James Dyson Award, Top 20: Form, Funktion und Fussabdruck

Von Monomaterial-Windeln über berührungslose Bremsen bis hin zu Kunststoffalternativen auf Fischbasis. 20 für den James Dyson Award nominierte Studierende verändern unsere Sicht auf Nachhaltigkeit und die soziale Auswirkungen von Produktdesign.

Für die 20 besten Studierenden, die für den diesjährigen James Dyson Award in die engere Wahl gekommen sind, liegt es völlig auf der Hand, dass Erfinder bei ihren Entwürfen nicht nur Form und Funktion, sondern auch ihren ökologischen Fussabdruck berücksichtigen müssen. In die engere Wahl gekommenen Erfinder, die zum ersten Mal zu 50% aus Frauen bestehen, sind wie ihre Vorgänger wild entschlossen, unser Leben durch geniale Anwendungen von Wissenschaft und Technologie zu verbessern. Sie sind sich aber auch wie keine andere Generation bewusst, dass Erfindungen sowohl soziale als auch ökologische Auswirkungen haben – nicht nur durch die Nutzung des Produkts, sondern auch durch die Herstellungsart und die bei der Entwicklung verbrauchten Materialien.

Peter Gammack, VP of Design and New Technology bei Dyson, sagte: „Die Bandbreite und die Ambitionen der Projekte in diesem Jahr sind unglaublich. Die Nachwuchsingenieure sind angesichts der vielfältigen globalen Probleme äusserst beunruhigt und sehen die Technologie als Katalysator für eine bessere Zukunft. Sie zeigen deutlich, wie einfach geniale Konzepte unsere Lebensweise revolutionieren können.“

Diese 20 Projekte, die von den Dyson-Ingenieuren aus Tausenden von Finalisten in 27 teilnehmenden Ländern ausgewählt wurden, werden nun an Erfinder und Gründer James Dyson vorgestellt, der dann den Gesamtsieger und zwei Zweitplatzierte auswählen wird.

MarinaTex, Vereinigtes Königreich
Die Inspiration für MarinaTex ist die aufrichtige Überzeugung, dass wir sie sich beim Nachdenken über Design und Technik unbedingt auch auf Form, Funktion und Fussabdruck konzentrieren sollten. Lucy, die Erfinderin, löst gleich zwei Probleme: die Allgegenwart von Einweg-Kunststoffen und Fischabfällen.

MarinaTex ist eine biologisch abbaubare Alternative zu Einweg-Kunststoff und besteht aus organischen Fischabfällen und lokal gewonnenen Rotalgen. Obwohl MarinaTex wie Kunststoff aussieht und sich auch so anfühlt, gibt es sonst keine weiteren Ähnlichkeiten zwischen den beiden Materialien. MarinaTex ist stärker, sicherer und viel nachhaltiger als sein erdölbasiertes Gegenstück. Bei der Herstellung von MarinaTex wird eine einzigartige Formel aus Rotalgen verwendet, bei der die aus Fischabfällen gewonnenen Proteine gebunden werden, und es verfügt über starke, sich überlappende Bindungen, die ihm Stärke und Flexibilität verleihen. MarinaTex ist zu Hause kompostierbar, das heisst, es zerfällt innerhalb von 4-6 Wochen im Biomüll und benötigt keine eigene nationale Entsorgungsinfrastruktur.

Aeroflux, Kanada
Um der globalen Bedrohung durch den Klimawandel zu begegnen, muss auch der Luftverkehr nachhaltiger werden. Hersteller in der Luft- und Raumfahrtbranche auf der ganzen Welt haben sich verpflichtet, die CO₂-Emissionen der Luftfahrt von 2005 bis 2050 um 50% zu reduzieren. Eines der verschwenderischsten Systeme an einem modernen Flugzeug sind die Bremsen.

Herkömmliche Mehrscheiben-Carbonbremsen sind auf Reibung angewiesen, um ein Flugzeug zu stoppen. Sie verschleissen sehr schnell und müssen ständig ausgetauscht werden. Aeroflux-Bremsen nutzen das Prinzip der Wirbelstrombremsung, um ein Flugzeug reibungslos und damit verschleissfrei zu stoppen. Dabei wird auf beiden Seiten von zwei leitfähigen, nicht ferromagnetischen Scheiben (Rotoren) ein Magnetfeld angelegt. Die Rotoren sind mit dem Flugzeugrad verbunden und drehen sich im Magnetfeld, wenn sich die Räder drehen. Während sich die Rotoren über das stationäre Magnetfeld bewegen, werden in den Rotoren kleine elektrische Kreisströme (Wirbelströme) induziert. Diese Wirbelströme erzeugen ihr eigenes Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung des stationären Magnetfelds. Das Zusammenspiel dieser Felder übt eine Widerstandskraft auf die Rotoren aus, die zu einem Bremsmoment führt.

