Als voor industrieel ontwerpen het synoniem ‘product design’ wordt gebruikt, roept dat onbedoeld soms de associatie met een ‘strak uiterlijk’ op. Bij het Saxion-lectoraat Industrial Design gaat het er juist om hoe producten helpen bij verbeteringen voor mens en maatschappij. Zoals het zoeken naar concrete toepassingen voor nieuwe technologie en nieuwe materialen, het beter begrijpen van de gebruiker en andere belanghebbenden bij een nieuw product, en het maken van duurzame ontwerpen als bijdrage aan een circulaire economie. “Verantwoord ontwerpen”, zo vat Arie Paul van den Beukel het samen. “Het uitgangspunt van deze discipline is de gebruiker, de maatschappij”, aldus de vorig jaar aangetreden lector Industrial Design. “Wat hebben die nodig en hoe kan technologie helpen daarin te voorzien?” Deze vraag staat centraal in tal van projecten en veel daarvan worden ondersteund door TechForFuture. “Zij brengen niet alleen hun brede netwerk in, maar kijken ook mee hoe een project wordt aangevlogen, Ze adviseren welke partijen daarin relevant kunnen zijn en zorgen voor een stukje kwaliteitscontrole.”
Arie Paul van den Beukel studeerde Industrieel Ontwerpen aan de TU Delft. Hij omschrijft het als een heel brede discipline. “Aan de ene kant ben je als ontwerper bezig met materialen en productietechnologieën voor een nieuw product. Tegelijkertijd draait ontwerpen om de vraag wat de gebruiker van dat product nodig heeft. Dan gaat het om het begrijpen van de mens, een stukje psychologie. Die twee uitersten komen in industrieel ontwerpen samen: zorgen dat je een product ontwerpt dat te maken is en dat mensen kunnen bedienen en appreciëren (of een dienst waar mensen graag gebruik van maken). Van den Beukel gaf daar zelf invulling aan bij automobielfabrikant Ford, waar hij na zijn afstuderen als UX-designer (voor user experience) ging werken aan de voertuigbediening, de interactie die bestuurders met de technologie in de auto hebben. “Dat was in de tijd dat er steeds meer digitale functies in de auto terechtkwamen; ik heb dan ook veel met elektrotechnici samengewerkt.”
Van universiteit naar hogeschool
In 2007 vertrok Van den Beukel bij Ford om onderzoek naar de bediening van functies tijdens het autorijden voort te zetten aan de Universiteit Twente (UT). Hij kreeg een functie als docent en onderzoeker voor de opleiding Industrieel Ontwerpen (en later ook Creative Technology). “Ik had ontdekt dat ik samenwerken met studenten erg leuk vond. Bij de opleiding heb ik de begeleiding van bacheloropdrachten van studenten gecoördineerd, altijd in samenwerking met het bedrijfsleven. Met een deel van het netwerk dat ik toen heb opgebouwd, werk ik nu ook nog samen. Dat is vooral een regionaal netwerk, met onder meer het Industrial Design Centre, waarin ontwerpende partijen samenwerken met maakbedrijven.” Hij doceerde Human-Centered Design-vakken en promoveerde op onderzoek in het verlengde van zijn ervaring bij Ford: “Driving Automation Interface Design – Supporting Driver’s Changing Role”.
Zo kon hij op academisch niveau onderzoek doen in langjarige projecten. Na bijna vijftien jaar aan de universiteit wilde hij echter dichter op de toepassing in de praktijk werken. Reden voor Van den Beukel om eind vorig jaar naar Saxion te verhuizen, toen daar de positie van lector Industrial Design vrijkwam, een functie die bijna negentien jaar door Karin van Beurden was vervuld. “Een lectoraat werkt aan projecten waar concrete resultaten uit komen en de betrokken partijen echt belang bij hebben.” Wat dat betreft past industrieel ontwerpen ook echt bij hem. “Het uitgangspunt van deze discipline is de gebruiker, de maatschappij, wat hebben die nodig en hoe kan technologie helpen daarin te voorzien? Dus ja, ik vind de toepassing heel belangrijk. Hoe fascinerend technologie ook kan zijn, als mensen die niet begrijpen en niet kunnen toepassen, is de ontwikkeling ervan voor niets geweest.”
