegroeid tot een organi satie met meer dan 1600 professionals van meer dan vijftig nationaliteiten. Zij werken in laboratoria in Europa, Azië en Noord-Amerika.
Dagelijks reizen er veel mensen met de auto. Bijna 75% van alle kilometers wordt afgelegd in een auto1. Toch behoort de auto tot een van de gevaarlijkste vervoersmiddelen, er zijn dagelijks meerdere auto-ongelukken.
Philips Research kijkt wat mensen bezig houdt en hoe technologie het leven van mensen kan verbeteren. Op basis van die inzichten ontwikkelen onderzoekers van Philips Research nieuwe technolo gieën en producten. Daarbij wordt er ook
rekening mee gehouden dat de produc ten duurzaam zijn en efficiënt omgaan met energie. Voorbeelden van ontwikke lingen van Philips Research zijn lampen, televisies, elektrische scheerapparaten en medische apparatuur.
Het is belangrijk om een gordel om te hebben in de auto!
Een opdracht van Eureka!Cup in samenwerking met
4|
Om de mensen die in de auto zitten te beschermen tijdens een ongeluk zijn er airbags en autogordels. Door een autogordel blijft de persoon tijdens een ongeluk in zijn stoel zitten, hierdoor wordt hij niet in of uit de auto gelanceerd. De gordel zorgt ervoor dat de persoon niet met zijn hoofd tegen de voorruit aan botst. Door het dragen van een auto gordel wordt de kans op een dodelijk ongeval 30 tot 40% verminderd. De driepuntsautogordel heeft altijd dezelfde vormgeving, maar deze vorm is voor hoogzwangere vrouwen erg oncomfortabel en minder veilig voor het ongeboren kind in de buik. Wanneer de auto hard remt, wordt er veel kracht uitgeoefend op de buik, daarom gebrui ken zwangere vrouwen de gordel vaak niet of verkeerd. Mensen denken dat de airbags hen wel zullen beschermen, maar als autogordels niet gebruikt worden, kan de airbag het letsel bij een ongeluk juist vergroten.
als deze comfortabel is en dus gebruikt wordt! Eerst zullen jullie onderzoeken hoe een gordel werkt en wat de gordel oncomfortabel maakt voor hoogzwangere vrouwen. Vervolgens zullen jullie moeten bedenken hoe een autogordel comfor tabel gemaakt kan worden voor zwangere vrouwen. Hierbij is het belangrijk te bedenken dat niet elke buik even groot is en dat de buik negen maanden lang van grootte verandert. Als laatste zullen de ideeën omgezet moeten worden in het ontwerp. Hierbij moet rekening gehou den worden met het feit dat de gordel ook nog steeds gebruikt kan worden door niet-zwangere mensen. 1 Mobiliteit Nederlandse bevolking per regio naar
motief en vervoerwijze, 2010
Aan jullie de taak een autogordel te ontwerpen die veilig is voor de hoog zwangere vrouw en haar nog ongeboren kind. Een gordel is pas echt veilig
Baby’s first | 5
Vooronderzoek Voordat jullie een ontwerp gaan maken van een comfortabele autogordel voor hoogzwangere vrouwen zal eerst een vooronderzoek uitgevoerd moeten worden.
In het eerste deelonderzoek gaan jullie onderzoeken hoe een autogordel werkt. Vervolgens onderzoeken jullie hoe het precies komt dat de autogordel niet com fortabel is voor hoogzwangere vrouwen. Het derde deelonderzoek bestaat uit het onderzoeken van de krachten die de gordel op de passagier uitoefent. Van het vooronderzoek moet een verslag gemaakt worden waarbij elk deelonder zoek een nieuw hoofdstuk is.
