Kategorie: Informatica

Die Tapete berühren, um eine Lampe zum Leuchten zu bringen, Musik zu hören oder den Toaster zu bedienen… geht das? Das geht. In einem Projekt des MIT Media Lab in Cambridge. Dort wurde eine interaktive Tapete entwickelt, die programmiert werden kann. Sie kann dadurch ihre Umgebung kontrollieren, z. B. Licht und Klänge. So kann auf ästhetische Weise und auf dezentem Wege der Raum mit Rechnerkapazitäten bereichert werden.

Die Tapete besteht aus Papier und Farbe mit Kupferpartikeln und trägt nicht sonderlich auf. Magnetische, elektronische Module dienen als Sensoren, Lampen, Netzwerkschnittstelle und als interaktive Deko. Das Ganze ist (nur in dieser Form) nicht gefährlich, 20 Volt und 2,5 Ampere sind harmlos nicht ganz harmlos [s. Kommentare]. Ein Ziel des Projektes ist es, in Richtung preiswerte und verfügbare Materialien zu forschen.

Das Projekt ist unter www.media.mit.edu/research/groups/2292/living-wall zu finden.

Außerdem gibt es einen Blogeintrag „week one“: http://web.mit.edu/~jieqi/Public/DREU_Site/blog12.html

… und ein paar Fotos auf flickr: Set „wallpaper painting“

•  lilypad screwed into the wall
• wallpaper painting – LED soldered to paint
• soldering on components

Was machen, wenn im Sommer die Sonne untergeht? Hier kommt eine Idee aus der letzten Saison. Vielleicht als Idee für die nächste Saison?

Wie sieht die Konstruktion aus?

Das Screenhaus ist ein multimedial nutzbares Bauwerk in Form eines hyperbolischen Paraboloids. Diese Form wird aus Stäben zusammengesetzt, die gegeneinander verdreht angeordnet sind. So lassen sich für den Bau der Tragstruktur kostengünstige Holzwerkstoffe, z. B. einfache Latten oder Bambus, verwenden. Die linearen Elemente können auch von Laien in kurzer Zeit montiert werden. Die Kräfte werden innerhalb der Struktur mithilfe von Seilen aufgefangen.

Wie entstand das Screenhaus?

Im Studienjahr 2008/09 wurde an der Bauhaus-Universität Weimar in interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen den Fakultäten Architektur und Bauingenieurwesen von zehn Studierenden und ihren Betreuern das Projekt entworfen und das Haus errichtet. Zur Planung wurden computergestützte Entwurfs-, Berechnungs- und Visualisierungswerkzeuge eingesetzt, um einen reibungslosen Aufbau zu ermöglichen. Die Computerberechnung der Form und ihre Realisierung erfolgte in enger Zusammenarbeit mit Solarexperten und verfolgte drei Ziele:

1. Die Planung eines leistungsfähigen, leichten und gestalterisch hochwertigen Tragwerks, welches in Eigenregie von Studenten und Mitarbeitern errichtet werden konnte.
2. Die Schaffung eines signalhaften Bauwerks zur Verdeutlichung der Leistungsfähigkeit von Tragwerken aus linearen Holzelementen.
3. Die Integration von biegsamen, der Form folgenden Solarmodulen zur energetischen Versorgung.

Wozu das ganze?

Entstanden ist so ein solarbetriebenes Kino. Dafür gab’s sogar einen Preis im Wettbewerb „Deutschland – Land der Ideen“.

Die alten Griechen hatten’s faustdick hinter den Ohren – oder eher im Hirn. Sie hatten auch die Idee für einen antiken Rechner. Was heißt hier Idee? Das Ding lässt sich wirklich bauen: Ein britischer Museumskurator hat den antiken Antikythera-Mechanismus mal nachgebaut. Das Räderwerk funktioniert – powerlesse (ohne Strom) und stable (ohne Abstürze). Ein Schwammtaucher holte den Urrechner im Jahr 1901 nahe der griechischen Insel Antikythera aus einem 2000 Jahre alten Schiffswrack. Archäologen schenkten dem Klumpen aus korrodiertem Metall erst mal kaum Beachtung. Als der Klumpen dann im Athener Museumsarchiv zerbrach und Zahnräder sichtbar wurden, änderte sich das. Der älteste Rechner der Welt war gefunden.