Toepassingsgericht
Nu Van den Beukel al vijftien in Twente actief is, dient zich de vraag aan of hij in het industrieel ontwerpen – waar Delft lang het alleenrecht had in ons land – een ‘Twentse school’ kan definiëren. “Dat is een mooie vraag. De verschillende opleidingen in het land hebben elk hun eigen accenten. In Twente, bij zowel de UT als Saxion, staan technologie en de maakbaarheid van het product heel erg centraal. We zitten hier dicht tegen de werktuigbouwkunde aan, de hardere technologie, en onderscheiden ons daarmee van andere opleidingen, die zich soms meer op de dienstenkant richten.” Niet dat het Saxion-lectoraat een eenzijdige technologiefocus kent. “We onderscheiden ons van andere lectoraten Industrial Design in Nederland ook door onze nadruk op het verkennen van mogelijke toepassingen. We ontwikkelen daar een selectiemethodologie voor: wat kun je vanuit de technologie selecteren aan mogelijke toepassingen, hoe staat het met de technology-readiness? Daar zijn we wel uniek in. Het komt deels voort uit de Delftse methode voor productinnovatie, die werkt met zogeheten zoekvelden: welk soort product sluit aan bij de sterkte van het betreffende bedrijf en de behoefte in de markt? Wij hebben dat uitgebreid door technology-readiness bijvoorbeeld te vergelijken met maatschappelijke readiness: welke voordelen biedt technologie nu in een bepaalde producttoepassing? En voor de maatschappij? De brede, toepassingsgerichte focus weerspiegelt zich in de drie onderzoekslijnen van het lectoraat: ‘Materialen en technologie in ontwerp’, ‘Mens en ontwerp’ en ‘Duurzaam ontwerpen’.
“Hoe fascinerend technologie ook kan zijn, als mensen die niet begrijpen en niet kunnen toepassen, is de ontwikkeling ervan voor niets geweest.”
Materialen en technologie in ontwerp
“Wij zoeken naar mogelijke toepassingen vanuit de nieuwsgierigheid: wat zijn nieuwe productieprocessen en hoe kunnen die van voordeel zijn voor het productontwerp? Zo kun je met 3D-printen complexe productgeometrieën in één keer realiseren, in minder processtappen dan met conventionele productietechnologie.” Materiaalkundige aspecten komen hier ook om de hoek kijken, bijvoorbeeld in onderzoek naar het printen van beton versterkt met vezels. Een ander ‘materiaal’ betreft de afvalstroom die in het ziekenhuisproces vrijkomt; denk aan de vele disposables. “Daar kijken we naar in een project met het Enschedese ziekenhuis MST. Neem het materiaal van de verpakkingen voor steriele instrumenten; kunnen we bijvoorbeeld dat materiaal hergebruiken en verwerken tot medisch schoeisel voor verpleegkundigen?”
Mens en ontwerp
“Hier proberen we de gebruiker en andere belanghebbenden beter te begrijpen en in het ontwerpproces te betrekken. Want op abstract niveau is ontwerpen het vorm geven aan interventies om het leven van mensen beter te maken: veiliger, comfortabeler, minder zorgbehoeftig, enzovoort. Door ons hierin te verdiepen, kunnen we gebruikseisen afleiden. We ontwikkelen methoden en tools om ons beter te kunnen verplaatsen in gebruikers en situaties en daardoor onze oplossingen beter te laten aansluiten op wat echt nodig is. Ook onderzoeken we hoe we mensen bij het ontwerpproces kunnen betrekken zodat de nieuw producten/interventies echt op hun behoeften aansluiten.”
