DISE3123 / Estudio 6

Estación socio-ambiental (semáforo ambiental)

Existen fenómenos ambientales que están muy lejos de la experiencia y el conocimiento de las personas. Cuando hablamos de temperatura por ejemplo y le damos un valor de 25°C fácilmente tenemos una idea de lo que ese dato significa, pero cuando hablamos de 2.1ppm de CO2 no es así. Lo mismo ocurre con fenómenos como la humedad, la presión atmosférica, etc. que entre además no se pueden percibir fácilmente con nuestros sentidos.
Para que las personas puedan entender estos fenómenos es necesario que se familiaricen con ellos, y para lograrlo es necesario empezar a pensar en sistemas de información, visualización e interacción con los mismos, que permitan la difusión de este conocimiento.
Las normas arquitectónicas y urbanísticas han contemplado aspectos como los aislamientos, alturas, usos etc. Pero hechos tan importantes como las diversas interacciones de los ecosistemas en los cuales estamos inmersos son muchas veces desconocidas e ignoradas.
Así como existen los semáforos que nos ayudan a regular el tráfico vehicular y peatonal, ¿porque no hablar de semáforos ambientales? ellos podrían brindarnos información no solo de diferentes fenómenos ambientales sino también del estado de nuestros ecosistemas. Podemos imaginar estos semáforos en diferentes puntos de la ciudad, en parques, contextos contaminados o abandonados.
El semáforo ambiental está compuesto por una serie de unidades independientes que miden un fenómeno en particular, cada unidad posee sensores y un display que brinda información visual al público sobre la medición en el sitio. Los datos son enviados a través de la red inalámbrica de la Universidad de Los Andes a un servidor donde son almacenados para su posterior análisis y trabajo futuro del proyecto. Diferentes diseños de información serán aplicados a estos datos para ser visualizados, extraer información relevante y apoyar la toma de decisiones en materia ambiental.
Para la visualización de información en los semáforos han sido diseñadas nuevas escalas y maneras de comunicarlas más cercanas de la experiencia humana, haciendo los fenómenos más entendibles y apoyando la experiencia de interacción en el sitio de la estación.
El semáforo ambiental es un proyecto abierto, sus diseños y proceso está público y tecnológicamente esta construido sobre el proyecto Wiring.

Este proyecto surge en el espacio del taller vertical conjunto de los departamentos de Arquitectura y Diseño de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad de Los Andes dictado por los profesores Hernando Barragán y Felipe Mesa.

Los invitamos a ver los fenómenos: CO2 Ranas Presión Reuido Temperatura y humedad Wind

Agradecimientos especiales a (special thanks to) Vanessa Carpenter and friends (http://halfmachine.dk), Camilo Cruz (Planta física), Nestor Vera (Planta física), Ricardo Pedraza (DTI), Tom Igoe (ITP, NYU).

Social-environmental Station (Environmental traffic light)

There are environmental phenomena that are far from the experience and knowledge of people. For instance, when we speak of temperature and give it a value of 25° C we easily have an idea of what does it mean, but when we talk about 2.1ppm CO2 is not the case. The same occurs with phenomena such as humidity, air pressure, etc. which also can not be perceived easily with our senses. For people to understand these phenomena they need to become familiar with them. It is necessary to start thinking about information systems, data visualization and the interaction with them that encourage the understanding and contribute to disseminate this knowledge.

The urban planning has provided rules for issues such as insulation, height, habits, usage and so on, but the equally important facts like the various interactions of the ecosystems in which we immersed are often ignored and neglected.

Just as there are traffic lights that help us regulate traffic both vehicular and pedestrian, why not talk about environmental signals? They could give us information not only from different phenomena but also the environmental state of our ecosystems. We can imagine these lights in different parts of the city, in parks, contaminated or abandoned contexts.

The environmental traffic light consists of a series of units for independent particular phenomena; each unit has sensors and a display that provides visual information to the public on the measurement on the site. The collected data is sent over the wireless network at the University of Los Andes to a server where it is stored for further analysis and future work of the project.