Deelonderzoek 1: De autogordel Om een autogordel te kunnen veranderen moet je eerst precies weten hoe de hui dige autogordel werkt. Onderzoek daar om waar een passagier precies tegen beschermd wordt als hij een autogordel draagt. Doe dit door informatie te zoe ken in boeken en op het internet. Zet de informatie met de bron overzichtelijk in het verslag. De gordel wordt niet altijd op de juiste manier gebruikt. Zoek op hoe een gordel gebruikt moet worden om de passagier het beste te beschermen. Maak hiervoor een foto van iemand die de autogordel op de juiste manier draagt en licht toe
6|
wat er goed aan is. Maak nog twee foto’s waarbij de gordel op een verkeer de manier wordt gedragen en licht toe wat er fout aan is. Maak hier een poster van.
Deelonderzoek 2: De hoogzwangere vrouw Om er achter te komen waarom de autogordel oncomfortabel is voor hoog zwangere vrouwen is het natuurlijk het beste om een zwangere vrouw dit zelf te vragen! Stel vooraf een aantal vragen op die je wilt stellen. Zoek een zwangere vrouw (vrienden, kennissen, buren) en vraag haar om in een auto te gaan zitten met een autogordel om. Op deze manier kan ze het best aangeven wat precies oncomfortabel is. Als het niet lukt een zwangere vrouw te interviewen, is het ook mogelijk een vrouw die zwanger is geweest te vragen.
Deelonderzoek 3: Krachten Bij het eerste deelonderzoek heb je onderzocht hoe een gordel werkt bij nietzwangere passagiers. Stel je voor dat een auto heel hard remt of misschien zelfs ergens tegenaan botst. De gordel oefent dan druk uit op de plekken waar hij het lichaam raakt. Dit kan je testen door zelf in een auto te gaan zitten met een gordel om en ineens met je bovenlichaam naar voren te bewegen. Laat met behulp van afbeeldingen zien op welke plekken op het lichaam er kracht wordt uitgeoefend. Doe hetzelfde voor een hoogzwangere passagier. Geef duidelijk aan wat de verschillen zijn. Hoe kan je ervoor zorgen dat de autogordel comfortabel wordt voor hoog zwangere vrouwen? Kom met minimaal drie mogelijk oplossingen. Het is hierbij belangrijk dat er zo min mogelijk kracht wordt uitgeoefend op de buik met het
ongeboren kind! Maak hier een schets van en geef per oplossing aan wat de voor- en nadelen zijn. Houdt rekening met de testcriteria en de testopstelling die in hoofdstuk 5 staan.
Het ontwerp Kies van de drie bedachte oplossingen de beste. Bedenk welk materiaal je het beste kan gebruiken. Belangrijk is dat het materiaal stevig is. Denk bijvoorbeeld aan spijkerbroekstof, regenjas- en regenbroekstof. Het is be langrijk dat de autogordel veilig is voor een hoogzwangere vrouw, maar ook voor niet-zwangere passagiers! Kijk goed in hoofdstuk 5 voordat je begint met het maken van het ontwerp. In dit hoofdstuk staat een aantal belangrijke eisen voor het ontwerp.
Lees voor je dit alles uitvoert eerst het derde deelonderzoek. Op deze manier kan je alvast onderzoeken op welke plekken op het lichaam van de zwange re vrouw er kracht wordt uitgeoefend.
Baby’s first | 7
Werkwijze Team
Plan van aanpak
Week 1: • Maken van een plan van aanpak voor deelonderzoek 1 • Afspraak maken met een zwangere vrouw voor deelonderzoek 2 • Uitvoeren van deelonderzoek 1 • Maken van een plan van aanpak voor deelonderzoek 2
Voor elk deelonderzoek van het project is het goed om een plan van aanpak te maken. Dit is maximaal een A4’tje waar overzichtelijk de volgende dingen op staan:
Week 2: • Uitvoeren van deelonderzoek 2 • Maken van een plan van aanpak voor deelonderzoek 3
Dit project voor Philips Research voeren jullie uit in een team van vier of vijf klas genoten. Jullie docent is jullie bege leider; bij hem of haar kun ja altijd met vragen terecht.
