Como fazer você mesmo: sistemas modulares abertos

O retorno do artesanato tradicional é uma maneira de sabotar a indústria moderna de itens descartáveis. Este artigo considera outra opção: o design de bens de consumo modulares, cujos detalhes e componentes são reutilizados em outros objetos.

As iniciativas OpenStructures, Grid Beam e Contraptor combinam a modularidade dos sistemas LEGO, Meccano e Erector com o poder da colaboração colaborativa, como na Wikipedia e Linux.

Uma economia baseada no conceito de reutilização não só trará benefícios importantes em termos de sustentabilidade, mas também economizará dinheiro dos consumidores, acelerará a inovação e assumirá o controle das empresas transnacionais.

O sistema modular combina as vantagens da padronização (uma vez que as peças podem ser produzidas de maneira barata em grandes quantidades) com as vantagens da personalização (uma grande variedade de objetos exclusivos é feita a partir de um número relativamente pequeno de peças). A modularidade está presente até certo ponto em muitos produtos (por exemplo, bicicletas e computadores) e sistemas (por exemplo, trens e logística), mas os melhores exemplos de sistemas modulares são brinquedos: LEGO, Meccano e Erector (que agora se tornou a marca da Meccano nos Estados Unidos).

LEGO, Meccano e Erector consistem em um número relativamente pequeno de blocos simples a partir dos quais vários objetos são construídos. Depois disso, as peças são desmontadas e reutilizadas para algo completamente diferente. Além dos blocos de construção, existem muitos blocos de construção mais específicos que são menos versáteis, mas acrescentam variedade.



Todos os componentes dos kits LEGO, Meccano e Erector se encaixam porque são projetados de acordo com um conjunto específico de regras. Buracos (Meccano e Erector) ou pregos (LEGO) têm um diâmetro exato e estão a uma distância específica. Além disso, as dimensões dos blocos de construção correspondem exatamente uma à outra. O sucesso contínuo de LEGO, Meccano e Erector (aparecendo no mercado em 1947, 1902 e 1911, respectivamente) baseia-se no fato de que essas regras nunca mudaram. Todos os novos blocos de construção são compatíveis com os anteriores há muitos anos. Hoje, as crianças podem expandir sua coleção de brinquedos com as peças que os pais e os avós brincaram e, no mercado, essas peças custam tanto quanto as novas.

Feixe de grade, feixe de bit, feixe aberto, feixe de criador e Contraptor

O mesmo princípio se aplica aos objetos do cotidiano: de cafeteiras a móveis, acessórios, carros e sistemas de energia renovável. Somente padronização no nível do projeto é necessária. As regras de design podem ser muito simples, como é o caso do Grid Beam . Este sistema modular, desenvolvido em 1976, é baseado em vigas com geometria simples e um padrão repetitivo de furos. As vigas podem ser feitas de madeira, alumínio, aço ou qualquer outro material.



Apesar de sua simplicidade, uma grande variedade de objetos está disponível. Todos os tipos de móveis, estufas, estruturas para oficinas e processos de produção, moinhos de vento, carrinhos de mão, máquinas agrícolas, veículos, galpões e edifícios foram fabricados com base no Grid Beam (um livro sobre esse sistema modular foi publicado em 2009 e pode ser encontrado on-line ). O Grid Beam foi criado com base nas idéias de Ken Isaacs e no sistema Living Structures , que ele inventou nos anos 50, onde as mesmas vigas eram usadas, com apenas menos orifícios.



Nos últimos anos, surgiram vários sistemas que usam um conjunto de regras muito semelhante, com base em um sistema de orifícios repetidos. O Bit Beam é essencialmente uma versão em escala do Grid Beam, apenas para estruturas menores de madeira balsa, como suportes para laptops ou protótipos. O Contraptor adota uma abordagem semelhante, mas é especializado em estruturas metálicas estruturais para impressoras 3D DIY, fresadoras e robótica. O OpenBeam e o MakerBeam também são construções modulares baseadas em regras muito simples. Lá, a estrutura não se baseia no padrão dos furos, mas nas ranhuras de alumínio em forma de T. O Makeblock combina ambas as abordagens e inclui módulos eletrônicos.