Lector Arie Paul van den Beukel: “Wij zoeken naar mogelijke toepassingen vanuit de nieuwsgierigheid”
Duurzaam ontwerpen
“In deze onderzoekslijn gaat het erom hoe we als ontwerpers kunnen bijdragen aan de circulaire economie. Van oudsher was het belang van productontwerp om een product op de markt te brengen waarmee het bedrijf geld kon verdienen en ook een doel van de gebruiker was gediend. Cynisch gezegd: daarmee bepaalde de ontwerper ook wat er op de afvalhoop terechtkwam. Dat willen we niet meer. Dus gaan we producten zo ontwerpen dat ze zoveel mogelijk kunnen worden hergebruikt en, als dat niet (meer) kan, de materialen kunnen worden gerecycled. Welke informatie heb je dan als ontwerper nodig om daarover beslissingen te nemen, want in het begintraject heb je heel veel invloed op de duurzaamheidswinst die uiteindelijk wel of niet wordt gerealiseerd. Dat doen we met praktische gereedschappen als een lifecycle analysis, om te bepalen welke impact een product kan hebben uit milieuoogpunt en om verschillende opties te kunnen vergelijken.” De aandacht voor duurzaamheid en circulair ontwerpen is er ook in het Fieldlab Circulaire innovaties maakindustrie. Daarin werken meerdere Saxion-lectoraten samen om de Nederlandse maakindustrie minder afhankelijk van primaire grondstoffen te maken en daardoor concurrerender op de wereldmarkt.
Studenten inspireren
Het lectoraat werkt aan deze drie onderzoekslijnen met ruim tien medewerkers, inclusief drie docent-onderzoekers. Die vervullen een belangrijke brugfunctie, vindt Van den Beukel. “Zij vertalen het onderzoek terug naar het onderwijs en omgekeerd betrekken ze het onderwijs bij het lopende onderzoek, met stages en afstudeerprojecten van hun studenten. Als lector wil ik relevant zijn voor het werkveld waar onze studenten uiteindelijk terechtkomen. Dus is het belangrijk dat zij via het onderzoek bekend raken met de nieuwste ontwikkelingen en geïnspireerd worden. Indirect voel ik me daarom medeverantwoordelijk voor het onderwijs.” Ruim twintig studenten zijn elk jaar via projecten intensief bij het lectoraat betrokken. Ze werken bijvoorbeeld in 3S-projecten (3S staat bij Saxion voor smart solutions semester) multidisciplinair samen aan cases uit de praktijk. Een voorbeeld is het al genoemde onderzoek naar hergebruik van medisch afval. Daarnaast zijn er nog studenten die workshops volgen in het FabLab, voortgekomen uit het lectoraat en intussen een zelfstandige eenheid met vijf medewerkers. “Dat is een open faciliteit waar studenten, medewerkers en ook bedrijven proto’s en demo’s kunnen maken. De technologie voor rapid prototyping – zoals bijvoorbeeld 3D-printen – is daar op een laagdrempelige manier toegankelijk. Door een ‘tangible’, aanraakbaar, prototype te maken, kom je heel veel te weten over de haalbaarheid van je ontwerp. En niet alleen uit technisch oogpunt. Met een tastbaar idee kun je ook makkelijker het gesprek aangaan met belanghebbenden en beter evalueren of jouw idee een mogelijke oplossing is.”
Betonprinten
Voor het printen van beton heeft het lectoraat al een eigen 3D-betonprintlab opgezet en samen met Mechatronica een betonprinter gebouwd. “Die wordt heel intensief door studenten gebruikt. We zijn nu een aantal cases aan het afronden. Een mooi voorbeeld is een groot waterornament uit beton. Tot nu toe werden zulke objecten met behulp van grote mallen gemaakt en dat gaf veel afval. Met printen kun je ze precies op maat maken, zonder afval. En bij de jacuzzi-variant die ook al is gemaakt, kun je meteen de aansluitingen integreren. Maar we hebben ook al stuwdammetjes gemaakt met de specifieke geometrie van de beek waarin ze komen te staan. Het mooiste voorbeeld is misschien wel de wenteltrap waarvoor we betonnen traptreden hebben geprint en in het UT-lab aan sterktetesten hebben onderworpen. De betrokken aannemer heeft zelf zo’n wenteltrap geïnstalleerd.” In een door TechForFuture (TFF) gesteund project wordt gewerkt aan hijsoplossingen voor dit soort grote 3D-geprinte objecten. “Een printer op locatie is nog toekomstmuziek, dus je moet de objecten op transport zetten. We onderzoeken nu transport en handling van grote geprinte objecten en bijvoorbeeld de integratie van hijsankers tijdens het printen.” Wat voor het lectoraat goed werkt, is het faciliteren van studentengroepen. “Kom op vrijdagmiddag naar ons toe, zeggen we tegen hen, probeer iets uit met een ontwerp en dan gaan we het samen printen. Daar hebben wij bij andere projecten goede ervaringen mee opgedaan en ook bij het betonprintproject heel veel van geleerd: het printproces met belangrijke parameters goed in de hand houden en de mogelijkheden en grenzen van de techniek ontdekken. Dat is nu ‘learning by doing’.”
