Fra venstre: Daniel Ege og Håvard Vestad (PhD) fra NTNU TrollLABS på plass i vår Industri 4.0-lab.

Publisert 24. mai 2022

Håvard Vestad og Daniel Ege fra NTNU TrollLABS holdt en engasjerende og nyttig workshop i prototyping med sensorikk for klyngedeltagerne.

Workshopen gikk ut på lære å lage en temperaturmåler - en febertest - ved hjelp av verktøyene som befinner seg i Industri 4.0-laben. Et godt og tidsriktig case, siden workshopen ble utsatt flere ganger på grunn av Covid-19.

Før påske forsvarte Håvard doktorgradsavhandlingen “On Fuzzy Front End Prototyping and Testing of Complex Sensor Problems” og stilte i laben som nyslått doktor. Daniel skriver en doktoravhandling om bruken av skaperverksted, og vil utforske hvordan dette kan bidra til et bedre og mer innovativt utviklingsmiljø. Begge har kompetanse innen forsknings- og utviklingsarbeid, med spesielt fokus på tidlig-fase produktutvikling.

Håvard har forøvrig vært en del av vårt innovasjonsmiljø i lang tid - han er studenten som hadde sommerjobb hos oss og kom tilbake som doktor. Mer om det senere i saken.

Nå var alle klare for en dag med tidlig-fase fysisk prototyping med sensorikk.

Deltagere fra et vidt spekter bransjer

Deltagerne fra Cinderella Eco Group, Glamox, Sintef, Axess, Molde Engineering, Skaparhuset, Inventas, Møre og Romsdal fylkeskommune og Gagn IoT programmerte, loddet, laserkuttet og monterte febermålerne i lag.

Deltagerne lærte hvordan sensorikk kan brukes for å gjøre eksisterende produkter smarte, og praktisk bruk av sensorikk for eksisterende industriers behov.

Traff midt i hjerterota

Etter workshopen delte gruppa hvordan dagen hadde vært.

Kay Langhelle fra Inventas lodder moduler til febermåleren.

- Dette treffer rett på hjerterota vår i Inventas. Har vært veldig spennende å høre på dere, tenk så befriende og kjekt å bare kunne holde på sånn! Å teste ut konsept for kunder er viktig, kjekt med en påminnelse om at vi kan tenke litt enklere rundt testing. Det har vært en veldig kjekk dag, sier Kay Langhelle fra Inventas.

Frank Varpen i Molde Engineering synes også det var en lærerik workshop.

- Dette enkle sensorikksystemet var nytt for oss, og veldig interessant. Å verifisere hva du vet og finne ut hva du ikke vet er interessant. Den tankengangen om å instrumentere opp – hvilke sensorer du skal bruke for å være der du ønsker å være, synes jeg var spennende, sier han.

Hvorfor prototype med sensorer

Prototyping er en viktig del av utviklings- og innovasjonsprosseser. Vi støter jevnlig på komplekse problemer når vi jobber med innovasjon og prototyping, det er en god måte å avdekke hva vi vet og hva vi ikke vet. Teknisk utvikling bygger i stadig større grad på sensorer, som blir stadig rimeligere å få tak i.

Lavt budsjett og godt nok

Arduino mikrokontroll

Denne kan lese sensordata, styre motorer, sende data til internett og mange andre ting. Et startsett koster under 1000-lappen.

Kostnadene på sensorikk har gått kraftig ned de siste årene, og nå kan du bestille det meste for en slikk og ingenting via nettsider som Alibaba express.

Arduino er et godt eksempel. Arduino er en liten, smart og rimelig mikrokontroll som kan lese sensordata, styre motorer, sende data til internett, blant annet.

Det finnes flere open source kodebibilotek du du kan klippe og lime kode uten å ha inngående kjennskap til programmering. Alt dette bidrar til å senke terskelen for prototyping.

Sensorer gir input i cyber-fysiske systemer, og konverterer et fysisk fenomen til et digitalt eller elektronisk tolkbart signal. Det åpner økt både inkrementell og disruptiv innovasjon. Inkrementell innovasjon følger trendene i markedet, eller kundeetterspørselen. Disruptiv innovasjon derimot endrer markeder, eller lager et helt nytt marked.

Det finnes flere “skoler” eller paradigmer når det kommer til hvorfor du bør bruke tid på fysisk prototyping, sier Håvard og Daniel fra TrollLABS.

- Det tradisjonelle synet er at vi prototyper for å avdekke problemer eller teste antagelser. Prosessen er skarpt definert som følger: “Sett i gang - pivotér - eller drep prosjektet”, sier de.

- I en mer “designersk” tankegang brukes prototyping som en måte å utforske og utvikle flere ideer og kommunisere kunnskap - både mellom medarbeidere og mellom fagfelt, fortsetter de.

Og denne tankegangen om å utforske, utvikle og kommunisre ideer via prototyping er en viktig grunn til at klyngen vår har aktive, skapende arbeidslaber.

Fra Silicon Valley til Molde

TrollLABS ble dratt i gang av professoren Martin Steinert, som har bakgrunn fra amerikanske eliteuniversiteter og Silicon Valley før han kom til NTNU i Trondheim. Steinert er spesielt opptatt av “the fuzzy front end” av produkt- og tjenesteutvikling og -design. Fuzzy front end dreier seg om høy-risiko-ingeniørdesign.

