The sport of 3D printing

3D printing has become a standard tool for athletes. It can be used to improve ergonomy and performance in traditional sports, and to enable sports and exercising for paralympic athletes and hobbyists, in the first place

3D printing was widely present in both Tokyo Olympic games 2021 and Tokyo Paralympics 2021. Applications were seen in numerous sports and also in olympic arrangements.

Some Tokyo 2021 examples below:

Olympics

  • Olympic rings were 3D printed from recycled plastic bottles. The bottles were crowdsourced from the city.
  • 3D printing was widely applied in athletes’ footwear. Most medalists had 3D printed insoles.
  • 3D printed custom pistol grip improved eronomy and accuracy (Celine Goberville).
  • 3D printing was applied in developing innovative racing bike solutions for the Great Britain Cycling Team.

Paralympics

  • 3D printing was used to improve grip and ergonomy in special gloves, for example for wheelchair racing.
  • Bike pedal structures were designed and 3D printed to match the individual needs of athletes.
  • Custom fit crank arms and and grips were 3D printed for racing wheelchairs.
  • Para-athletes with missing fingers, for example, had 3D printed accessories (Taymon Kenton-Smith).

Comprehensive list of 3D printing examples in professional sports during the past years would be very long. It is obvious that sports is great innovation platform for 3D printing. I’m excited to see the new solutions in Paris 2024.

Extreme personalization

The atheletes need to persistently optimize their performance and anticipate the details of forthcoming competition. 3D printing can often be part of the solution. The solution must exactly fit with the athelete’s needs at a specific point of time for extreme performance. For example, a sudden injury may change the need rapidly.

Solutions are created with skilled teams where the athlete is key person in the collaborative design team. Ideas can be copied from elsewhere, but the final product is always fine tuned solution, based on innovation, data, design, production, iteration and testing.

Reaching the best possible quality is a fundamental requirement. Sometimes the solution needs to be available in couple of hours, for example as unexpected need for a spare part. The team needs to perform and be ready for solving tricky problems.

Translation to normal life

Athletes are forerunners in finding ways how 3D printing can serve us all. Solutions developed for top performance can be translated to wider uses, in the same way as Formula1 developers create innovations that are applied in car and other industries, such as aerodynamics and carbon fibre technology.

In my vision, Olympic 3D printing innovations will translate, for example, in

  • Developing fast and high quality idea-to-implementation processes
  • Enabling tasks that were earlier impossible for individuals
  • Developing task specific tools and accessories for wide range of professions
  • Solving problems related to ergonomy and occupational health
  • Creating cost efficient solutions for accessibility
  • Innovative uses of emerging 3D printing materials
  • Design innovations
  • Developing functional products.

Are you interested to collaborate on developing sports inspired solutions with the help of 3D printing? Let’s talk!

Links

Functional products

What is the next generation of 3D printed products?

When the first applications of commercial 3D printing emerged, they were mostly about appearance models and prototypes. These are still, and will be, powerful and valuable applications in many businesses. During the past 10 years we have seen radical development in design tools, materials, 3D printing technologies and skills. 3D printing is now serious and reliable manufacturing method for end products, product series and spare parts in all industries. We have 3D printed products that are beautiful, optimized in many ways and serve perfectly for the intended purposes.

Is this the end of evolution? Not even close! We only start to have a good platform to imagine the future systems, after practising the technology basics and having a vague understanding of what we can make. So, here is my vision for the next generation products, made with the help of 3D printing.

“The future is already here – it’s just not evenly distributed.

– William Gibson –

Examples

  1. Interactive products will merge different technologies seamlessly, and interact with the user, system or environment in many levels. This future window is cracked open by Anouk Wipprecht. Products like Spider Dress or Proximity Dress show how products can sense and react to data or different signals from the environmnent.
  2. Personal amplifiers will give new capabilities to people. Paralympian athletes already use 3D printed prosthetes and appliances to support with a given sport, for example to run faster with spring-like artifical legs. Exosceletons are used to help lifting heavy weights. When this opportunity develops to the next level, we will build products that give us strength, better senses or capabilites never seen before. In the future we may have bionic olympics that drive the development of personal amplifiers in the same ways as Formula 1 races drive the development of better cars.
  3. New vehicles. In 1950’s the dream of a flying car emerged. Now we start to have manned drones. There are many obstacles slowing down the wider adoption, such as manufacturing cost, safety, regulation and non-existing traffic management systems for these small manned vehicles. Putting obstacles aside, let’s just ask, is it doable to make low cost flying vehicle? The concept was presented by Janne Kyttänen in his vision about 3D printed manned drone. By using suitable materials and careful optimized design, the body of the vehicle can be 3D printed in few hours with a large format 3D printer. The rest is about putting electronics, motors and other components automatically in place.
3D printed manned drone. Model 3D printed by 3DStep. Design by Janne Kyttänen.

The making of functional products

The next generation products will be based on strong systemic view. It is not about having perfect components, optimized for specific features, such as cooling or minimizing materials, but about justifying the whole reason for a product the be realised. We can make optimized components for an airplane for saving weight, or we can design new categories of sustainable flying vehicles.

The next generation products will gracefully ignore the boundaries of sciences. Rich multidisciplinary knowledge is applied to achieve the goals, such as making technology products that react with biosignals and apply artificial intelligence to perform better in a certain social context.

We will master the whole spectrum of available materials. Already today 3D printers can use an unbelievable range of materials, from living cells to tailored metal alloys. New materials emerge practically every day with amazing features. Making of the next generation functional products is not about if there is suitable materials available, but being able to define which features we want want to have in the products.

Strategic guidelines

What steps we should take towards the next generation functional products?

Collaboration is the key. Now we simply need to take collaboration into new levels. This happens by global ventures, connecting individuals, teams and developers with the help of smart development platforms. Facilitating trust between stakeholders is a mandatory activity.

Maximize creativity and imagination. Development projects are often defined by business case or ROI. The are often justified, but to maximise creativity and innovation we need more value based motivators. We, as humans, get fundamentally motivated by other things than money, especially when we face the opportunity to create radically new.

Extreme multidisciplinarity. As mentioned earlier, we need to ignore the boundaries of sciences. Products and systems of the future use the best of what humans or nature have ever invented. A powerful way to guide the development is to establish global development funds that require connecting sciences in unexpected ways. In local level great examples are, for example, hacker and maker communities, such as biocurious.org, which are based on citizen science, curiousity and co-learning.