Different information designs will be applied to these data to be displayed, understood and to extract relevant information and support decision making on environmental issues.
For the display of information at the environmental traffic lights new scales and new ways to communicate them have been designed, that are much closer to the human experience, more understandable and generating an interaction experience on the station’s site.

The environmental traffic light is an open project; its designs and processes are public. It is built on the Wiring project http://wiring.org.co. This project is developed in a series of workshops at the Architecture and Design school, Universidad de Los Andes by professors Hernando Barragan and Felipe Mesa.

On this Web site you can find direct links to the developments, the references and material used in class, as well as the students on each group.

Please check out the phenomena: CO2 Frogs Pressure Noise Temperature and humidity Wind

Ilustración: Neighbourhood Satellites, proyecto realizado por Myriel Milicevic en el Interaction Design Institute Ivrea.

“…make something which experiences, reacts to the environment, changes, is non-stabile… …make something indeterminate, that always looks different, the shape of which cannot be predicted precisely… …make something that reacts to light and temperature changes, that is subject to air currents and depends, in its functioning, on the forces of gravity… …make something that lives in time and allows the “spectator” to experience time… Artist Statement, Hans Haacke. 1966″

Encargo

1. Desarrollar un dispositivo de interacción ambiental y social. (Afianzamiento de las comunidades humanas en el medio y viceversa).
2. Generar conciencia de las redes y ciclos ambientales en que estamos insertos como comunidades y ecosistemas.
3. Obtener una base de datos precisos y útiles para la toma de decisiones políticas de diversa índole: ambientales, urbanas, sociales, económicas, etc.
4. Hacer de los datos obtenidos un fenómeno de interacción urbana preciso.
5. Hacer de los datos obtenidos un fenómeno de interacción social de diversa índole: educativo, participativo, recreativo, artístico, etc.

Para hacer visibles los cambios atmosféricos, dispositivos meteorológicos antiguos como barómetros, higrómetros y termómetros usaban medios no convencionales para revelar la materialidad del espacio. Por ejemplo para indicar humedad algunos higrómetros (Saussure) explotaban la expansión del cabello y la piel cuando absorbían humedad, y el diseño transparente de los primeros barómetros mostraba que ellos medían el peso del cielo brindando una experiencia cercana a las personas del fenómeno en cuestión.

Procesos e Interacción

a. Inputs: mediciones ambientales:

1. CO2 – Oxígeno
2. Fauna (Aves – insectos)
4. Temperatura
5. Humedad (Precipitaciones)
6. Corrientes de aire
7. Presión
8. Ruido (Sonido)
9. Ondas electromagnéticas
10. Condiciones de agua
11. Condiciones de suelo

b. Outputs: datos sociales:

1. Luz
2. Mensajes (Información, recomendaciones)
4. Imágenes
5. Sonido
6. Cambios ambientales (Aspersión de agua, crecimiento de plantas, etc…)
2. Datos vía internet dirigidos a un centro de recepción e interacción.

Gestión de Recursos

1. Generación de energía eólica
2. Generación de energía solar
3. Baterías
4. Utilización de agua lluvia
5. Presencia de materiales orgánicos

Configuración

a. Estructura

1. Liviana y resistente
2. Transportable
3. Modular
4. Repetible en serie
5. Adaptable a diversos sustratos
6. Resistente a la intemperie

b. Carcaza

1. Liviana y resistente
2. Translúcida
3. Camuflada o visible
4. Intercambiable
5. De fácil mantenimiento
6. Repetible en serie
7. Imagen fuerte

Situación urbana

a. Funcionamiento en red

1. Red de Estaciones socio-ambientales
2. Interconectadas
3. Direccionadas a una o varias centrales

b. Ubicaciones

1. Contextos abandonados
2. Contextos contaminados
3. Contextos congestionados
4. Contextos cualificados ambientalmente
5. Contextos secundarios

Lecturas: Capitulos 4, 5, 6, 7, 8, 9 de Digital Ground, de Malcolm McCullough, MIT Press, ISBN-10: 0262633272 ISBN-13: 978-0262633277

Capítulo Narratives of Space and Time del libro Envisioning Information de Edward R. Tufte, Graphics Press (May 1990), ISBN-10: 0961392118 ISBN-13: 978-0961392116

Referencias.
Igoe, Tom. Making Things Talk, O´Reilly, 2007

A continuación citamos dos párrafos del libro “La trama de la vida” referidos a las nociones de Patrón y Estructura en los sistemas vivos

 Patrón y estructura. 