Sumo, Schweiz
Einwegwindeln sind das dritthäufigste Produkt auf Mülldeponien und es dauert 500 Jahre, bis sie sich zersetzt haben. Windeln werden natürlich für alle Babys benötigt, aber wir müssen einen Weg finden, sie nachhaltiger zu gestalten. Daher präsentiert Sumo eine biologisch abbaubare und saugfähige Windel mit antibakteriellen Fasern aus Eukalyptus- und Algenextrakten. Sumo ist die allererste Monomaterial-Windel und damit ideal zum Recycling geeignet. Sie minimiert Abfall, Bearbeitungsschritte, Zeit und Kosten im Recyclingprozess.

Schistoscope, Niederlande
Die Krankheit Schistosomiasis wird durch einen parasitären Wurm verursacht, der im Süsswasser von subtropischen und tropischen Regionen lebt. Im Jahr 2015 erkrankten weltweit etwa 252 Millionen Menschen an Schistosomiasis und jedes Jahr sterben schätzungsweise 4‘400 bis 200‘000 Menschen daran. Die Krankheit kommt am häufigsten in Afrika, Asien und Südamerika vor. Rund 700 Millionen Menschen in mehr als 70 Ländern leben in Gebieten, in denen die Krankheit verbreitet ist.

Mit dem Schistoskop kann die Schistosomiasis-Diagnostik direkt vor Ort vorgenommen werden, was den Diagnoseprozess vereinfacht. Dabei wird eine Urinprobe in einem Bild, das durch eine neue Art der Filterung entsteht, erfasst und ein Algorithmus erkennt den Grad der Infektion. Hierbei handelt es sich um ein einfaches, aber intelligentes Diagnosegerät für den direkten Einsatz vor Ort. Mit dem Schistoskop können bis zu 50 Tests am Tag durchgeführt werden, was die Kontrolle und Eindämmung der Schistosomiasis in abgelegenen Gebieten deutlich verbessert und den Zugang zu einer kostengünstigen Diagnose ermöglicht.

Ubitone, Japan

Da es bereits heute eine enorme Vielfalt an Seh- und Hörschwächen gibt, wird auch die Taubblindheit weltweit zunehmen. In den meisten Fällen entwickelt sich die Taubblindheit später im Leben und wird daher vor allem Länder mit einer akut alternden Bevölkerung vor Probleme stellen. Die Blindenschrift, das gebräuchlichste System zum Lesen und Schreiben für Blinde und Sehbehinderte, wurde 1821 erfunden und ist bis heute nahezu unverändert geblieben.

Ubitone ist ein Kommunikationsgerät zur Unterstützung taubblinder Menschen. Mit diesem Gerät kann der Taubblinde mit Menschen ohne spezielle Kenntnisse wie der taktilen Gebärdensprache kommunizieren. Einfach ausgedrückt, ist es eine Alternative zur Blindenschrift.

Anhand von Stimmerkennung und dem Blindenschriftwörterbuch übersetzt Ubitone Sprache in verständliche Signale für taubblinde Menschen. Das Gerät verfügt über sechs vibrierende Ringe, die an den Fingern getragen werden, und überträgt ähnlich wie bei der Blindenschrift eine Vibration auf die Finger. Die App auf einem Smartphone verarbeitet und kommuniziert Informationen, indem sie sich über Bluetooth mit dem Gerät verbindet.

Dies könnte den taubblinden Menschen eine neue Welt eröffnen, da sie nicht mehr auf die Blindenschrift beschränkt sind. Podcasts, Fernsehsendungen und Radio werden in Echtzeit zugänglich sein.

Gecko Traxx, Australien
Rollstuhlfahrer, die in Ländern mit einer Küste leben, haben oft grosse Schwierigkeiten am Strand vorwärts zu kommen. Gecko Traxx ist ein tragbares und kostengünstiges Zubehör, das einen Offroad-Einsatz von manuellen Rollstühlen ermöglicht. Der einzigartige Reifenquerschnitt ist zunächst komplett unauffällig, aber verbreitert sich bei Bodenkontakt, wodurch sich die Kontaktfläche bei Bedarf verdreifacht. Der einfache, integrierte Clip kann auch bei eingeschränkter Beweglichkeit verwendet werden, sodass der Rollstuhlfahrer die Reifen selbstständig an seinem Rollstuhl anbringen kann, ohne dass ein Transfer aus dem Rollstuhl erforderlich ist.

Cocoon, USA
Nach Angaben des Centre for Disease Control and Prevention haben 3,4 Millionen US-Amerikaner eine aktive Epilepsie. Epileptische Anfälle können nicht nur für den Epileptiker selbst, sondern auch für Umstehende gefährlich sein. Wer einen epileptischen Anfall erlebt, benötigt einen geschützten Raum, aber diese sind nicht immer einfach zu finden. Ausserdem sind Personen, die sich in der Nähe aufhalten, oft nicht im Erkennen von Anfällen oder Erster Hilfe geschult. Uma Smith wollte dieses Problem lösen.