“Het is belangrijk dat studenten via het onderzoek bekend raken met de nieuwste ontwikkelingen en geïnspireerd worden. Indirect voel ik me daarom medeverantwoordelijk voor het onderwijs.”
Vijverpomp en blusrobot
Naast het bekende FabLab zijn er nog diverse labs verbonden aan Van den Beukel’s onderzoeksgroep. Zoals het IoT-lab, waar onderzoekers samen met bedrijven toepassingen van het IoT (internet of things) verkennen. “Hoe kun je een product nieuwe functionaliteit geven als er met sensoren informatie wordt uitgehaald om, eventueel door vergelijking met data van het internet, bepaalde voorspellingen te doen. We werken concreet aan een vijverpomp die van sensoren is voorzien om de waterkwaliteit te meten en op basis daarvan advies te geven om meer of minder te pompen, additieven toe te voegen, het voer voor de vissen aan te passen, enzovoort. We werken nu aan een projectaanvraag samen met andere lectoraten om dit lab meer continuïteit geven.” Ook in het lab voor Gebruiksonderzoek en Design Thinking vinden de activiteiten nog vooral op projectbasis plaats. “Samen met het lectoraat Mechatronica doen we een project rond blusrobots. Wij onderzoeken de gebruikscontext van brandweerlieden en interviewen hen aan de hand van storyboards en scenario’s om te verifiëren of we de situatie bij brandblussen op locatie goed in kaart hebben gebracht. Dat geeft beter inzicht voor welk soort situatie die blusrobot moet worden ontworpen.”
Zorgtoepassingen
Toepasbaarheid in de zorg is een belangrijk thema van het lectoraat. Vanuit TFF zijn er meerdere projecten van het lectoraat gefinancierd op dit gebied. Daar speelt de wisselwerking tussen technologie en zorgproces een belangrijke rol. “Centrale vraag is hoe we die wisselwerking kunnen verbeteren om daarmee de waardegedreven zorg als geheel te verbeteren. Neem de inzet van 3D-printen voor de zogeheten preoperatieve voorbereiding, waarover wij contact hebben met het MST. Als de kaakchirurg moet opereren, kan die op basis van een scan eerst een 3D-model van de kaak laten printen. Dat helpt om de operatie voor te bereiden: waar moet ik iets plaatsen of juist iets wegnemen? Het heeft ertoe geleid dat het MST nu een eigen printlab heeft.” In een heel ander project komen twee onderzoekslijnen van het lectoraat mooi samen, ‘mens’ en ‘materiaal’. “Dat is een project vanuit de gynaecologie en gaat over het printen van zogeheten pessaria. Bij een vrouw die last heeft van baarmoederverzakking kan een inwendige ring, een pessarium, worden geplaatst. Dat inbrengen is uiteraard erg privé en per vrouw verschillend. Wat als je de geometrie zo kunt aanpassen dat het inbrengen wordt vergemakkelijkt. Dat bleek ingewikkelder dan gedacht, maar het onderzoek heeft wel inzichtelijk gemaakt tegen welke problemen vrouwen aanlopen, in communicatie en voorlichting, en dat geeft mogelijkheden voor verbetering van het zorgproces. Een van de gynaecologen van het Twentse ziekenhuis ZGT houdt zich hier al lang mee bezig en is er ontzettend enthousiast over.”