Lets’ make it.

Pekka Ketola, February 18, 2021

CEO 3DStep Oy & Ideascout Oy. Innovator. LinkedIn

Local manufacturing and rapid products

This is short envisioning about local manufacturing and 3D printing. If you are in a city or industrial area, imagine drawing a circle of 100m diameter around your location. What are the activities taking place in the area? Look out from your window and simply list what you see.

There are probably offices, homes, shops, services, small and large businesses, bikes and cars, maybe kids playing. Everyday activities take place, such as renovating, maintaining, adjusting, breaking things, repairing, fixing, improving, problem solving and generating new ideas. There is continuous need for solutions to make life easier.

Local manufacturing is the concept of making products close to customers and users. The idea is not new. Thousands of years people have made all they need close to where they are using the available simple materials, and often asking help from the community.

Global competition and strive for efficiency has led to centralized and optimized manufacturing in bigger volumes and in places where the production is most efficient. Local manufacturing has not been the winning concept in recent decades. However, new era seems to be starting due to the demands for sustainability, circular economy and digitalization.

We have 3D printing solutions to design, manufacture and deliver all kinds of products, spare parts and components in less than 24 hours. This exists today, but it is not yet reality everywhere (as is the case with all future cracks). Do you know where is your nearest local service to have products or spare parts 3D printed?

What kind of 3D printed parts the local customers inside your 100m radius might need? For example at home:

  1. Spare parts to fix broken handles, toys, gadgets.
  2. Special tools to improve accessibility, health, safety or ergonony
  3. Affordable design objects to make things more personal or esthetic
  4. Special holders for lights, cables, bike appliances, etc
  5. Prototypes to support design drafting or ideation project
  6. Appliances for pets (dogs, cats, aquarium).
  7. Tools and parts for hobby, such as knitting or sports

lamppu.jpg

Figure: 3D printed table light. 3D printed with wood composite, plastic and metal. Design: Origo Engineering. 3D printing: 3DStep.

Rapid products

3D printing is ready for competitive local manufacturing and new business models. Faster technologies, better software and widening offering of materials are introduced every week. Maybe the concept for future is rapid product.  Today’s 24 hour delivery time will shrink to <1h deliveries with the help of smart design tools, very fast 3D printers, digital platforms and innovative delivery strategies.

What will be the extreme customer experience for rapid products in the future? It will be close to magic. It is simple. Almost like using a magic wand. You express your need or idea to the service (or the smart device has already told what’s needed). And sooner than you expect, the product is delivered to you with a robot or drone, by the girl next door, or as virtual product proposal into your smart device.

Business

Establishing local manufacturing business for rapid products and local manufacturing is not rocket science or huge investment. You can start the business from your couch with a laptop and with a 1000€ 3D printer. Finding the correct business model is the most tricky part. In the beginning the business will be based mostly based on small transactions of less than 50€. Developing value adding services that help the local community to learn and try the rapid product possibilities may be the fast track to increase the sales. Or maybe it is simply because of the speed of solving product problems.

The business can expand further, for example,

  • by scaling up your manufacturing capability with larger fleet of 3D printers ad other tools,
  • by digital service innovation and crowdsourcing design work.
  • by developing collaborative business with other local manufacturers for wider solutions offering,  and
  • by creating explicit value (concrete problem solving) or implicit value (customer experience) for your customers.

If you had 5000€ budget, what kind of local manufacturing service would you start?

Pekka Ketola, pekka.ketola@3dstep.fi

 

 

Biohakkerointi ja 3D-tulostus

hal-gatewood-405338.jpg

Hakkeritoiminta tarkoittaa alakulttuureita, jossa eri aiheista innostuneet tavalliset ihmiset etsivät uusia, luovempia tai fiksumpia tapoja tehdä asioita. Motivaationa on usein älyllisen haasteen tai rajoitteen voittaminen. Hakkeritoiminta sai alkunsa 60-luvun MIT:ssa, jossa opiskelijat halusivat rikkoa erilaisia toiminnan esteitä, tai yksinkertaisesti tehdä jäyniä.

Hakkeritoiminta on yleistyessään organisoitunut. Organisoitumisen ilmentymiä ovat mm. yhteisölliset matalan kynnyksen Maker-tilat (maker space, hacklab) ja verkostot (Fablab -verkosto). Usein myös tilat ja verkostot itsessään ovat kokeellisia ja muokkaantuvat aktiivisesti toiminnan myötä.

Biohakkerointi yhdistää hakkerikulttuurin ja hakkerietiikan. Etiikan perusajatuksena on vastuullinen tiedon jakaminen ja toiminnan hyödyllisyys. Biohakkerointia ovat mm.

  • Tee-se-itse biologia (DIY); bioteknologian tutkimuksen sosiaalinen toiminta, jossa yksilöt ja pienet organisaatiot tutkivat biologiaa käyttäen samoja menetelmiä kuin tutkimusinstituutit.
  • Biohäkkäys (Grinder); ihmiset muuntavat kehoaan erilaisilla implanteilla ja kyberneettisillä DIY-laitteilla.
  • Lääketieteelliset itse tehdyt kokeilut. Mm. lääkkeiden valmistus.
  • Nutrigenomiikka; ravintoaineilla tehdyt ihmisbiologian kokeilut.
  • Itsemitttaus; oman kehon, biomamarkkereiden ja käyttäytymisen mittaus terveyden optimoimiseksi.

Gartner on tunnistanut tee-se-itse -biohakkeroinnin nousevana trendinä. Trendi on osa laajempaa ja yleistyvää ”trans-human” ilmiötä, johon liittyy biohäkkäys ja muut tavat muokata ihmisen toimintakykyä, kuten neuroimplantit.

Esimerkiksi biosiruilla voidaan tulevaisuudessa havaita sairauksia, kuten syöpä tai isorokko, ennen kuin oireet ilmenevät. Siruissa hyödynnetään molekyylisensoreita, joiden avulla analysoidaan biologisia elementtejä ja kemikaaleja. Uutena biohäkkäyksen mahdollisuutena ovat keinotekoiset biologiaa jäljittelevät keinotekoiset lihakset. Bioteknisten menetelmien kehittymisen myötä esimerkiksi robotille voidaan tulevaisuudessa kasvattaa painetta tunnistavaa keinoihoa.

