projekt.thermobjekt@roman.Vogl

    • May 9, 2006

    (virtuelle) Zellteilung

    Filed under: Uncategorized, konzept, virtueller organismus — roman @ 4:16 pm

    Die Zellteilung ist der biologische Prozess, der das Wachstum und die Fortpflanzung aller Lebewesen gewährleistet. Und da das ThermObjekt ebenfalls ein Lebewesen ist, ein virtuelles Lebewesen, wird sein Wachstum und Fortpflanzung ebenfalls durch die Zellteilung gesichert. Die Zellteilung gliedert in die Zellkernteilung(Mitose od. Karyokinese) und der Zellplasmateilung (Cytokinese) bei sog. Eukaryoten. Eukaryoten sind Lebewesen mit Zellkern. Lebewesen ohne Zellkern nennt man Prokaryoten (dazu zählt man Archaeen, Bakterien). Bei diesen Lebewesen findet keine Mitose -Zellkernteilung statt. Die Teilung entsteht durch die Einschnürung der Zellmembran. Eine zweite Form der Zellkernteilung, die Meiose, führt zur Bildung von Keimzellen(Gameten), die der geschlechtlichen Fortpflanzung dienen. Die Zeit zwischen zwei Teilungen nennt man Interphase. Bei geschädigten Zellen, wird der Interphase zum Dauerzustand. Sie teilen sich nicht mehr, sie befinden sich in der G0-Phase.
    Zellteilung
    Künstliche Befruchtete Eizelle im Stadium der Zellteilung
    Der erste Schritt zur Teilung ist die Wachstumsphase, die G1-Phase, wo sich die Zelle unter ATP-Verbrauch (ATP-Adenosintriphosphat -universelle Form unmittelbar verfügbarer Energi in Zellen, und geleichzeitig ein wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse) vergrößert und die Zellorganellen vervielfachen. Nach eine bestimmte Zeit beginnt dann die Verdopplung der Zellinhaltsstoffe und der DNA. Da beide Tochterzellen das gleiche Erbgut erhalten soll, müssen die Chromosomen repliziert werden. Das geschieht in der Synthese- oder S-Phase. Daran schließt sich eine Ruhephase an -G2-Phase. bevor die eigentliche Mitose beginnt. Die zwei identischen Tochterstränge eines Chromosoms nennt man Chromatiden. Im Laufe der Mitose wird die Kernmembran aufgelöst, die Schweterchromatiden werden getrennt, an gegenüber liegende Enden der Zelle gebracht und wieder in Kernhüllen verbackt. Alle anderen Zellbestandteile verteilen sich in die zweite Zellhälfte, die Zellmembran schnürt sich in der Mitte ab, und es entstehen zwei Tochterzellen. Bei ausreichender Nahrungsangebot sind Zellen unsterblich: Theoretisch können sie sich unendlich teilen. Im Körper muss die Zellteilung daher beschränkt sein. Tatsächlich dürfen nur spezielle Stammzellen den Nachschub für das jeweilige Gewebe bilden, und zwar genau in dem Maß, wie Zellen gestorben sind. Der Zeitlich Ablauf einer Zellteilung ist je nach Zelltyp unterschiedlich, im Mittel dauert dieser Prozess ca. 16 Stunden.

    April 4, 2006

    Thermografie/Energie

    Filed under: Uncategorized, konzept — roman @ 1:40 pm

    Die Thermografie ist ein bildgebendes Verfahren, das für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung (Infrarotlicht) eines Objektes oder Körpers sichtbar macht. Die Thermografie ist ein berührungsloses Verfahren, es können auch extrem schnelllaufende Verfahren und Bewegungsabläufe erfasst werden. Die Thermografie wird vor allem für die Festellung von Wärmeemission von Gegenständen (Maschinen, Gebäuden) angewandt

     
    In meinen Projekt verfolge ich eine ähnlich Überlegung. Wobei die physikalische Tatsache, das alle materiellen Gegenstände Wärmestrahlen aussenden, bei dem Thermobject nicht exitiert. Das Thermobject existiert nur aufgrund seiner Wärmeausstrahlung. Es gibt kein dazugehöriges reales materielle Object. Es existiert nur scheinbar virtuell - im Rechner, könnte durch die Thermografie sichtbar gemacht werden. Das Thermobject ist ein reines Energieobjekt. Die Darstellung eines Objektes mit Hilfe eines berührungslosen Verfahren.
     