“Seguiré a Francisco Maturana y a Humberto Varela en sus definiciones para ambos criterios clave de un sistema vivo: su patrón de organización y su estructura.“El patrón de organización de cualquier sistema, vivo o no, es la configuración de las relaciones entre sus componentes, que determina las características esenciales del sistema. Dicho de otro modo, ciertas relaciones deben estar presentes para que algo sea reconocible como una silla, una bicicleta o un árbol. Esta configuración de relaciones que le otorga al sistema sus características esenciales, es lo que entendemos como su patrón de organización.La estructura de un sistema es la corporeización física de su patrón de organización. Mientras que la descripción del patrón de organización implica una cartografía abstracta de relaciones, la descripción de la estructura implica la de sus componentes físicos presentes: sus formas, sus composiciones químicas, etc.Para ilustrar la diferencia entre patrón y estructura, tomemos un sistema no vivo bien conocido: una bicicleta. Para que algo pueda ser llamado una bicicleta, deberá existir un número de relaciones funcionales entre sus componentes conocidos como cuadro, pedales, manillar, ruedas, cadena, ruedas dentadas, etc. La configuración completa de estas relaciones funcionales constituye el patrón de organización de la bicicleta.La estructura de la bicicleta es la manifestación física de su patrón de organización en términos de componentes de formas específicas, hechos de materiales específicos. El mismo patrón <<bicicleta>> puede manifestarse a través de muchas estructuras distintas. El manillar tendrá distinta forma para una bicicleta de paseo, otra de carreras y una de montaña; el cuadro podrá ser pesado y sólido o ligero y delicado, los neumáticos podrán ser estrechos o anchos, tubulares o macizos. Todas estas combinaciones y muchas otras serán reconocidas como diferentes manifestaciones físicas del mismo patrón de relaciones que define a una bicicleta.” 

“Todos los sistemas vivos son redes de componentes más pequeños; la trama de la vida como un todo es una estructura multinivel de sistemas vivos que anidan en el interior de otros: redes dentro de redes. Los organismos son agregados de células autónomas, pero íntimamente vinculadas; las poblaciones son redes de organismos autónomos pertenecientes a especies únicas y los ecosistemas son redes de organismos, tanto mono como multicelulares, pertenecientes a diferentes especies. Lo que tienen todos estos sistemas en común es que sus componentes vivos son siempre células; por tanto, podemos afirmar sin duda alguna que todos los sistemas vivos son, en última instancia autopoiésicos. No obstante, resulta interesante plantearse si estos sistemas mayores formados por células autopoiésicas – organismos, sociedades y ecosistemas- son en sí mismas redes autopiésicas.”

Capra, Fritjof. La trama de la vida. Una nueva perspectiva de los sistemas vivos. Editorial Anagrama. Barcelona. 5ª Edición, Diciembre de 2003.

1. Definiciones de lo vivo

• a. Clásica: especies problema
• b. Sistémica: Retroalimentación Autopoiesis Estocasticidad vs. Determinismo Diversidad y Variación

2. Definiciones de las especies

• a. Como clases abstractas
• b. Como entidades evolutivas

3. Definición de los Ecosistemas, las Comunidades (y sus distribuciones), las Poblaciones.

4. Componentes de los Ecosistemas:

• a. Factores Bióticos: relaciones entre las especies. Competencia, depredación, comensalismo, parasitismo, mutualismo.
• b. Factores Abióticos: Patrones de los vientos, humedad relativa, temperatura promedio, humedad del suelo, regimen de formación del suelo, disponibilidad de los nutrientes, intensidad lumínica, pluviosidad. Ciclos del Carbono, del Hidrógeno, del Oxígeno, del Nitrógeno, del Fósforo, del Azufre, del agua.
• c. Flujo de energía en el tiempo: SUCESIÓN. De la invasión por especies pioneras a la homeostasis. Reversibilidad de los procesos bioquímicos.