Biohakkereiden toiminta ei ole sitoutunut organisaatioihin, tutkimuslaitoksiin tai muihin instituutioihin. Biohakkerit ovat siis merkittäviä kansalaistutkijoita (citizen science), innovaattoreita, raja-aitojen rikkojia ja uusien alueiden tutkimusmatkailijoita. Biohakkereille on tuoteistettu useita palveluita ja tuotteita, joiden avulla toiminnassa pääsee kotikonstein alkuun.

Erikoistunut biohakkeroinnin muoto ovat potilasyhdistykset, joiden jäsenet kokeilevat omaehtoisesti uusia hoitokeinoja ja vertailevat kokemuksia keskenään.

Diagnostiikkavälineiden kuluttajistuminen tehostaa tätä toimintaa. Bioteknologian keinoin monimutkaistenkin molekyylien syntetisointi voi tapahtua kotilaboratoriossa. Tämä avaa tien kohti laajoja ihmiskokeita. Potilaat voivat syntetisoida lääkkeitä itselleen ja vertaisyhteisön avulla jakaa kokemuksia.

3D-tulostus nähdään siltana, joka yhdistää Tekijöiden (Makers, Hackers) ja biohakkereiden maailmat. Erotuksena on käytettävä materiaali. Kun Tekijät hyödyntävät elotonta materiaalia, kuten muovi, biohakkerit käyttävät biomateriaaleja, kuten biomusteita ja eläviä soluja kolmiulotteisten rakenteiden tuottamiseen.

BioCurious – bioteknologian kummajaiset

Biologisen 3D-tulostuksen häkkeritoiminta alkoi BioCurious -liikkeen myötä USAssa. BioCurious perustettiin 2010 innostuneiden harrastajien ja ammattitutkijoiden tarpeisiin, joilla ei ollut pääsyä suurten tutkimuslaitosten biolaboratorioihin ja bioteknologiaan.  Maailman ensimmäinen luovuuteen ja avoimuuteen perustuva bioteknologian hackerspace avattiin piilaaksossa onnistuneen Kickstarter-kampanjan, ihmisten vapaaehtoisen työpanoksen ja lukuisten lahjoitusten myötä.

Toiminta siirtyi autotallista kunnon laboratorioympäristöön ja tarjoaa nykyisin voittoa tavoittelemattomana toimintana teknologioita, materiaaleja, koulutusta ja työympäristön jäsenilleen. 100$:n jäsenmaksua vastaan kuka tahansa voi testata uusia bioteknologian yritysideoita, toteuttaa kokeilevia bioteknologiaprojekteja, sekä tutkia esimerkiksi uusia tapoja syövän havaitsemiseksi.

Twitter: @bioCuriouslab

BioCurious ja biotulostus

BioCurious oli ensimmäinen ryhmä, joka onnistui kehittämään tee-se-itse 3D biotulostimen. Kehitys alkoi 2012, jolloin toimijat etsivät tapoja laajentaa yhteisöä ja kasvattaa toiminnan monialaisuutta. Alkuvaiheessa tavoitteena ei ollut erityisesti mikään tietty biotulostuksen sovellus, eikä edes tietoa, kuinka 3D-tulostin rakennetaan. Ratkaisut löytyivät kuitenkin suhteellisen helposti:

“You can just take a commercial inkjet printer. Take the inkjet cartridges and cut off the top essentially. Empty out the ink and put something else in there. Now you can start printing with that.”

BioCurious -ryhmä aloitti tulostuksen hyödyntäen kahvinkeittimen suodattimia ja vaihtaen musteen arabinoosiin (sokeri). Suodatin asetettiin geneettisesti muokatun E. coli bakteeriviljelmän päälle, jonka ominaisuutena on tuottaa vihreää fluoresoivaa proteiinia, kun sen reagoi arabinoosin kanssa. Kun laite tulosti arabinoosia suodattimen päälle, solut alkoivat hohtaa.

Koska kaupallisen tulostimen muuntaminen biotulostimeksi osoittautui työlääksi, ryhmä kehitti oman biotulostimen. Uusi versio hyödyntää CD-soittimista purettuja moottoreita, mustetulostimen mustepatruunoita tulostinpäänä ja Arduinoa. Tee-se-itse 3D-tulostimen hinnaksi muodostui n. 150$. Rakennusohje löytyy täältä.

Vasemmalla: 3D-tulostettu fluoresoiva E. coli pinta, toteutettu itsetehdyllä biotulostimella.  Oikealla: Biotulostin. Lähde: makezine.com

Kaksiulotteisesta 3D-tulostukseen

Ensimmäinen laite onnistui tulostamaan biomustetta 2D-muodossa (yhteen kerrokseen). Kolmiulotteisuuden saavuttaminen osoittautui nykyisellä tekniikalla mahdottomaksi. Alustaksi vaihdettin RepRapin avoimen lähdekoodin 3D-tulostin. Muovien 3D-tulostuspäät vaihdettiin muovituubeihin, joihin pumput ohjasivat biomustetta ja 3D-tulostus saatiin onnistumaan.

Seuraava ratkaistava haaste liittyy biomusteen tasalaatuisuuteen, sekä solujen elossapysymiseen. Riittävän tulostuslaadun tuottamiseksi juokseva biomuste on muutettava geelimäiseksi materiaaliksi, jolla on hyvä viskositeetti.

Työn myötä 3D-biotulostuksen kehittäjien yhteisö kasvaaa, kehitystä tehdään kodeissa ja hackerspaceissa (mm. BioCurious BUGSS, Hackteria) ja tietoa edistysaskeleista jaetaan akiivisesti yhteisön sisällä.

3D-biotulostus ja elävät solut

3D-biotulostuksen yleisenä visiona on tuottaa toimivia elimiä. Tavoite on erittäin haastava, erityisesti kun puhutaan ihmisen ja yleisemmin nisäkkäiden elimistä. Biotulostushakkereiden ensimmäinen kehitystavoite on hiukan helpompi: toimivan ja yhteyttävän kasvisolukon tuottaminen 3D-biotulostuksella, keinotekoinen kasvin lehti.