Der Mechanismus stammt wahrscheinlich aus dem Jahr 150 vor Christus. Er besteht aus mehr als 30 Bronzezahnrädern. Die Archäologen betrachten ihn als ein Meisterwerk an Ingenieurskunst, an das während der nächsten 1000 Jahre nichts Ähnliches heranreichen konnte.

Michael Wright, ehemals Kurator des Science Museums in London, hat das antike Gerät nachgebaut. Er erläutert die Funktionsweise so: Mit einem Griff an der Seite kann man die Zeiger einstellen, die  gemäß der alten Modelle die Positionen verschiedener Himmelskörper darstellen. Ein Zifferblatt an der Vorderseite zeigt einen griechischen und einen ägyptischen Kalender, die Zeiger die Positionen des Mondes und der damals bekannten fünf Planeten. Auf die Rückseite gehören zwei Scheiben, eine zeigt einen 19-Jahres-Kalender und die Olympiaden. Eine zweite, tieferliegende Scheibe zeigt, wann Sonnen- und Mondfinsternisse zu erwarten waren.

Quellen

http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,451192,00.html und
http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,597016,00.html und
http://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism

(PS: Das Bild zeigt ägyptische Hieroglyphen und hat außer Antike nix mit dem Rechner zu tun)

Lindenmayer, Koch und die berechnete Natur

Die dunklen Tage läuten den Winter ein. Und was fehlt uns hierzulande dann so oft? Na klar, Schnee! Da ist es doch schön, wenn man was studiert hat, bei dem sich vielleicht doch noch eine Lösung finden lässt. Schneeflocken kann man sich nämlich auch per Programm erzeugen.

Das ist gar nicht mal so schwer. Mit einem sehr simplen Algorithmus kann aus einem einfachen Dreieck eine sehr hübsche Flocke entstehen. Ein paar Ergänzungen, und es werden auch viele verschiedene Flocken: mathworld.wolfram.com/KochSnowflake.html.

Das Basisrezept

Man nehme ein gleichseitiges Dreieck.

Jede gerade Linie (also jede Seite des Dreiecks) ersetze man nun wie folgt:
Die Linie dritteln, das mittlere Drittel herausnehmen und durch zwei genauso lange Stücke ersetzen, die einen spitzen Winkel auf der ursprünglichen Linie bilden.

Je öfter man das tut, desto weicher wird die Schneeflocke.

Erstaunlich

Die Koch’sche Schneeflocke ist nicht nur hübsch anzusehen, sondern hat auch erstaunliche Eigenschaften. Sie ist unendlich lang, passt aber trotzdem immer in dasselbe Quadrat, das man als äußere Begrenzung um das erste Ergebnis aus dem Ursprungsdreieck ziehen kann.

Und: Unter einer Lupe betrachtet, ist jeder Abschnitt der Außenlinie einem anderen Abschnitt ähnlich, der nicht vergrößert ist.

Den mathematischen Hintergrund dazu kann man auf einer englischen Matheseite nachlesen: scidiv.bellevuecollege.edu/MATH/Snowflake.html.

Lindenmayer-Systeme

Die Kochkurve gehört zum selben Informatikfeld wie die Lindenmayer-Systeme.  Diese Systeme erzeugen durch Algorithmen komplexe Formen. Da lassen sich sogar Sträucher „pflanzen“, die der Wirklichkeit verblüffend ähnlich sind: www.inkscape.org/screenshots/gallery/inkscape-0.44-lindenmayer.png.

Wer mehr über L-Systeme erfahren will, findet an der Uni Mainz eine gute Zusammenfassung: www.informatik.uni-mainz.de/lehre/cg/SS2006_SCG/talks/LindenmayerSystems/LindenmayerSysteme.pdf

Ein wunderschönes Buch gibt es auch: „The Algorithmic Beauty of Plants“ als PDF-Download oder als Papierversion (Antiquariat).