A maioria desses sistemas é limitada ao design de quadros. Mas há um sistema que oferece muito mais recursos, porque ele se baseia em um conjunto de regras mais complexo: o OpenStructures . O projeto começou em Bruxelas em 2007. Ao contrário de todas as opções acima, o projeto OpenStructures ainda está em fase experimental. No entanto, é interessante analisá-lo com mais detalhes, pois demonstra melhor o potencial das estruturas modulares dos edifícios.

Openstructures

A primeira regra básica do OpenStructures é a mesma do Grid Beam e sistemas similares: todas as peças são conectadas umas às outras para que possam ser facilmente removidas usando parafusos e parafusos, em vez de pregos ou cola. No entanto, a “linguagem” de design do OpenStructures é diferente: é baseada no OS Grid , que se baseia em quadrados e escalas de 4x4 cm. Os quadrados também são divididos em partes ou combinados e formam quadrados ainda maiores, sem perder a compatibilidade entre si. A figura mostra nove quadrados completos de 4 × 4 cm, combinados.



As bordas dos quadrados indicam as linhas de corte (que definem as dimensões das peças quadradas), as diagonais definem os pontos de montagem e os círculos indicam os diâmetros comuns. Como na LEGO, qualquer peça modular deve atender a pelo menos uma dessas condições para ser compatível com outras peças. As dimensões devem corresponder às linhas horizontais e verticais, ou os pontos de montagem devem ser marcados de acordo com a grade ou os diâmetros devem ser adequados. Abaixo está uma parte que atende a duas das três condições.



Embora esse conjunto de regras seja mais complicado que o sistema Grid Beam, é bastante simples. No entanto, permite criar uma variedade muito maior de objetos, não apenas quadros quadrados ou retangulares. Durante cinco anos, vários objetos foram criados com base no OpenStructures, variando de eletrodomésticos a bicicletas de carga, malas e móveis.

Sistemas modulares abertos e fechados

Apesar das semelhanças, há uma diferença fundamental entre os sistemas modulares OpenStructures, Grid Beam, Contraptor e os brinquedos modulares LEGO, Meccano e Erector. O primeiro grupo consiste em sistemas modulares "abertos", onde todos podem projetar e fabricar peças livremente, enquanto o segundo grupo consiste em sistemas modulares "fechados", onde todas as peças são projetadas e fabricadas por um fabricante. Sistemas modulares fechados produzem peças uniformes. Por exemplo, todos os blocos LEGO são feitos de plástico. A LEGO não produz blocos de madeira, alumínio, vidro ou cerâmica. Há uma gama limitada de cores. Isso porque o LEGO é um sistema fechado. Ninguém tem permissão para fazer seus cubos.



Existem sistemas modulares que operam com os mesmos princípios fechados dos perfis T da 80/20 inc. Mas nos sistemas modulares mencionados acima, todos podem projetar e produzir peças compatíveis com o conjunto básico de regras. Uma abordagem semelhante se aplica a softwares de código aberto, como Linux (sistema operacional), OpenOffice (software de escritório) ou WordPress (plataforma de blogs). O código do computador para esses sistemas é escrito por muitas pessoas, cada uma das quais está construindo parte de algo maior. Como todos os participantes aderem ao conjunto básico de regras, um grande número de pessoas adiciona independentemente detalhes compatíveis.

Os produtos de consumo em um sistema modular aberto podem promover inovação rápida sem perda de energia e materiais

Um sistema modular aberto tem muitas vantagens sobre um sistema fechado. Como todos podem projetar peças em um sistema aberto, isso gera uma variedade muito maior de peças: elas são fabricadas em cores diferentes e materiais diferentes, e nenhum fabricante pode definir um preço fixo. E como muitos designers estão constantemente revisando e melhorando o trabalho um do outro, a velocidade da inovação está aumentando. Todos os sistemas de código aberto descritos acima são provavelmente melhores do que seus colegas fechados e alguns se tornaram mais bem-sucedidos. Um sistema modular fechado tem apenas uma vantagem: quem detém os direitos autorais ganha muito dinheiro.