Kasvisolujen 3D-biotulostus on sopiva haaste tee-se-itse biohakkereille, koska aihetta ei ole kovin paljon tutkittu ja aihe tarjoaa lukuisia uusia tutkimuspolkuja. Kysymyksiä ovat mm. millaisia soluja kannattaa käyttää, kuinka solut saadaan liittymään toisiinsa ja millainen on keinotekoisen lehden solujen rakenne. Useat tutkijat ovat käynnistäneet ammattimaisen tutkimustoiminnan BioCurious -ryhmän tulosten perusteella.

Biohäkkerit, 3D-tulostus ja lääkkeet

Biohäkkerit hyödyntävät 3D-tulostusta monin tavoin. Tarvikkeita ja työkaluja valmistetaan perinteisellä 3D-tulostuksella eri materiaaleista. Varsinaisia biotulostimia kehitetään biologisten rakenteiden tuottamiseksi. Lääkkeitä kehittävät biohakkerit ovat myös ottaneet menetelmän haltuunsa lääkkeitä syntetisoivien laitteiden kehittämiseksi.

Four Thieves Vinegar Collective kehittää menetelmiä, joilla ihmiset voivat syntetisoida lääkkeitä itse. Visiona on lääkkeiden vapaa saatavuus: Free Medicine for Everyone.

Ryhmä on kehittänyt pienikokoisen Apothecary MicroLab -reaktorin, joka toimii samoin kuin lääketehtaiden kalliit laitteet. Edullinen laite on valmistettu valmisosista, sekä 3D-tulostetuista komponenteista. Reaktiokammiossa on suuremman kammion sisällä pienempi säiliö. Materiaalit virtaavat kammioiden välillä erityisrakenteisen 3D-tulostetun kannen kautta. 3D-tulostuksella on valmistettu myös askelmoottori, ruiskupumppu ja muita komponentteja. Laite toimii automaattisesti.

MicroLab syntetisoi edullisista kemikaaleista lääkeaineita. Tähän mennessä on onnistuttu tuottamaan viisi lääkettä: Naloxone (opiaattien yliannostuksen estäminen), Daraprim (HIV -sairaiden infektioiden hoito), Cabotegravir (HIV lääke) ja lääketieteellisessä abortissa käytettävät mifepristone ja misoprostol. Yhden lääkkeen resepti on jo ladattavissa Internetistä.

Aiheeseen liittyvä kuva

Lähde: http://www.engineering.com

Biohakkeritoiminnan suurena mahdollisuutena on lääkkeiden digitalisaatio. Kun lääkkeen valmistuksen prosessi on digitalisoitu ja prosessi on tarjolla avoimen lähdekoodin idealla, se on luotettavasti toistettavissa lääketehtaista riippumatta. Prosessin ja reseptien turvallisuus ja aitous voidaan varmentaa esimerkiksi lohkoketjuilla.

Ketkä kehittävät 3D-biotulostusta?

BioCurious aloitti ensimmäisenä 3D-biotulostuksen DIY-toiminnan. Nyt asian parissa toimii useita hakkeriyhteisöjä. Biotulostuksen tiimoilta on käynniss myös organisoitu verkostominen eri toimijoiden välillä 3DHeals -projektissa. Seuraavassa muutamia 3D-biotulostuksen häkkeritoimijoita.

BUGSS — Baltimore

Baltimore Underground Science Space (BUGSS) kehittää 3DP.BIO alustaa. Sen tavoitteena on yhdistää insinöörit, tutkijat ja suunnittelijat biotutkimuksen ja -kehityksen vauhdittamiseksi. BUGSS keskittyy resiinitulostimien (resiini = hartsi) ja näissä käytettävien bioyhteensopivien materiaalien kehitykseen. Näillä voidaan tulostaan solujen kasvualustoja.

Twitter: @BUGSSlab

London Biohackspace

Lontoon biohakkerit ovat kehittäneet JuicyPrint -bakteeritulostimen. Laite hyödyntää Gluconacetobacter hansenii -bakteeria, joka kasvaa mm. hedelmän mehussa. Bakteeri tuottaa vahvan ja monipuolisen kerroksen biopolymeeria,  bakteeriselluloosaa. Bakteeria on geneettisesti muokattu siten, että selluloosaa ei synny valossa. 3D-biotulosteella tuotettavaa rakennetta ja muotoa voidaan siis ohjata säätelemällä valoa.

Twitter: @LondonBioHack

Pelling Lab

Pelling Lab kehittää menetelmiä, joissa ihoa ja elimiä voidaan kasvattaa hyödyntämällä olemassaolevia rakenteita solukkojen muotteina ja tukirakenteina. 3D-tulostusmateriaalina hyödynnetään mm. hydrogeeliä.

Sian korvan 3D-tulostusta Pelling Labissa. Lähde: https://makezine.com

Twitter: @pellinglab

Counter Culture Labs

Counter Culture Lab, Oakland, kehittää menetelmiä, joissa biomateriaali tuotetaan olemassaolevan elimen, kuten sydämen, sisälle. Alkuperäisestä elimestä, joka on tyypillisesti saatu kuolleelta eläimeltä, poistetaan kaikki elävät solut. Jäljelle jätetään vain tukirakenteet. Rakenteiden sisälle kasvatetaan sen jälkeen halutut solut.

Twitter: @CountrCultrLabs

Biohakkeroinnin haasteita

Erilaiset itsetehdyt biologiset kokeilut lisääntyvät nopeasti. Kokeilijoina ovat mm. terveysentusiastit, biohakkerit, kroonisista sairauksista kärsivät potilaat ja potilasyhdistykset.

Toiminnassa tuotetaan ja jaetaan pyyteettömästi mm. henkilökohtaista, biologista, teknistä ja lääketieteellistä tietoa. Tiedon jakamiseen liittyy mm. tietoturvaan, provokaatioon, tiedon oikeellisuuteen ja tiedon saatavuuteen liittyviä haasteita. Voiko esimerkiksi biohakkereiden tuloksia hakkeroida ja väärinkäyttää?

Kun ihmisen tai kasvien biologiaan ja toimivuuteen tehdään merkittäviä muutoksia, lähestytään skenaarioita, jotka ovat tuttuja tieteiskirjallisuudesta. Skenaariot voivat olla sekä positiivisia tai väärinkäytettyinä negatiivisia. Jos ihminen aiheuttaa itselleen merkittävän vamman esimerkiksi itse kehitetyn lääkkeen vaikutuksesta, missä kulkevat hoitovastuun rajat?

