Een goede pasvorm is bij veel producten wenselijk, maar het is extra belangrijk als het gaat om zoiets als een beademingsmasker voor jonge kinderen. Het is echter moeilijk om een goed passend masker te ontwerpen zonder relevante antropometrische gegevens. Voor haar PhD verzamelde en analyseerde Lyè Goto een unieke en gedetailleerde 3D-dataset die ontwerpers kan ondersteunen bij het verkrijgen van betere productmaten voor maskers en andere potentiële toepassingen.
Niet de ideale pasvorm
Het idee voor Goto's onderzoek begon jaren voor haar promotie, toen een IO-bachelorstudent iets opmerkte tijdens een project in het Erasmus MC Sophia Kinderziekenhuis in Rotterdam. Hij ontdekte dat er voor kinderen tussen nul en zes jaar geen geschikt beademingsmasker bestond. Op dat moment paste het ziekenhuis een neusmasker voor volwassenen aan door gaatjes toe te voegen om een bepaald type luchtstroom te bereiken. Dit was niet ideaal vanwege het zware gewicht van het masker. Bovendien kan een onjuiste pasvorm oncomfortabel zijn en de behandeling laten mislukken.
Met een achtergrond in medisch ontwerp en interesse in projecten voor kinderen, werd Goto geleid door deze behoefte aan een masker dat nauw aansluit op het gezicht, maar ook door het gebrek aan antropometrische gegevens die nodig zijn om een dergelijk masker te ontwerpen. In het algemeen worden antropometrische metingen zoals lengte, gewicht en hoofdomtrek gebruikt om de fysieke variatie van mensen te begrijpen. Voor ontwerpers zijn nauwkeurige en gedetailleerde metingen essentieel om de pasvorm en functie te optimaliseren voor producten die een nauwsluitende pasvorm vereisen.
Gedoe met gegevens
Dankzij recente ontwikkelingen in 3D-beeldvormingstechnologieën kunnen antropometrische gegevens sneller, nauwkeuriger en op meer reproduceerbare wijze worden verzameld. Met behulp van een draagbare 3D-scanner werkte Goto samen met lokale scholen en gezondheidscentra om de gezichten en hoofden van meer dan 300 kinderen te scannen en fysiek op te meten.
Dat bleek het eenvoudige gedeelte te zijn. "Ik eindigde met zeer complexe 3D-gegevens die moesten worden bewerkt en verwerkt, en er waren zoveel dingen die ik van tevoren niet wist of voorzag", zei ze.
Als ontwerper had Goto altijd al een beeld van het masker in haar hoofd, maar het creëren ervan zou niet mogelijk zijn zonder relevante gegevens te kunnen halen uit de complexe set die ze had verzameld. 3D-gegevens zijn niet direct na het verzamelen klaar voor gebruik, aangezien de ruwe gegevens moeten worden geformatteerd en verwerkt.
Gelukkig hielp de samenwerking met anderen haar om de volgende stappen te zetten. Goto werkte samen met een Koreaanse postdoc die ervaring had met 3D-hoofd-/gezichtsgegevens bij het ontwerpen van maskers voor Koreaanse luchtmachtpiloten. Ze werkte ook nauw samen met IO Assistant Professor Toon Huysmans, die een achtergrond heeft in computerwetenschappen. Door deze samenwerking kon ze onderzoeken hoe 3D-gegevens kunnen worden geanalyseerd, gevisualiseerd en gebruikt voor ontwerpdoeleinden.
Als ontwerper had Goto altijd al een beeld van het masker in haar hoofd, maar het creëren ervan zou niet mogelijk zijn zonder relevante gegevens te kunnen halen uit de complexe set die ze had verzameld. 3D-gegevens zijn niet direct na het verzamelen klaar voor gebruik, aangezien de ruwe gegevens moeten worden geformatteerd en verwerkt. Gelukkig hielp de samenwerking met anderen haar om de volgende stappen te zetten. Goto werkte samen met een Koreaanse postdoc die ervaring had met 3D-hoofd-/gezichtsgegevens bij het ontwerpen van maskers voor Koreaanse luchtmachtpiloten. Ze werkte ook nauw samen met IO Assistant Professor Toon Huysmans, die een achtergrond heeft in computerwetenschappen. Door deze samenwerking kon ze onderzoeken hoe 3D-gegevens kunnen worden geanalyseerd, gevisualiseerd en gebruikt voor ontwerpdoeleinden.
Een breed spectrum aan toepassingen
Na de unieke set gegevens te hebben ontwikkeld, wilde Goto onderzoeken hoe toepasbaar deze was, en wel specifiek op een maskerontwerp. Tegelijkertijd begonnen verschillende bedrijven en onderzoeksinstituten contact met haar op te nemen omdat, zoals Goto zei:
...deze dataset echt waardevol is. Er bestaat niets vergelijkbaars.
―
Lyè Goto
Dit leidde tot een samenwerking met een team dat werkte aan een beademingsmasker voor gebruik op de IC in Amsterdam, wat uiteindelijk resulteerde in een volgend PhD-project. In een ander geval maakte een bedrijf dat fietshelmen voor kinderen ontwikkelt ook gebruik van haar gegevens. "Gelukkig zijn er allerlei toepassingen voor deze dataset", zei ze. "En dat is een van de leuke dingen van werken aan de TU Delft, dat bedrijven daadwerkelijk kijken naar het onderzoek dat wordt gedaan en daar gebruik van willen maken."
Goto heeft uiteindelijk niet zelf een beademingsmasker ontwikkeld, maar kwam wel met een aantal aanbevelingen over maatsystemen en hoe haar gegevens kunnen worden toegepast in het ontwerp van een masker en andere producten. Ze noemde nog een ander resultaat van haar werk dat ze als waardevol heeft ervaren, namelijk dat al haar gegevens toegankelijk zijn via TU Delft's antropometrische database (DINED), zodat anderen er gemakkelijk gebruik van kunnen maken.
Het werk voortzetten
Hoewel de PhD is afgerond, bouwt Goto verder aan haar onderzoek. Samen met andere collega's en studenten van de TU Delft werkt ze aan kidsCAN, een project voor de Europese Commissie voor Standaardisatie. Hierbij worden 1.800 kinderen in Nederland in de leeftijd van 0 tot 16 jaar volledig opgemeten en 3D-gescand. De resulterende gegevens worden gebruikt om internationale normen in Europa te verbeteren en beter passende producten te maken die kinderen dagelijks gebruiken, zoals helmen, zitjes en speelgoed, en om ruimtes, zoals speeltuinen, veiliger voor ze te maken. Goto werkt ook aan andere projecten van de TU Delft, genaamd fieldlab UPPS – een samenwerking met kleine tot middelgrote industriële partners die geïnteresseerd zijn in het creëren van ultragepersonaliseerde producten en diensten, en Next UPPS – een interdisciplinaire samenwerking tussen drie technische universiteiten (Eindhoven, Twente en Delft), Nederlandse productie-industrieën en ontwerpstudio's om kennis, tools en methoden te genereren voor de ontwikkeling van ultragepersonaliseerde producten.
Het promotietraject leidde Goto in een richting die ze niet had verwacht, maar nu wel waardeert. "Als je als ontwerper niet weet waartoe de computerwetenschap in staat is, is dat een beperking voor je. Het is dus echt deze samenwerking die ervoor zorgt dat het werkt. Werken met dit soort gegevens was zo buiten mijn comfortzone, maar nu ik het heb verdedigd en terugkijk op wat ik heb gedaan, ben ik echt blij dat ik zover ben gekomen."