Cocoon ist ein intelligenter geschützter Raum für epileptische Anfälle und gleichzeitig ein Warngerät. Wenn ein Epileptiker zu Beginn eines Anfalls eine Aura verspürt, öffnet er Cocoon, legt sich auf die Seite, schiebt Cocoon über seinen Kopf und lässt sein Gesicht frei. Magnetsensoren erkennen, wann das Gerät geöffnet wurde und alarmieren über die GPS-Koordinaten vordefinierte Kontaktpersonen des Epileptikers. Ein Beschleunigungssensor erkennt Krämpfe, während ein Chip einen Krankenwagen ruft, wenn der Anfall länger als fünf Minuten dauert.

Nah Yeah Buoy, Neuseeland
Etwa 80% der 1‘000 jährlichen Rettungen von Surf Life Saving New Zealand werden durch Scherströmungen verursacht. Ausserdem haben Studien ergeben, dass in Neuseeland die dritthäufigste Ursache für unfallbedingte Todesfälle Ertrinken ist. Diese Designer wollten ein Produkt entwerfen, mit dem man Scherströmungen erkennen kann, um die Strandbesucher vor den versteckten Gefahren zu warnen, Todesfälle durch Ertrinken und Rettungen durch Scherströmungen zu verhindern. Die „Nah, Yeah Buoy“ ist ein adaptives System für die Wassersicherheit und wurde entwickelt, um Scherströmungen in der Nähe von Stränden zu identifizieren, ihre Positionen und Bewegungen zu visualisieren und interaktive Warnmeldungen und Warnungen für Rettungsschwimmer und Wassersportler bereitzustellen.

Continuity, Australia
Diabetes hat inzwischen epidemieartige Ausmasse angenommen. Weltweit ist 1 von 10 Personen betroffen. Die derzeit verwendeten invasiven Geräte zur Überwachung und Behandlung von Diabetikern können manchmal unsicher, schmerzhaft und zeitaufwendig sein.

Continuity beseitigt die aktuellen Probleme der derzeit verwendeten invasiven Geräte, indem es die Vorteile der neuesten Technologie zur Überwachung des Glukosespiegels und zur nicht-invasiven Insulinzufuhr nutzt. Dieses Gerät nutzt die Technologie von GlucoWise, sitzt in einem Ohrring und misst dort rund um die Uhr den Glukosespiegel. Es sendet Hochfrequenzwellen durch das Ohrläppchen und erzeugt ein deutliches Bild der Blutzellen, so dass der Sensor auf der anderen Seite des Ohrläppchens den Glukosespiegel erkennen kann.

Wenn eine Veränderung des Glukosespiegels vorliegt, vibriert das Gerät, um den Benutzer darüber zu informieren. Ausserdem sendet es Warnmeldungen an das Smartphone, damit der Benutzer Gegenmassnahmen einleiten kann. Darüber hinaus ist die Insulinverabreichungsvorrichtung ein nicht-invasives, tragbares System, mit dem das vordosierte Insulin in den Mund gesprüht und dort von der Wangenschleimhaut aufgenommen wird.

James Dyson Award
Beim James Dyson Award handelt es sich um einen Wettbewerb für studentische Erfinder, die die Probleme von morgen lösen können und wollen. Die Gewinner werden von Sir James Dyson ausgewählt und zeichnen sich durch Einfallsreichtum, iterative Entwicklung und wirtschaftliche Rentabilität aus. Inzwischen nehmen Studierende aus 27 Nationen teil und in diesem Jahr wird mit den Ideen erstmals ein besonders breiteres Spektrum globaler sozialer und ökologischer Themen abdeckt.

Seit der Gründung des Wettbewerbs vor 15 Jahren hat der legendäre Erfinder James Dyson die bahnbrechenden Konzepte bereits mit über 1 Million Pfund (rund 1,3 Millionen Schweizer Franken)gefördert. Um den Finalisten bei der Weiterentwicklung ihrer neuartigen Ideen zu helfen, erhält der Gesamtsieger jedes Jahr 30‘000 Pfund (39‘000 Schweizer Franken) und die nationalen Gewinner jeweils 2‘000 Pfund (2‘600 Schweizer Franken). Im Gegensatz zu anderen Wettbewerben erhalten die Teilnehmer volle Autonomie über ihr geistiges Eigentum.

Der James Dyson Award ist Teil eines umfassenderen Engagements von Sir James Dyson, um zu zeigen, dass Ingenieure die Welt verändern können. Das Dyson Institute of Engineering and Technology, die James Dyson Foundation und der James Dyson Award verkörpern seine Vision, um Ingenieure auszubilden. Sie sollen befähigt werden, ihr theoretisches Wissen anzuwenden und so neue Wege zur Verbesserung des Lebens durch Technologien zu finden.