Biohacking Suomessa

Suomessa toimii biohäkkerointikeskus BCF, jonka tavoitteena on ihmisen hyvinvoinnin lisääminen.

Biohäkkerit verkostoituvat aktiivisesti kansainvälisesti ja jakavat tietoa avoimuuden periaattella tutkimusryhmien välillä. Mm.  Biohacker Summit 2019, (1-2.11, Helsinki) kokoaa alan toimijoita yhteen.

Lähteitä

Onko sinulla kommenteja artikkelista tai biohakkerointiin liittyvää lisätietoa? Lähetä viesti: pketola @ gmail.com.

Pekka Ketola, 1.5.2019

 

Ylitä rajasi, ohita puutteesi

Monet yritykset ovat tyytyväisiä nykyiseen toimintaansa. Työt sujuvat ja liikevaihtoa on sopivasti. Hienoista kasvuakin on näköpiirissä. Se on ihan ok. Mutta uskoisin, että monen toimitusjohtajan mielessä elää unelma toiminnan merkittävästä kehittämisestä ja uusien avausten tekemisestä. Pitäisi jotenkin ylettyä omaa kokoaan korkeammalle tai muuntautua paremmin aikaan sopivaksi. Ja olisi hienoa ottaa digitalisaatio haltuun.

3dp_sportsprosthetic_schindler_legs

Lähde: 3dprint.com

Vammaisurheilu on uskomattoman hieno laji. Siinä ihmiset, joilta lähtökohtaisesti puuttuu jokin fyysinen kyky, tai kyky on jostain syystä menetetty, kehittyvät intohimonsa vauhdittamina mestareiksi puutteistaan huolimatta. Jalan puute ei estä juoksemista. Käden puute ei estä jousiammuntaa. Omien rajojen ylittämisen juhlaa vietetään esimerkiksi olympialaisissa ja erityisesti paralympialaisissa.

Kun on unelma, esteet voivat kadota, tai ne voidaan ohittaa. Voiko yritys toimia samalla logiikalla kuin huippusuoritusta tavoitteleva vammaisurheilija? Tarvitaan busineksen proteeseja ja apuvälineitä, jotta yritys kykenee itseään suurempaan saavutukseen ja voi sivuuttaa ilmeiset puutteensa? Juoksukilpailun voi voittaa ilman jalkoja. Kts. video Artificial legs controversial at Olympics

Biisintekijä kehittää melodiaa. A-osa, B-osa, kertosäe, A-osa… Biisi alkaa tuntua tylsältä. Nyt pitäisi nostaa kappale uudelle tasolle ja kertoa tarinan ydin. Huippukohta soi jo päässä, mutta puuttuu tapa, kuinka siihen voisi luontevasti siirtyä. Tähän on mainio muusikoiden käyttämä konsepti: bridge, silta. Bridge on kappaleessa kohta, joka siirtää soiton, yleensä instrumentaaliosuuden johdattamana, perustarinasta huippukohtaan. Kappale sähköistyy, bändi innostuu ja kuulijat lähtevät laulamaan mukana.

3D-tulostus on monille yrityksille mahdollinen uusien saavutusten alue. Ilmiötä koitetaan ymmärtää, lasketaan businesskeissejä ja pidetään kokouksia. Puuduttavaa perusbiittiä. Yleensä todetaan, että jos vaan jotenkin keksitään kuinka 3D-tulostus sopii omaan toimintaan, siitä olisi ilmeistä hyötyä. Ongelma onkin itse siirtyminen. Pysytäänkö tasaisessa perustoiminnassa, siirrytäänkö uudelle tasolla ja mitä ihmeessä pitäisi tehdä?

Tarvitaan liiketoiminnan bridge. Bridge on yrityksen näköinen tapa siirtyä ja ottaa haltuun uusi asia, jonka avulla perustoiminta yltää odotuksia suurempiin saavutuksiin, uudelle tasolle. Liiketoiminnan bridge on välivaihe. Sen aikana tapahtuu useita tilapäisiä asioita, mutta näillä on selkeä tarkoitus, kuten uusien taitojen ja kumppaneiden hankkiminen, innostuksen ja odotuksen luominen, ja ylipäätään virittäytyminen uuteen.

3D-tulostus on perusteiltaan yksinkertainen idea: tuotteita tehdään kerros kerrokselta kasvattaen. Idean yksinkertaisuus kuitenkin hämää. Se johtaa mahdollisuuksien maailmoihin, joiden hahmottaminen oman liiketoiminnan näkökulmasta ei ole helppoa. Vain harvat pystyvät heti oivaltamaan mikä on menetelmän tarjoama suurin mahdollisuus omaan toimintaan ja kuinka korkealle on mahdollista yltää.

Mikä on sinun bridge uuteen vaiheeseen? Jutellaan.

DSC_0199

Kuva: 3D-tulostettu puukomposiittisilta. © 3DStep Oy

 

 

3D-tulostus ja perunan filosofia

yoann-boyer-185507.jpgPeruna

Löytöretkeilijät huomasivat 1500-luvulla, että inkojen käyttämä peruna ehkäisi pitkillä laivamatkoilla keripukkia ja ylipäätään edisti merimiesten terveyttä. Peruna tuli Eurooppaan ja sittemmin saksalaisten peltiseppien tuomana Suomen kartanoihin. Alkuvaiheessa peruna kohtasi suurta vastustusta ja epäluuloa. Viljelijät eivät ymmärtäneet, mikä osa perunasta pitäisi syödä – varsi, mukulat vai kukat. Vähitellen perunan käyttö opittiin ja se valtasi keittiöt, ravintolat ja viinanpolttajien kattilat. Sipsit ja ranskalaiset perunat ovat nyt kaikkialla.

Jokainen tsäänssi on mahdollisuus

Mäkihyppääjä Nykänen lanseerasi aforismin ”jokainen tsäänssi on mahdollisuus”. Ajatus on tärkeä. Kun mahdollisuuksille annetaan mahdollisuus, syntyy asioita, joita ei muuten syntyisi. Samalla huomataan asioita, joita ei muuten huomattaisi. Peruna oli tsäänssi, jolle annettiin mahdollisuus. Käyttömahdollisuuksiltaan huonosti tunnettu peruna aiheutti kansalle kitkeriä vatsanväänteitä, ennen kuin opittiin hyödyntämään mukulat ja kypsentämään ne ennen syömistä. Kuka olisi arvannut mihin perunan lanseeraus johtaa ja millaisia innovaatioita perunan tutkiskelu tuottaa?