• De naam van het project. • Voor welk onderdeel dit plan van aanpak is. • Welke werkzaamheden jullie uit gaan voeren. • Hoe jullie de taken verdelen. • Wanneer de werkzaamheden uitgevoerd gaan worden en hoelang je hierover gaat doen. • Welke materialen er nodig zijn. • Wanneer jullie als team overleggen en waarover dat zal gaan.
Tijdsplanning De planning van het project over een periode van zeven weken ziet er als volgt uit:
Materialen
Informatiebronnen
Voor het maken van de gordel hebben jullie verschillende materialen nodig. Probeer eerst zoveel mogelijk zelf te regelen. Voor materialen waar jullie zelf niet of moeilijk aan kunnen komen, kunnen jullie altijd de docent om hulp vragen.
Voor het maken van de deelonderzoeken zullen jullie informatiebronnen nodig hebben. Dit kan bijvoorbeeld het internet zijn. De website www.eurekacup.nl is een goede plek om te beginnen met zoeken. Daar vind je een aantal handige links; deze links hebben te maken met jullie project. Jullie kunnen natuurlijk ook zelf zoeken naar nuttige boeken en internetpagina’s.
Week 3: • Uitvoeren van deelonderzoek 3 • Maken van een plan van aanpak voor de ontwerptekening Week 4: • Maken van de ontwerptekening • Zorgen voor de juiste materialen Week 5 en 6: • Maken van het prototype van de gordel • Testen van de gordel Week 7: • De gordel eventueel aanpassen en nogmaals testen • Afronden van het project en het voltooien van de verslagen
Bescherm de ongeboren baby door zo min mogelijk kracht op de buik uit te oefenen met de gordel.
8|
Baby’s first | 9
De Test Philips Research verwacht van jullie een gordel die vastgemaakt kan worden aan de testopstelling. Als jullie het beste ontwerp van de klas hebben, wordt deze op de Eureka!Day getest.
gordel. Wanneer jullie een erg goed idee hebben waarbij jullie een vierde punt (aan de andere kant boven) nodig hebben, is dit ook mogelijk. • Jullie zullen zelf de gordel bij de testpop om doen.
Beoordelingscriteria Tijdens de finaledag let de jury op de volgende zaken: • Of de gordel op een juiste manier door de zwangere testpop wordt gedragen. • Of de gordel comfortabel zal zijn voor een hoogzwangere vrouw. • Of de gordel veilig zal zijn voor een hoogzwangere vrouw. • Of de gordel ook veilig zal zijn voor een persoon die niet zwanger is.
Op deze dag staat een testparcours klaar dat het remmen van een auto zal simuleren. De zwangere testpop krijgt jullie autogordel om. Tijdens de test wordt gemeten hoeveel kracht er door de gordel op de buik wordt uitgeoefend, om te bepalen hoe comfortabel de gordel is voor een zwangere vrouw. Ook wordt er gemeten hoever de zwangere testpop van de stoel af komt tijdens het remmen om te bepalen hoe goed de gordel werkt.
10 |
Testopstelling • De testopstelling zal bestaan uit één stoel. • De testopstelling zal een remming van de auto simuleren. • Gemeten wordt hoeveel kracht er tijdens het remmen wordt uitgeoefend op de buik van de zwangere testpop. • Gemeten wordt hoever de zwangere testpop van de stoel af komt tijdens het remmen. Extra informatie zal op de website www.eurekacup.nl komen te staan. Hier zal bekend gemaakt worden op welke manier de gordel precies aan de test opstelling vastgemaakt kan worden. Ook komen hier de juiste afmetingen tussen de gordelpunten te staan.
Testcriteria • De gordel kan op vier punten aan de testopstelling vastgemaakt worden: - Boven beide schouders, hier bevindt zich een remsysteem. - Onder aan beide kanten naast de heupen. - De bedoeling is dat jullie gebruik zul len maken van de twee punten aan de onderkant en één punt aan de boven kant. Dit zijn dezelfde aanhechtings punten als een normale driepunts
Baby’s first | 11