5. Conviviencia en el espacio y en el tiempo:

• a. Ecosistemas fractales y parasitismo (espacio)
• b. Ciclos de vida prolongados (tiempo).

6. Factores determinantes de las distribuciones de las especies

• a. Espaciales: Prevalencia Área de Ocupación Extensión de la ocurrencia
• b. Temporales: Tolerancia Marginalidad

7. Tipos de diversidad

• a. Estructural: De punto Intra-habitat Paisaje Biogeográfica o Regional
• b. Morfológica: Estratificación Arquitectónica o Constructiva c. Taxonómica o Sistemática, Histórica
• d. Amplitud de los recursos (Nichos multivariados)

8. Temporalidad a gran escala: ¿Qué es lo que evoluciona?

• a. Evolución del comportamiento
• b. Biología del Desarrollo
• c. Ecología Evolutiva
• d. Genética Evolutiva
• e. Paleontología Evolutiva
• f. Morfología y fisiología evolutiva
• g. Evolución Molecularh. Sistemática

Foto: (Pouring Light) una interface física para controlar la intensidad de la luz, realizada por Chris Noessel et.a. en el Interaction Design Institute in Ivrea.

Tiempo: (5 sesiones)

Un sensor es un dispositivo que nos permite obtener información acerca del mundo que nos rodea, en particular de un fenómeno sobre el cual tenemos interés, existen diferentes tecnologías y sensores, entre ellos de luz, movimiento, distancia, posición, humedad, temperatura, CO2 etc. Un actuador es un dispositivo que nos permite producir cambios en el mundo físico, por ejemplo un motor produce movimiento, una lámpara cambia las condiciones de iluminación del espacio.

Este ejercicio consiste en diseñar un dispositivo de entrada para medir el fenómeno físico de iluminación y diseñar un dispositivo de salida que comunique la medida de luz en un momento dado. Es posible transformar la cantidad de luz medida en un fenómeno fisico con otra especificidad (sonido, movimiento, combinaciones, etc).

Para medir la iluminación usaremos fotoresistencias. Una fotoresistencia es un sensor que permite tomar una medida de la iluminación de un espacio. Como su nombre lo indica una fotoresistencia cambia su valor de resistencia dependiendo de las condiciones de luz, a mayor iluminación menor resistencia a la corriente eléctrica, a menor iluminación mayor resistencia. Estos sensores pueden conseguirse en las tiendas de electrónica de la cra 9a con calle 19.

Para este experimento utilizaremos Wiring http://wiring.org.co/. Wiring es un sketchbook electrónico compuesto por hardware y software que nos permite realizar prototipos funcionales de aplicaciones interactivas en el mundo físico.

El desarrollo del proyecto tendrá una sesión introductoria a Wiring, presentación de proyectos que usan Wiring, breve introducción al funcionamiento, una sesión de workshop donde se realizarán experimentos usando sensores de luz, switches y leds. En esta sesión se harán las presentaciones de las propuestas preliminares de los diseños, 2 sesiones de trabajo adicionales y entrega.

Lectura: Extension 8: Electronics in the Arts, Casey Reas & Hernando Barragán.
Reas, Casey, Ben Fry, Processing, A Programming Handbook for Visual Designers and Artists, Foreword by John Maeda
Chapters by: Alexander R. Galloway, Golan Levin, R. Luke DuBois, Simon Greenwold, Francis Li, Hernando Barragán
MIT Press, 2007. ISBN-10: 0-262-18262-9, ISBN-13: 978-0-262-18262-1

Materiales: Fotoresistencias (modelos variados), Switches (diferentes tipos), Resistencias (entre 15 y 20 de cada valor a continuación) 10K, 1K y 330 Ohm (si les preguntan están bien de 1/2 o 1/4 de watt), LEDs de diferentes colores, potenciómetro de 10K, protoboard, cautin (soldador), soldadura de estaño, conectores hembra (ver foto abajo) para conectar a los echufes de pines (macho) de Wiring, pinzas para cortar/pelar cable, multitoma y extensión, cable de impresora USB para uso con Wiring. Para ese día cada grupo debe traer por lo menos 1 computador portatil con Wiring instalado: http://wiring.org.co/download. No olvidar descargar los drivers para su computador como lo indica el paso 1 de la guía de instalación: http://wiring.org.co/hardware/software_setup.html