3D-tulostus on ajattelun alusta

Uusia mahdollisuuksien maailmoja syntyy jatkuvasti. Ohitamme näitä nopean ajattelun mekanismeilla miettimättä tarkemmin, millaisia etuja ja arvoja niihin liittyy. Emme yleensä anna tsäänssille mahdollisuutta.

Ihminen hyödyntää tunnetusti vain kapeasti oman potentiaalinsa. Ihmisen aivot ja keho pystyvät paljon suurempaan kuin mitä arkipäivässä tapahtuu. Meitä rajoittavat rutiinit, puutteelliset työkalut ja monenlaiset energiaa kuluttavat toimet, joiden seurauksena suurin osa meistä pärjäilee ihan mainiosti minimisuorituksella.

3D-tulostus on tsäänssi ja uusi ajattelun alusta yhteiskunnalle. Kyse ei ole niinkään teknologiasta, vaan ajattelun avaruudesta, jonka 3D-tulostuksen idea avaa. Yhtäkkiä pystymme ajattelemaan ratkaisuja laajemmin ja uusista lähtökohdista. Tämä näkyy tuhansina oivalluksina ja ideoina, joita syntyy päivittäin yhtä lailla koululaisten välituntikeskusteluissa, kuin Marsin asutusta miettivien tutkijoiden työryhmissä. 3D-tulostus on ajattelun ja mielikuvituksen työkalu. Varsinainen supertsäänssi.

Mahdollisuuksien pyörteet

Teknologisesti ja yhteiskunnallisesti emme ole stabiilissa tilassa. Samanaikaisesti 3D-tulostuksen kanssa kehittyvät monet muut asiat, kuten teknologiat, yhteiskunnalliset tarpeet, osaaminen ja ongelmat. Olemme keskellä muutosten virtaa, tai ehkäpä paremminkin rajusti ryöppyävää koskea. Ympärillä syntyy jatkuvasti pyörteitä, mahdollisuuksien maailmoja, joihin voimme kiinnittää huomion, tai olla kiinnittämättä huomiota. Jotkut niistä imaisevat mukaansa, toisia kosketamme vain kevyesti sormenpäällä.

3D-tulostus antaa uusia mahdollisuuksia toimia suhteessa koko yhteiskunnan kehitykseen. Yhtäkkiä voimme ratkoa ongelmia, joiden ratkaiseminen oli aiemmin mahdotonta tai liian vaikeaa. Sosiologin näkökulma aiheeseen on aivan toinen kuin insinöörin. Mutta molemmat ovat yhtä tärkeitä ja heidän kohtaamisensa vasta tärkeää onkin.

Peruna muutti ruokakulttuurimme. Kyse ei ollut vain kokkien ja ruoanlaittoon erikoistuneiden toimijoiden erinomaisuudesta. Kyseessä oli maailmanlaajuinen muutos ruokahuollossa, terveydessä, kulttuurissa ja myös epäterveellisissä ilmiöissä. 3D-tulostus ei ole ollenkaan erilainen ilmiö. Emme ehkä edes vielä ymmärrä, mikä osa 3D-tulostuksesta on se syötävä osa – varsi, mukulat vai kukat.

Pekka Ketola, 21.3.2019

 

Arjen apuvälineet

Kodissa, työssä ja harrastuksissa on päivittäin tilanteita, joissa kaipaisi apuvälinettä asian tekemiseen. Pitäisi ylettyä vaikeaan nurkkaan, pitäisi korjata, pitäisi saada hiukan lisää voimaa, siivoaminen on vaikeaa, pitäisi saada jokin pysymään paikallaan, tai pitäisi olla ”kolmas käsi”.  Apuvälineiden tarve liittyy useimmiten ikääntymisen tuomiin vaivoihin tai tapaturmien aiheuttamiin rajoitteisiin.

Onko mahdollista luoda tapa, jolla arjen apuvälineitä voitaisiin saada ketterästi silloin kun niitä tarvitaan? Voisiko tästä muodostua uutta liiketoimintaa?

Inspiraatio: E-Nable

E-Nable on maailmanlaajuisesti toimiva vapaaehtoisten organisaatio, joka kehittää lapsille proteeseja hyödyntämällä edullisia 3D-tulostimia, avointa innovaatiota ja joukkoistusta. Vanhemmat ja lapset suunnittelevat yhdessä proteesin ilmaisten suunnittelutyökalujen avulla ja proteesit valmistetaan työpajoissa kokoamalla ne 3D-tulosteista, ruuveista ja naruista. Yhden proteesin hinnaksi muodostuu n. 10€. E-Nablen avulla kymmenet tuhannet lapset ovat saaneet toimintakyvyn, joka usein on puuttunut syntymästä lähtien. Enable on voimakas esimerkki siitä, että 3D-tulostuksen avulla voi kustannustehokkaasti luoda merkittäviä arjen apuvälineitä kännykkätelineestä käsiproteesiin.

enLähde: 3dprint.com

Keksijöiden kohtaamispaikalta ideoita

Apuvälinemessuilla on tarjolla lukemattomia välineitä, jotka on suunniteltu käyttäjille, joilla on fyysisiä rajoitteita tavallisten asioiden tekemiseen. Tapahtuma on todellinen ideoiden aarreaitta ja keksijöiden kohtaamispaikka. Messuilla tarjolla olevat ratkaisut ovat yleensä loppuun asti hiottuja kaupallisia tuotteita, joissa laatu näkyy myös hintalapussa. Apuvälinemessut ja vastaavat tapahtumat tarjoavat tuhansia esimerkkejä arjen ongelmista, joihin voidaan tuottaa ratkaisuja.

IMG_20171110_161836

Arjen digitaaliset varaosat

Digitaaliset varaosat ovat esineitä, jotka ovat olemassa ainoastaan digitaalisessa muodossa 3D-malleina siihen saakka, kunnes tarve esineen käytölle syntyy. Tyypillisesti digitaalisilla varaosilla viitataan teollisuuden tarpeisiin, kuten koneiden kriittisin osiin, jotka on nopeasti saatava korjattua niiden rikkouduttua.