Bens de consumo a longo prazo

Os sistemas modulares incentivam a reutilização de peças físicas e, assim, formam uma alternativa sustentável ao moderno sistema de produção de bens de consumo. A maioria dos produtos modernos vai para aterros ou incineradores vários anos após a compra. Isso se deve ao fato de a maioria dos fabricantes estar pressionando os consumidores a substituir seus produtos o mais rápido possível. Eles projetam objetos para facilitar a decomposição ou introduzem novas gerações de produtos que tornam obsoleta a geração anterior. Essa abordagem não apenas gera uma pilha enorme de resíduos, mas também consome uma enorme quantidade de energia e matérias-primas.



Os produtos de consumo em um sistema modular aberto promovem inovações rápidas sem perda de energia e materiais. Os detalhes de uma geração mais antiga de produtos podem ser usados ​​na próxima geração ou em um produto completamente diferente. Além disso, objetos modulares são reparáveis ​​por definição.

Os sistemas modulares abertos aceleram significativamente a interpenetração da "baixa tecnologia", como carros a pedais , coletores solares térmicos , carros de ciclo e bicicletas de carga . Construir um moinho de vento ou uma bicicleta de carga é muito mais rápido com peças modulares do que com carpintaria ou soldagem, e não há necessidade de ferramentas caras ou habilidades especiais. Os erros são facilmente corrigidos - basta desaparafusar os parafusos e começar de novo. Seria interessante observar a integração de peças modulares com outro projeto de hardware aberto, como o Global Village Construction Set , onde muitos projetos interessantes estão sendo criados, mas a modularidade é limitada.

Circulação de peças

"Enquanto o eBay circula mercadorias e sistemas de produção sem desperdício circulam materiais, sistemas modulares circulam peças e componentes", diz Thomas Lommi, criador da OpenStructures. - Nosso objetivo é criar um mosaico em vez de objetos estáticos. O sistema deve gerar objetos a partir dos quais não está totalmente claro quem os projetou. O objeto evolui à medida que passa pelas mãos de mais designers. ”


OpenStructures Kitchen Appliances

Um bom exemplo são os utensílios de cozinha desenvolvidos como parte de um projeto. Várias peças foram originalmente fabricadas para o moedor de café, depois outro designer as usou juntamente com novas peças para a cafeteira. Em seguida, o terceiro designer finalizou o projeto e criou um dispositivo para purificação de água. A garrafa de plástico que servia como tanque de água foi substituída por uma garrafa de vidro com um filtro de argila. Thomas Lomme diz: "Ao adicionar ou remover componentes ou usá-los de maneira diferente, você obtém uma família de objetos".

Bicicleta de carga

Outro protótipo deste projeto é uma bicicleta de carga. A parte de trás é serrada no quadro de uma bicicleta comum, o restante dos detalhes é compatível com o OS Grid. Isso significa que a frente pode ser feita modular. O designer Joe Van Bostraten aproveita essa oportunidade para projetar uma bicicleta de carga e um triciclo de carga (o último carrega uma impressora 3D), e isso não é tudo. Juntamente com a Lommy, eles projetaram um trator de passeio modular. Consiste em um motor elétrico e rodas, além de um módulo com bateria. Como os blocos são compatíveis com o OS Grid, eles podem ser montados na frente da bicicleta de carga para fornecer um veículo motorizado totalmente modular.



A última "família" deste projeto é para crianças. Vale ressaltar que ele cresceu a partir de um componente de uma bicicleta de carga - a partir de um contêiner. Consiste em peças modulares aparafusadas e essas peças podem ser fixadas de várias maneiras. Vários designers brincaram com esses detalhes, resultando em (entre outras coisas) um trenó, um assento, uma escavadeira de brinquedo e um balanço. Quando uma criança cresce, você pode fazer uma mala ou uma caixa de ferramentas ou usá-la na mesma bicicleta de carga - e ganhar dinheiro de bolso .