     
    Was ist Energie?
    Energie ist eine physikalische Zustandsgröße. Abgeleitet aus dem Griechischen (innen und Werk - Wirken) bedeutet Energie ganz allgemen eine den in der Physik betrachteten Objekt innewohnende Wirksamkeint. Sie ist bildlich gesprochen die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten. Es gibt vier grundsätzliche Energieformen: Mechanischen Energie, Thermische und innere Energie, Elektrische und magnetische Energie, Bindungsenergie. Ich beschäftige mich in diesen Projekt natürlich hauptsächlich mit der Thermischen und inneren Energie. Die Thermische Energie ist die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes gespeichert ist. Thermische Energie wird fälschlicherweise als Wärmeenergie bezeichnet. Die Erscheinungsformen der Energie werden durch die Thermodynamik beschrieben. Die Summe aus thermischer Energie, Schwingungsenergie im Körper und Bindungsenergie bezeichnet man als innere Energie. Eine weitere Form der Energie ist die Masse. Nach der speziellen Relatibitätstherie sind Masse und Energie äquivalent. Das bedeutet, dass der Ruhemasse von Teilchen eine bestimmte Energiemenge die sogenannte Ruheenergie E=m*c^2 entspricht (E…Enegie, m…Masse, c…Lichtgeschwindigkeit). Noch kurz zur Thermodynamik. Sie besteht aus drei Hauptsätzen: 1) In einen abgeschlossen System ist die Gesamtenergie konstant. 2) Es gibt keine Maschine, die Wärme vollständig in andere Energieformen umwandeln kann. 3) Der absolute Nullpunkt der Temperatur ist unerreichbar.
    Es wurde angesprochen, dass die Wärmeendergie nicht gleich thermische Energie ist. Energie ist eine Zustandsgröße, Wärme dagegen, wie auch Arbeit, eine Vorgans- oder Prozess-Grösse, die nur beim Vorliegen eines Themepraturgradienten auftritt. Ein System enthält also nie Wärme sondern nur thermische bzw. innere Energie. Prozessgrößen od. Vorgangsgrößen treten ausschließlich bei Zustandsänderungen auf, und sind in Folge wegabhängig. Es ist daher für die Prozessgrößen wichtig, auf welchen Weg ein Zustand in einen anderen übergeht. Durch Zu- oder Abfuhr von Energie erfährt ein thermodynamisches System eine Zustandsänderung. Dieser Vorgang ist nur währen eines Prozesses möglich. Die hierbei verrichtete Arbeit und ausgetauchte Wärme sind daher Prozessgrößen. Die Wärme ist daher an einen Transportvorgang gebunden.
    Das ist die Pyhsikalisch Erklärung.
     
     
    Es stellt sich nun die Frage für mich, ob ich die Theorie aufstellen kann, das das Thermobjekt ein thermodynamisches System ist, indem die Informationsübertagung den Transportvorgang darstellt, und die so entstandene Prozessgröße die Wärme ist, das das Objekt darstellt. Der Prozess ist die Umwandlung von geometrischen Daten in ein Wärme-Objekt. Es wäre dann eine Zustandsänderung von digitaler Information (physiklasich gesehen elektrische Energie) in Wärme. Im Grunde genommen ist die Bezeichnung Thermobjekt nicht richtig, es ist ein WärmeObjekt innerhalb einesthermodynamischen Systems indem dreidimensionale Informationen mit Hilfe von Wärmestrahlen übertragen werden. Wärmestrahlen sind elekromagnetische Strahlen, die ein Körper abhängig von seiner Temperatur emittiert. Es ist noch zu recherchieren, ob ich diese Behauptung halten kann. Wenn das der Fall ist, dann kann man sagen, ich arbeite am…
     
    Entwurf und Realisierung eines thermodynamischen System zur Informationsübertragung von virtuellen Objekten mittels elekromagnetischen Strahlen (Wärme).