Digitaalisten varaosien idea toimii mainiosti myös arjessa. Tämä voidaan järjestää esimerkiksi seuraavasti:

  1. Käyttäjällä syntyy tarve apuvälineelle tai varaosalle.
  2. Ratkaisu voi löytyä valmiina palvelusta, jossa käyttäjät jakavat tekemiään 3D-malleja, esimerkiksi Thingiverse:ssä.
  3. Ratkaisun idea voidaan myös tuottaa yhdessä ideanikkareiden kanssa, esimerkiksi keksijöiden Facebook -ryhmässä.
  4. Ratkaisu (3D malli) on suunniteltava. Sen voi tehdä
    • Itse hyödyntämällä ilmaisia yksinkertaisia suunnitteluohjelmistoa, kuten TinkerCAD tai SketchUp. Ohjelmistoja on kootusti esitelty täällä.
    • Ostamalla suunnitelma pienellä rahalla mikropalvelusta, esim. Fiverr
    • Hyödyntämällä kotimaisia 3D-tulostuksen suunnittelupalveluita, kuten vaasalainen Origo Engineering.
  5. Valmistus. Kun idea on kehittynyt suunnitelmaksi, se voidaan toteuttaa 3D-tulostamalla. Tähän riittää yleisesti koti ja harrastuskäyttöön tarkoitetut muovien 3D-tulostimet, jollaisilla mm. E-Nable valmistaa proteeseja.
    • Tulostimen voi hankkia itselle. Parhaimmillaan hyvin toimivan laitteen saa alle 500€:lla.
    • Tulostuksessa voi hyödyntää lähiseudun 3D-tulostimia ja osaajia. Näitä on jo monin paikoin kerhojen, koulujen, yritysten ja yksityishenkilöiden käytössä. Lähimmän tulostimen saat nopeasti selville kyselemällä aiheen Facebook-ryhmistä, tai hyödyntämällä 3D Hubs -palvelua.
    • Tulostuksen voi myös teettää kaupallisten palveluiden kautta. Näitä tarjoavat mm. suomalainen 3DStep ja amerikkalainen Shapeways.

autojuttu 3d ortoosi image007_b353aq

Esimerkkejä arjen digitaalisista varaosista: Käsituki ja apulaite renkaan asennukseen.

Palvelut

Arjen digitaalisten varaosien valmistus on täysin mahdollista. Kaikki tarvittavat elementit ovat jo olemassa. Yksittäisen toimijan näkökulmasta varaosan tai apuvälineen saaminen voi olla hiukan liian hidasta ja varaosan tuottamiseen liittyy liian monta vaihetta.

Onko mahdollista luoda palveluita, joilla arkipäivän apuvälineita voisi saada kustannustehokkaasti, nopeasti ja riittävän laadukkaasti? Millaisia nämä palvelut voisivat olla?

  1. Harrastustoimintaan pohjautuvat palvelut. Arjen apuvälineitä voidaan suunnitella ja valmistaa esimerkiksi kansalaisopiston kerhoissa, kirjastoissa, Fab Labeissa ja erilaisissa harrastajaryhmissä.
  2. Kaupalliset palvelut. Arjen apuväline -idean ympärille on mahdollista luoda uutta yritystoimintaa tai täydentää olemassaolevaa toimintaa. Olennaista on kyky tuottaa vetovoimainen palvelupolku, joka on helposti lähestyttävä myös silloin, kun apuvälineen tarve on hyvin pienikin. Tarvitaan siis kunnollista palvelumuotoilua ja oivallinen liiketoimintaidea.
  3. Yhteistoiminta – co-creation: Arjen apuvälineitä voidaan toteuttaa erilaisilla yhteistoimintatavoilla. Tällaisia voisivat olla esim. kunnan järjestämät apuvälinefoorumit, joissa apuvälineiden tarvitsijat, harrastajat ja ammattilaiset tuottavat yhdessä ratkaisuja apuvälineiden tarvitsijoille yhdessä tekemällä.

Tulevaisuuden apuvälineet

Tämän päivän apuvälineet ovat usein suoraviivaisia mekaanisia ratkaisuja. Entä kun mukaan otetaan digitaaliset tekniikat? Tällöin apuvälineisiin voidaan yhdistää erilaisia tunnistimia, kameroita, valoja, moottoreita ja myös luoda ohjelmistoja, joilla apuvälineen voi ohjelmoida tai etäohjata. Esimerkiksi yksinkertaisella moottorilla voidaan antaa käyttäjälle enemmän vääntövoimaa vaikkapa hillopurkin avaamiseen, tai parantaa näkökykyä kameran avulla pikkutarkkaan askartelutyöhön. Tulevaisuuden apuvälineihin liittyy suuria innovaatiomahdollisuuksia.

dragonflex

3D-tulostusta hyödyntämällä voidaan luoda uusia tapoja helpottamaan arkipäivän ongelmia. Millaisia apuvälineitä sinä tarvitsisit? Olisitko kiinnostunut kehittämään ajatusta ja esimerkiksi liiketoimintamahdollisuuksia eteenpäin?

Ota yhteys: pekka (a) ideascout.fi.

 

Tee itsellesi duuni 3D-tulostuksen avulla

3D-tulostusta hyödyntäen voit luoda itsellesi työpaikan ja tuloja ilman suurempia investointeja. Yleensä tähän riittää tietokone, perustiedot 3D-mallintamisesta ja innostus.

3D-tulostus on nopeasti kehittyvä alue, jossa uusia ansaintamahdollisuuksia syntyy päivittäin. Asiantuntijoiden, tekijöiden ja ongelmanratkaisijoiden kysyntää syntyy mm. kuluttajamarkkinoilla, yrityksissä ja harrastajapiireissä. Alalla on lupaavat tulevaisuudennäkymät.

Miten siis pääsee alkuun ja tienaamaan ensimmäiset eurot? Seuraavassa muutamia esimerkkejä mahdollisuuksista, joilla voit nopeasti lähteä liikkeelle.