Objetos de código aberto

O sistema de suporte ao usuário é mais interessante que os próprios objetos. O Grid Beam é obviamente um produto da era pré-Internet. Para copiar um desenho, é recomendável olhar para a foto e "contar os furos". O OpenStructures, por outro lado, depende do suporte ao usuário online. Para reutilizar peças, foi criado um banco de dados online que pode ser usado de três maneiras.

Banco de dados modular

Primeiramente, você pode exibir todos os objetos desenvolvidos com base no OS Grid. A página de cada objeto mostra seus detalhes e componentes. Em segundo lugar, você exibe todos os detalhes criados com base no OS Grid. A página de cada parte mostra em quais componentes e objetos pode ser aplicada. Por fim, você pode ver todos os componentes com uma lista de suas partes e objetos para os quais os componentes podem ser usados.

Um design modular aberto não significa que todos tenham que produzir seus próprios bens de consumo

A página de cada peça, componente e objeto também contém informações adicionais: dimensões, materiais, nome do designer, informações sobre licença e pedido. Além disso, peças e componentes têm números de série. Portanto, após a desmontagem de um objeto modular, o número de série de cada peça e componente pode ser inserido no banco de dados e ver o que mais há com ele. As peças ausentes também são extraídas do banco de dados: você encontra o endereço da loja onde são vendidas e faz um pedido ou carrega um modelo digital e faz você mesmo a peça.

Nem todo mundo pode se tornar um designer

Um design modular aberto não significa que todos devem produzir seus próprios produtos. Coisas como uma cafeteira ou bancada podem ser obtidas de pelo menos três maneiras. Primeiro, faça o upload de um design digital e monte um objeto com peças que sejam compradas, reutilizadas ou fabricadas usando uma impressora 3D ou um cortador a laser, seja em casa, em uma fábrica (pequena oficina) ou loja fabulosa. Esta pode ser uma opção de baixa tecnologia, como no Grid Beam: uma pessoa compra trilhos de madeira / metal e faz furos .


Peças modulares para caldeiras

A segunda opção: a empresa compra uma licença de projeto (se não for gratuita) e cria um kit para montagem do tipo LEGO, Meccano ou Erector. Nesse caso, os consumidores não precisam procurar peças de reposição por conta própria, mas as pessoas ainda montam o produto, como os móveis da IKEA. Da mesma forma, uma empresa pode oferecer um kit mais versátil para montar uma variedade de coisas, como um conjunto de cubos básicos de design. Bit Beam, Contraptor, Open Beam, Maker Beam e, mais recentemente, Grid Beam oferecem uma ou ambas as opções.

Terceira opção: o fabricante coloca o objeto no mercado na forma de um produto acabado e montado. Uma cafeteira ou bancada será vendida e comprada da mesma maneira que qualquer produto moderno, mas após o uso elas podem ser desmontadas e as peças podem ser reutilizadas em outros objetos.

Modelo econômico: quem produz peças?

Embora o design do OpenStructures e de outros sistemas modulares abertos seja idêntico ao processo de design de produtos digitais, como Wikipedia, Linux ou WordPress, há uma diferença fundamental. O código da máquina e o texto digital são acumulados sem custos de material. No mundo material, não é assim. Portanto, a criação de sistemas modulares não é tão simples, mas abre oportunidades econômicas. É difícil ganhar dinheiro com software de código aberto ou artigos online. Mas, no caso de um sistema modular aberto para objetos, alguém precisa fornecer materiais.

É importante que as peças sejam produzidas pelo maior número possível de fabricantes e estejam disponíveis em todo o mundo. Caso contrário, devido ao custo de entrega, o item modular sairá muito caro.


Torradeira modular

Existem muitas oportunidades de ganhar dinheiro com um modelo modular aberto. O fabricante pode escolher uma parte para produção, na qual vê o potencial econômico. Outro fabricante pode optar por fabricar um conjunto inteiro ou um produto acabado para venda. Um designer pode ganhar dinheiro com modelos gratuitos para uso pessoal, mas não comercial. Se o fabricante quiser vender esse design, ele deverá comprar uma licença do designer.