Workshop 1: Deben traer los materiales indicados por grupo para el proyecto 2 y completar los siguientes ejercicios:

http://wiring.org.co/learning/examples/led_blinks.html

http://wiring.org.co/learning/examples/photoresistor.html

http://wiring.org.co/learning/examples/potentiometer.html

http://wiring.org.co/learning/examples/switch.html

http://wiring.org.co/learning/examples/led_fade.html

http://wiring.org.co/learning/examples/responsive_light.html

Como tarea deben completar un ejercicio usando 8 leds y un sensor de luz, el número de leds encendidos debe ser proporcional a la intensidad de la luz medida por su sensor. Realice también el experimento de manera inversa, es decir que la cantidad de leds encendidos sea inversamente proporcional a la iluminación detectada.

Tipo de conector para usar con Wiring aqui

Proyectos:

1. Soundbox por Marco Murcia, Ellen Heshusius, Catalina Villa, Juan S. Rico y Miguel Escallón
Prototipo:

Proceso: http://www.flickr.com/photos/24548314@N03/

2. Scent in a bubble por Mario Botero, Paola Rivera, Carlos Castellanos, Maria Paula Rodríguez y Pablo hernández

Proceso: http://www.flickr.com/groups/695795@N21/pool/

3. Nightshade por Juliana Azuero, Alfredo Gonzalez-Rubio, Laura Pedraza y Viviana Rojas
Idea:

Inspiración:

Prototipo:

4. Experiencia de relajación por Sandra Chavarro, Layla Bassil, Oscar Patarroyo y German Hernandez

Proceso: http://www.flickr.com/photos/24661112@N05/

Exploración:

Prototipo:

5. Flip por Catalina Matamoros, Angelica Cadena, Catalina Sánchez y Natalia Vergara

Prototipo:

Proceso: http://www.flickr.com/photos/24524601@N02/

6. Metamorfosis por Andrés Ortiz, Diana Benavides, Juan Sebastian Alvarado, Marcela Tovar y Paola Gomez

Idea:

Prototipo:

7. Light flashes por Juan pablo Ayala, Emilio Aguas, Diana Galvis, Andrés Martinez y David Castellar

Experimento:

Tiempo: 2 semanas (4 sesiones)

Introducción de los términos Ecología y Computación pervasiva. Basados en estas definiciones proponga 10 ideas que sean una fisión de ambas. Recuerde usar un post-it por idea, las ideas deben ser completas, no descartar ideas estúpidas. Al terminar ubique sus ideas en diferentes lugares del espacio del taller. (Tiempo 1 hora 30 minutos)

Revisión de ideas: revise cuidadosamente todas las ideas de sus compañeros y róbese las que más le gusten (sólo llévese la idea, no el post-it).

Organizar grupos de 5 personas, en los grupos debe haber mínimo 2 estudiantes de arquitectura y 2 estudiantes de diseño. Discutan como grupo las ideas seleccionadas por los integrantes, agrúpenlas, construyan sobre ellas y escojan una, la que más les interese como grupo. Presentar documento con el estado del arte en lo relacionado con el proyecto escogido.

Cada grupo deberá presentar (comunicar) a la clase su idea desarrollada, recuerde que se deben tener aspectos en cuenta como: como convive su diseño en el mundo real, como funciona, que es etc. Formatos de presentación incluyen: Pecha-kuchas, Video escenarios, dramatización en vivo. El tiempo de cada presentación no deberá ser mayor a 6 minutos.

Película: Brazil, Terry Gilliam.

Lecturas: Gillian´s Notebook, Cluster Magazine, Ed Van Hinte, Smart Architecture, January 2003 ISBN-10: 9064504903, ISBN-13: 9789064504907, 010 Publishers