    April 2, 2006

    Projektarbeit: ThermObjekt.Einleitung

    Filed under: Uncategorized, konzept — roman @ 9:19 pm
    Ich habe mir im letzten Semester die Frage gestellt, wie es möglich wäre, ein 3 dimensionales Objekt darzustellen. Die Frage die sich nun stellt: wie kann dieses Objekt den Betrachter dargestellt werden? Abgesehen von herkömmlichen Darstellungsmöglichkeiten wie einfache Ausgabe am Bildschirm bzw. Beamer in 2D oder 3D-Stereo-Projektionen, sollte in diesem Projekt eine neue Art der Darstellung von 3D-Objekten gefunden werden.
    Wobei ein wichtiger Aspekt die reale (nicht virtuelle) Darstellung des Objekts war. Ein zweiter nicht weniger wichtiger Aspekt war, das die Apparatur die Möglichkeit hat, das dargestellte Objekt dynamisch darzustellen. Das heißt im Gegensatz zu einer 3D-Fräse oder Printer, die ein Objekt unverenderbar als statisches materielles Objekt ausgeben, soll die Apparatur das Objekt in Echtzeit veränderbar wiedergeben können. Aus dieser Überlegung entstand der 3D-Partikel-Plotter.
    Die Überlegung war wie folgt: Ein 3D Flächenmodell wird in ein Partikel-Objekt umgewandelt. Das Objekt-Volumen wird mit endlich vielen kleinen Kugeln gefüllt. In Summe ergeben diese Kugeln ein Objekt, dessen Form der Form des Flächenmodells entspricht. Dieses virtuelle Partikel-Objekt soll nun in ein reales Partikel-Objekt umgewandelt werden. Es sollen aufgrund von Luftströmungen Partikel (Styroporkugeln) im echten Raum so in Zirkulation gebracht werden, das daraus das reale Abbild des virtuellen Partikel-Objektes entsteht. Zur Vereinfachung besteht die Apparatur aus “3D-Partikel-Pixel”. Diese 3D-Partikel-Pixel sind nichts anderes als kleine Plexiglas-Quader gefüllt mit Granulat (Partikeln). Jeder dieser 3D-Pixel kann unabhängig von den anderen mit Hilfe von Magnetventilen mit Luftstrom versorgt werden. Dieser Luftstrom wirbelt das Granulat auf, und macht dadurch den Pixel sichtbar. Die einzelnen Magnetventile können über den Computer angesteuert werden. Eine bestimmte Anzahl dieser 3D-Pixel, zusammengesetzt zu einer großen dreidimensionalen Matrix, macht es möglich die vorher genannten Anforderungen an die Apparatur zu gewährleisten, sprich: die Darstellung eines in Echtzeit veränderbaren 3D-Objektes im realen Raum. 

    partikel-plotter

     

    (die Umsetzung des Projektes “Partikel-Plotter”)
     
    Fortlaufend zu diesen Überlegungen, will ich mich in diesen Semester mit der Kernfrage auseinander setzen: Eine Apparatur zu bauen, die es ermöglicht ein 3D-Objekt in Echtzeit veränderbar wiederzugeben. Im Gegensatz zu den 3D-Partikel-Plotter will ich mich nicht auf das (fest) Materielle und Visuelle versteifen. Es soll vielmehr andere Sinneswahrnemungen angesprochen werden. Dabei soll das Auge von der Haut abgelöst werden. Es geht um das erfühlen eines Objektes (nicht tasten) mit Hilfe von unseren Wärmeempfingssensoren in der Haut. Und das Materielle des Objektes soll durch Energie ersetzt werden, um genau zu sein von Wärmeenergie. Es entsteht ein Objekt - ein Wärmeobjekt, das mit Hilfe einer Apperatur von der Hand erfühlt werden kann. Das ThermObjekt kann weder ertastet werden, noch ist es real sichtbar. Im weiteren Sinn, kann das Objekt auf die Berührungen des Betrachters reagieren, und sich entsprechend verändern. _ro