Os mestres podem se concentrar em projetar peças artesanais exclusivas a partir de materiais especiais compatíveis com produtos populares de massa. Outros podem administrar um fablab ou uma loja de tecnologia onde as pessoas fazem seus próprios itens modulares por uma taxa mensal. Para resumir, um sistema modular aberto oferece oportunidades econômicas para todos.

Economia coletiva

"Não vamos construir uma planta gigante que produz todos os detalhes possíveis", escreve Lommi. - O OpenStructures não deve se tornar uma versão modular da IKEA. Nosso objetivo é criar um sistema econômico coletivo no qual um fabricante se beneficie com produtos de outro fabricante.Porque os detalhes de um podem ser usados ​​por outros. Gostaríamos de ver muitas pequenas lojas onde todos contribuem um pouco para a economia coletiva, e não apenas um gigante que produz tudo. A dimensão social é muito importante. ”


Partes do Contraptor

“Se a IKEA deseja vender produtos compatíveis com o nosso sistema, isso é normal. Mas o sistema só pode funcionar se permanecer aberto. Quanto maior o sistema, mais fácil é para uma pequena empresa ou artesão se tornar parte dele. O objetivo é lançar um designer universal e coletivo, para que uma grande variedade de pessoas - de artesãos a corporações transnacionais - projete, construa e troque a maior variedade de peças e componentes modulares ".

Organização de reutilização

Além da linguagem de design (OS Grid) e de um banco de dados on-line, a OpenStructures também criou um armazém de protótipos em Bruxelas. Este local deve se tornar o centro de organização da reutilização de peças e componentes. Imagine um fablab ou uma loja, mas com armazenamento de peças modulares. Se o produto modular não for mais necessário e o proprietário não usar suas peças em novas instalações, ele o levará a um desses locais. Aqui o item é desmontado e as peças são armazenadas.

Um sistema modular aberto oferece oportunidades econômicas para todos.

As pessoas podem vir, comprar peças de reposição ou coletar algo novo no local. Como Lomme diz: "Nem todo mundo deve montar seus próprios produtos, mas após o fim de sua vida útil, um produto modular sempre cairá nas mãos de pessoas que gostam de fabricar".

Compatibilidade entre sistemas modulares abertos

O OpenStructures ainda está em fase experimental, mas é o sistema modular aberto mais ambicioso e mais completo até o momento. Sendo um projeto europeu, segue o sistema métrico internacional, enquanto o projeto Grid Beam, muito mais antigo, usa o sistema imperial. Esses sistemas são incompatíveis entre si. Com o advento de sistemas modulares cada vez mais abertos, não é importante garantir a interoperabilidade entre eles?


O Makeblock da

Lommy não pensa assim: “A maioria desses sistemas é projetada para várias aplicações. Por exemplo, o Contraptor visa a precisão porque as peças são usadas para criar robôs e outras máquinas complexas. A estética não é importante. Sou designer, por isso estou particularmente interessado em saber se objetos bonitos podem ser feitos com base em um sistema modular - coisas que você gostaria de colocar em casa. Há também o Wikispeed , por exemplo, onde um carro modular é criado. O projeto Arduino se concentra na eletrônica. "Não acho que todos esses sistemas modulares devam ser compatíveis entre si, porque os aplicativos são muito diferentes."


Feixe aberto

Ele explica ainda mais por que escolheu o sistema métrico. Duvidei muito. Mas, no final, decidi que era mais fácil trabalhar com o sistema métrico. E acho que no mundo existe um lugar para os dois sistemas: basta olhar para a variedade de padrões de energia. Alguém já desenvolveu a versão européia do Contraptor , com base no sistema métrico e compatível com o OS Grid. E sempre há uma maneira de conectar esses sistemas e usá-los juntos. Por outro lado, vivemos em um mundo em rede, com conexões e cópias contínuas. Muitas vezes, isso significa que, com a competição de padrões, apenas um sobrevive. E não necessariamente o melhor. Então cruze os dedos. "

Artigo escrito em dezembro de 2012