  1. Suunnittelu ja mikroansainta. Netistä löytyy monipuolisesti digitaalisen toiminnan palvelualustoja, joiden avulla voit muuttaa osaamisen rahaksi. Tällainen on mm. Fiverr. Kyseessä on osaamisen markkinapaikka, jossa osaajat voivat mainostaa taitojaan ja palveluiden tarjoajat pystyvät helposti etsimään sopivia tekijöitä. Alusta tarjoaa työkalut, joiden avulla mm. töiden laskuttaminen onnistuu turvallisesti.  Tyypillisiä 3D-tulostukseen liittyviä töitä ovat 3D-tulostettavien 3D-mallien luominen ja muokkaaminen, sekä näihin liittyvät erikoistehtävät kuten topologian optimointi. Tyypillisen työn hinta on 5€ – 100€. Erilaisia osaamisen markkinapaikkoja on koottu mm. tänne

fiverrscreencopy

Kuvakaappaus fiverr.com:sta

2. 3D-mallien myynti. Mikäli olet jo suunnitellut omia 3D-tulostettavia töitä, voit myydä mallejasi erikoistuneissa 3D-tulostuksen markkinapaikoissa. Markkinapaikoissa on kaksi päätoimintamallia:

  1. 3D-mallien myynti määrittelemälläsi hinnalla (tai ilmaiseksi sopivin käyttöehdoin), tai
  2. 3D-tulosteiden myynti, perustuen suunnittelemiisi 3D-malleihin. Tuotteiden tulostus tapahtuu markkinapaikan tarjoamalla tulostusmenetelmällä ja materiaalilla. Tuote postitetaan suoraan asiakkaalle.

Näyttökuva 2018-6-17 kello 10.44.29

Kuvakaappaus Shapeways.com -sivustolta

4. Oman 3D-tulostimen muuttaminen hyötykäyttöön. Jos sinulla on 3D-tulostin ja hallitset sen käytön, voi liittyä esimerkiksi 3D Hubs verkostoon, jonka kautta asiakkaat löytävät sinut. 3D Hubsin tavoitteena on tarjota lähitulostuspalvelut kaikkialla maailmassa. Naapurisi voi olla seuraava asiakkaasi!

5. Tehdas pystyy sohvan kulmasta. Digitaaliset työkalut ja toiminta-alustat tarjoavat kokonaisen tuotekehitysketjun, jonka avulla on mahdollista toteuttaa kaikki tarvittavat vaiheet ideoinnista tuotantoon ja markkinointiin. Esimerkiksi:

  1. Ideointi: Uusien tuoteideoiden synnyttäminen ja rikastaminen joukkoistamalla. Mm. Viima. Viima on ideoinnin joukkoistusalusta ja maksuton 50 hengen joukkoistukseen asti.
  2. Suunnittelu: Kun tuotteen idea on olemassa, sen voi muuttaa asiantuntijan laatimaksi tekniseksi suunnitelmaksi esimerkiksi red clay -palvelussa.
  3. Rahoitus: Suurin rahoituksen tarve syntyy yleensä siinä vaiheessa kun tuotekonsepti on olemassa ja sen eteenpäin vienti alkaa vaatia konkreettisia varoja. Eräs vaihtoehto on joukkorahoitus, johon on olemassa useita kotimaisia ja ulkomaisia vaihtoehtoja. Mm. 3D-tulostettu viulu 3D Varius kokosi tarvittavan rahoituksen Kickstarter – palvelussa.
  4. Valmistus: Maailmalta löytyy lukuisia valmistuspalveluita, jotka voivat toteuttaa tuotteesi tarvitsemassasi mittakaavassa. Suomalainen 3DStep tarjoaa 3D-tulostusta hyödyntävät valmistupalvelut  yksittäisistä prototyypeistä sarjavalmistukseen.
  5. Markkinointi: Tuotteiden ja palveluiden jakeluun on suuri määrä palveluita, joiden avulla toteutat sekä digitaaliset että fyysiset markkinointikampanjat haluamasi kokoisella budjetilla. Näitä on koottuna mm. tässä artikkelissa. Pienen budjetin täsmämarkkinointi onnistuu ketterästi mm. Googlen ja Facebookin palveluissa.
  6. Verkkokauppa: Oman nettikaupan perustaminen on suhteellisen vaivatonta. Tätä vaihtoehtoa kannattaa harkita silloin, jos haluat täyden kontrollin palveluiden ja tuotteiden myyntiin, sekä asiakaspalautteen keräämiseen. Verkkokauppa-alustoja on myös tarjolla lukuisia.
  7. Jakelu: Tuote on lopuksi saatava luotettavasti asiakkaalle. Maailmanlaajuiseen jakeluun erikoistuneita yrityksiä on myös runsaasti, kuten DHL ja UPS. Mikäli keskityt paikallisiin markkinoihin ja lähituotantoon, kannattaa käyttää paikallisia tapoja ja toimintoja, kuten pyöräkuriirit ja yhteistyö vaikkapa pizzajakelun kanssa. Jakeluun liittyviä niksejä ja ongelmakohtia on kuvattu tässä.

Verotus! Yllä kuvatut mahdollisuudet liittyvät usein toimintoihin ja tuloihin, jotka eivät suoraan näy verottajalle. Toiminnan luotettavuuden ja jatkuvuuden suhteen kannattaa kuitenkin toimia reilusti ja avoimesti myös verottajan suuntaan, eli saadut tulot on syytä ilmoittaa. Tähän liittyviä kokemuksia ja ohjeita on tarjolla mm. tässä blogissa.

Polku kohti 3D-tulostuksen asiantuntijuutta alkaa kokeiluista! Maailmalla on suuri pula osaajista ja globaalisti työttömyysprosentti on puhdas nolla. Kuinka sinun tarinasi alkaa?

Lukemista: Suosittelen tutustumaan Chris Andersonin inspiroivaan teokseen Makers: The New Industrial Revolution, jossa kuvataan laajemmin kuinka uudenlainen tuotteiden tekeminen on hahmottumassa ja millaisia mahdollisuuksia on tarjolla.


3DStepin Start-up -iltapäivä 22.8 2018 Ylöjärvellä

3DStepin start-up -iltapäivässä 22.8. tutustutaan start-up -yritysten kokemuksiin 3D-tulostuksen parissa ja pureudutaan alan tarjoamiin uusiin ansaintamahdollisuuksiin. Tule kertomaan myös oma tarinasi!

Lisätietoja ja ilmoittautuminen: http://www.3dstep.fi/tapahtuma/startup/

Haluatko tapahtuman yhteistyökumppaniksi? Ota yhteyttä: pekka.ketola @ 3dstep.fi

Tervetuloa!

autojuttu 3d ortoosi 3dstep7