Eingabe Ausgabe : Grundlagen des Quantifizierten Selbst

In diesem Kurs werden wir uns also dem Thema des “Quantified Self” sowohl gestalterisch, spielerisch, diskursiv und konzeptionell nähern, als auch durch technische Umsetzungen in Form von Teilprojekten mit Arduino und Processing. Hierfür werden in einer Reihe von experimentellen, Hands-On Übungen Grundlagen der Generativen Gestaltung (Processing) und des Physical Computing (Arduino u.a.) vermittelt und gemeinsam erarbeitet. Technische Vorkenntnisse sind keine Voraussetzung.

Aufgabe

Für unser Endprojekt sollten wir ein System entwickeln, welches sich mit dem Kursthema “Quantified Self” auseinandersetzt. Das ganze würde dann eine Station bei einem Zirkeltraining werden, wo ein Besucher nacheinander auch die anderen Station der Kursteilnehmer besucht. Dieses Zirkeltraining wird einmal im Foyer der Fachhochschule präsentiert und auch auf der Republica 2019. Es sollte also auch für diese Umstände optimiert sein.

Es sollte (wie der Kursname schon verrät) eine Ein- und Ausgabe Funktion haben und es soll irgendetwas passieren mit dem der Nutzer spielen kann. Und es darf für die Ausgabe kein Display benutzt werden.

Konzept

Den Ursprung meiner (Marcus) Idee stammt von einer aktuellen Bewegung. Fast jeder verdient mit unseren Daten Geld. Email und Wohnadresse sind für die Werbeindustrie viel Geld wert. Die Anzahl der Schritte die wir pro Tag laufen interessiert die Krankenkassen und wenn wir im Supermarkt mit einer Bonuscard Punkte sammeln, sammelt die Firma dahinter massenweise Informationen über unser Konsumverhalten. Eine Frau aus den USA hat einmal personalisierte Werbebriefe über Babyartikel bekommen. Darüber wunderte sich aber die Frau und auch ihr Mann, da in ihrer Familie niemand schwanger sei. Die Supermarkt-Kette wusste da allerdings mehr. Die Algorithmen hinter diesen Werbebriefen erkannten, dass die Frau in den letzten Wochen und Monaten häufig zu bestimmten Artikel griff die typisch sind für schwangere Frauen und schickten ihr aufgrund dessen diese Briefe.

Ein aktueller GALILEO-Beitrag befasste sich auch mit dem Thema „Wieviel Geld sind eigentlich meine Daten wert?“ In dem Beitrag wurde ein neues Startup gezeigt, das als Handelsplattform für persönliche Daten dient. Man lädt dort sein Facebook oder Google Konto hoch und anschließend wird berechnet wieviel Geld man für die Weitergabe dieser Informationen bekommen würde. Wenn man jeden Tag sein Google Konto hochladen und zusätzlich weitere Plattformen, wie die vom Fitness Tracker, würden sich die Preise auch noch erhöhen.

Genau so eine Plattform fand ich sehr spannend und fertige eine erste Skizze für die Umsetzung an.

Erste Idee und Prototyp

Ich skizzierte eine sogenannte „Datentheke“ wo man, eigene persönliche Daten wie Email Adresse, Profilbilder, Wohnadressen verkaufen kann und dann einen Gegenwert (Geldmünzen) bekommt. Die erste Skizze gleicht auch eher einem Zigarettenautomaten. Auf der Oberseite befinden sich drei Schlitze in denen man Zettel mit z.B. persönlichen Adressen einwerfen kann. Jedem Schlitz ist ein Datentyp wie Adresse, Profilbild und Email Adresse zugeordnet. Wirft man nun eine private Adresse in den passenden Schlitz, kommen aus dem Münzschacht so viel Münzen wie die dieser Datensatz wert ist. Zusätzlich zu dem Geld erhält der Verkäufer auch einen Kassenbon über seine verkauften Informationen.

Gemeinsam mit Benjamin arbeitete ich weiter an der Idee und dem Prototypen. Wir verwandelten den klobigen Kasten erstmal in eine visuell ansprechendere Form, eine 3D Wolke. Da all unsere Daten meinst nie an einem bestimmten Ort sind, sondern irgendwie immer überall hielten wir das für eine passende Form. Die Wolke hat aber weiterhin auf der Oberseite Schlitze in der Zettel gesteckt und damit verkauft werden. Auf der Unterseite befinden sich Löcher, durch die das Geld mit Hilfe eines Mechanismus nach unten fällt und es dann Geld regnet.

Wir hatten allerdings so ein paar Probleme mit der technischen Umsetzung. Wie funktioniert der Mechanismus für das Geld? Wie bekommen wir ausreichend Münzen in die Wolke? Ist es wirklich so cool, wenn das ganze Geld auf den Boden landet? Was ist wenn Leute nicht ihre persönlichen Daten verkaufen sollen, es ihnen zu heikel ist? Das waren nur ein paar Fragen die wir uns stellten und nun Lösungen finden mussten.