Dr. Steinert var en viktig støttespiller da ProtoMore innovasjonslab åpnet i Molde i 2016. Metodikken Design Thinking fra Standford D.school og MIT Medialab var inspirasjonskilder til hvordan en slik lab skulle fungere. Frihet fra byråkrati og andre faktorer som hemmer rask utprøving er viktig - og TrollLABS har akademisk frihet og rom til å være fristilt rammer som mer tradisjonelle virksomheter må forholde seg til.

Se Martin Steinerts fortelle hvorfor prototypelaben ProtoMore i Molde er unik i Norge og i verden.

Troll og skunks

Navnet TrollLAB stammer fra en delvis språklig misforståelse: Som nyankommet til landet, trodde Martin Steinert at ordet “troll” også var et slags synonym for “trolldom”, altså magi, i tillegg til sin tradisjonelle betydning. Det har ført til mange vitser og slengbemerkninger, men navnet skjemmer ingen. Det er i god tradisjon å kalle forskning- og utviklingsprogram litt sære ting.

For eksempel har “Skunk Works” blitt et blitt et vidt brukt begrep i business, ingeniørfag og tekniske felt for å beskrive en gruppe innad i en organisasjon som får høy grad av autonomi og frihet fra byråkrati, med oppgaven å jobbe med avanserte og hemmelige prosjekter.

“Skunk Works” er det offisielle pseudonymet for Lockheed Martin’s Advanced Development Programs. Navnet Skunk Works stammer fra “a running joke about a mysterious and malodorous place deep in the forest called the "Skonk Works," where a strong beverage was brewed from skunks, old shoes and other strange ingredients.” (fra Lockheedmartin.com)

Og det er fra slike miljøer vi ofte får disruptiv innovasjon som virkelig endrer ting.

TrollLABS har høy grad av frihet til å håndtere “unknown unknowns” - altså løse komplekse designutfordringer gjennom å avdekke hvilken kunnskap som finnes, eller ikke finnes, via prototyping.

– Metodikken vår ser mer på ingeniørarbeids-biten av innovasjon, i kombinasjon med interaksjon mellom folk. Vi bruker bygging som en aktiv måte å tenke på. Mye av jobben går ut på å finne ut av hva som er det faktiske problemet – vi lager ikke løsninger på bestilling. TrollLABS er ikke en tenketank, vi er en gjøre-tank, med sterkt “bias towards action”, sier Håvard.

Studenten som kom tilbake som doktor

Håvard Vestad (PhD) har vært en kobling mellom NTNUs TrollLABS og utviklingen av våre innovasjonslaber i flere år.

Håvard har førstehånds kjennskap til iKuben og ProtoMores innovasjonslab.

Han hadde sommerjobb i Innovasjonslaben her i 2017, og lagde mange funksjonelle prototyper. Flere av dem var fokusert på kaffeinntak - som måling av konsum, vekt, temperatur og lignende.

(Saken fortsetter etter bildet)

Tidlige prototyper fra studentarbeidet

Noen av leserne drar kanskje kjensel på denne kaffe- og sensormåleren som sto i våre lokaler. Håvard lagde disse da han hadde sommerjobb i ProtoMore Innovasjonlab i 2017.

Så skrev han masteroppgave på oppdrag fra Protomore og leverte den i 2018.

Eller… som Håvard sier:

- Dere ga meg en utfordring, og så gjorde jeg det jeg synes var mest interessant.

Oppgaven åpner slik:

“ProtoMore asked for a project showcasing how biomimicry can be used efficiently as a tool for new idea generation in product development and prototyping. Although not stated explicitly I felt the need to form the project in a way that would fit with ProtoMore’s demographic, users and owners.”

Så han undersøkte hvordan biomimetikk av fisk i kombinasjon med overflatesensorer kan brukes for å gjenkjenne strømflyt rundt adaptive hydrofoiler.

Fra master til doktorgrad

Masteroppgaven ble etterfulgt av doktorgradsavhandingen “On Fuzzy Front End Prototyping and Testing of Complex Sensor Problems” som tok for seg 10 ulike prototypingsprosjekter, adressert til forskere og produktutviklere. Håvard forsvarte avhandlingen våren 2022.

- Avhandlingen har som hensikt å gi innsikt i løsing av komplekse sensorproblemer i the fuzzy front end av produktutvikling. Sensorer bygger bro mellom fysiske fenomener og prosessering i cyberfysiske systemer og involverer tverrfaglig praksis ved implementering. Som sådan er innovasjonsprosjekter som utforsker bruken av sensorer i the fuzzy front end ofte komplekse. Forskere og produktutviklere må beslutte om problemet krever implementering av sensorer, hva som må måles, hvordan det skal måles, og hvordan de skal teste de potensielle sensorkonseptene, sier Håvard.

Klar, ferdig, prototyp!

iKuben og Protomore tilbyr fasilitering av prototypingsprosesser. Vi har laserkutter, 3D-printere, 3D-scanner, loddebolter og verktøy som trengs for å lage prototyper med eller uten sensorikk i Industri 4.0-laben .

Vi har inngående kunnskap om innovasjon- og designprosesser og fasiliterer og guider etter din bedrifts behov.

Sjekk ut vår Industri 4.0-lab