Lector Arie Paul van den Beukel: “Techniek toepasbaar maken voor gebruikers en andere belanghebbenden, dat blijft voor ons ontwerpers fascinerend om aan te jagen”
Brede rol TFF
Zo is TFF regelmatig betrokken bij projecten van het lectoraat. Van den Beukel prijst de brede rol die TFF vervult. “Ze brengen niet alleen hun uitgebreide netwerk in, maar kijken ook mee hoe een project wordt aangevlogen. Zo adviseren ze welke partijen daarin relevant kunnen zijn en zorgen ze voor een stukje kwaliteitscontrole. Wat wij bijvoorbeeld in een project pretenderen te gaan doen en de tijd die ervoor staat, is dat wel in verhouding? Het is heel waardevol dat ze op die manier meekijken en ook altijd leuk dat ze vragen om aan de afsluiting van een project publiciteit te wijden. Bij sommige andere subsidiepartijen zie ik veel minder interesse in wat een project heeft opgeleverd. Via TFF hebben we als lectoraat aan veel video’s meegewerkt. Ik vind het mooi dat ze dit stimuleren. Zo kunnen we goed laten zien hoe we als lectoraat relevant zijn voor de praktijk.”
Verantwoord ontwerpen
Gevraagd naar zijn ambities verwijst Van den Beukel naar de overkoepelende visie die het lectoraat heeft geformuleerd, samengevat tot ‘verantwoord ontwerpen’. “Daarmee geven we aan dat duurzaamheid een belangrijke rol speelt. We ontwerpen niet alleen om te voorzien in de bedrijfsactiviteit van een producent, maar willen daarmee een maatschappelijk doel dienen. Dat zien we overigens bij bedrijven ook steeds belangrijker worden: ‘Waar dragen we aan bij voor de gebruikers en voor de maatschappij?’ Onze vraag is dan hoe we daar als ontwerper vorm aan kunnen geven. De nadruk op duurzaamheid zorgt ervoor dat we als ontwerper veel verder vooruit moeten denken. In het verleden werd de ontwerper ervoor opgeleid om zijn ontwerp zo uit te werken dat het bij de producent in productie kon gaan en dat het een succesvol product werd. Dit is al een enorme uitdaging en nu moet die ontwerper nog verder vooruitdenken: ‘Hoe zorg ik dat het product misschien een nieuwe levenscyclus kan krijgen, kan worden hergebruikt of makkelijk uit elkaar is te halen, of dat het materiaal kan worden gerecycled? Welke informatie heb ik daarvoor nodig, hoe kan ik als ontwerper beslissingen over dat lange tijdpad nemen?’ Als lectoraat willen we bijdragen aan het denken daarover. Andere uitdagingen liggen onder meer in de zorg: hoe kan die bijvoorbeeld met preventieve zorg betaalbaar blijven en hoe kunnen we daar als ontwerpers aan meewerken? Verder zien we dat bepaalde groepen in de maatschappij moeilijk meekomen, door vergrijzing, sociaal-culturele achtergrond, enzovoort. Kunnen we daar in onze ontwerpen rekening mee houden en hoe kunnen we die doelgroepen benaderen?”
Techniek toepasbaar maken
Naast deze maatschappelijke invalshoek heeft het lectoraat ook een sterke industriële focus. Zo loopt er nu een grote projectaanvraag, samen met lectoraten van de hogescholen Fontys en Windesheim, rond het metaalprinten. “Hier is naast TFF, als centre of expertise voor de hightech, ook het Fraunhofer Innovation Platform for Advanced Manufacturing aan de UT bij betrokken. Hoe kunnen we de kennis van metaalprinten beter laten landen bij bedrijven, hoe maken we voor die heel geavanceerde technologie nu de vertaalslag naar de toepassing?” Het is illustratief voor de inzet van het Saxion-lectoraat Industrial Design, zegt lector Arie Paul van den Beukel tot slot. “Techniek toepasbaar maken voor gebruikers en andere belanghebbenden, dat blijft voor ons ontwerpers fascinerend om aan te jagen.”
(Foto’s Rikkert Harink)