Ab nun arbeitete Sascha bei unseren Projekt mit und wir fanden langsam Lösungen für all unsere Probleme. Wir verabschiedeten uns von den Münzen und den direkten persönlichen Daten. Beim Besuch des Tactical Technology Collective in Berlin bekamen wir den Tipp dem Benutzer des System eine Story zu erzählen und ihm keine direkt persönlichen Daten rauszukitzeln. Wir wollten ihm nun vielmehr zeigen: Schau, wenn du den Service XY benutzt, dann werden persönliche Daten wie XY weitergegeben, die XY wert sind!

Planung, Zeichnung und Shoppingtrip

Zu Beginn haben wir uns erst einmal Gedanken über das Aussehen gemacht. In diesem Prozess haben wir auch gleich schon an die Technik gedacht, sodass wir einen Hohlraum für die Verkabelung, sowie einen Kabelkanal, als auch verschiedene Bohrungen und Löcher für die Kabel eingeplant haben. Anschließend haben wir eine Technische Zeichnung auf einem Blatt angefertigt, die mit allen nötigen Maßen versehen war. Nun konnten wir auch schon einkaufen gehen. Uns allen war sofort klar das wir als Material Holz nehmen wollten, denn das ist einfach zu bearbeiten und sieht dabei auch noch toll aus. Was uns allen auch sofort klar war, war das wir an irgendeiner Stelle mit dem Lasercutter arbeiten wollten, denn wir waren und sind alle fasziniert von dieser Technik.

Bau der Konstruktion

Zurück in der Uni und gut ausgestattet mit allen nötigen Materialien, haben wir dann auch gleich angefangen an der ikonischen Wolke (Happy Cloud) zu tüfteln. Laut unserer Planung sollte die Happy Cloud direkt über dem Eingabefeld angebracht werden, zudem musste sie einen Hohlraum besitzen um den Thermodrucker darin platzieren zu können. Die Form war schnell in Illustrator zusammengestellt und auch das Lasercutten hat nicht lange gedauert. Nun war der Grundbaustein gesetzt und wir konnten mit dem Bau der restlichen Konstruktion beginnen. Dank der Technischen Zeichnung, war es ein bisschen so als würde man einen Lego Bausatz zusammenbauen, nur dass wir die Teile davor noch zuschneiden und abschleifen musste. All das haben wir bei Benjamin zuhause in der kleinen Werkstatt im Keller gemacht. Hier waren auch alle nötigen Werkzeuge, wie eine Stichsäge, oder ein elektrisches Schleifgerät vorhanden. Als wir alle Teile fertig zugeschnitten hatten, konnte wir sie auch schon zusammenbauen. Anfangs haben wir noch versucht die Teile mit Holzleim zusammenkleben, doch das hat leider in der Praxis nicht so gut funktioniert. Schnell sind wir auf Hammer und Nägel umgestiegen und dann ging das Ganze auch recht flott von statten.

Designen der Eingabetafel

Jetzt standen wir vor der nächsten großen Herausforderung - der Eingabetafel. Da wir alle drei Interface Design studieren, war es uns sehr wichtig die Eingabetafel ästhetisch ansprechend zu gestalten, zugleich aber auch simpel und klar in der Funktionsweise zu halten. In Illustrator erstellten wir dann den ersten Entwurf für die Schaltfläche, dieser war sehr unausgereift und man konnte nicht so gut feststellen in welcher Reihenfolge man die unterschiedlichen Texte lesen sollte. Wir entschlossen uns dazu Illustration, die zu den verschiedenen Fragen passen, einzufügen um den Kontext besser darstellen zu können. Mithilfe der neuen Illustrationen, die wir im Isometrischen Stil angefertigt haben, war es wesentlich leichter die Eingabetafel zu verstehen. Leider war die Reihenfolge immer noch nicht so ganz klar, weshalb wir uns für eine Straße entschieden haben, die den Benutzer ganz natürlich von links nach rechts leitet. Zusätzlich haben wir Nummerierungen und LEDs hinzugefügt, die miteinander durch eine Linie verbunden sind, damit es nochmal deutlicher wird bei welcher Frage man sich gerade befindet.

Lasern der Eingabetafel

Die Illustrator Datei haben wir dann in den Computer des Lasercutter Raums eingebunden, nur dann passiert das, was wir die ganze Zeit schon gedacht hatten. In Illustrator haben wir Formen angelegt und diese mit Weiß gefüllt, sodass wenn wir ein neues Objekt baue und dahinter platziere, die Linien die nicht sichtbar sein sollen, verschwinden. Die Objekte sollten ja keine Drahtgitter sein, sondern Formen mit nicht sichtbaren Kanten. Das Programm, mit dem man den Lasercutter nun aber bedient, konnte leider nur Linien erkennen, sodass einfach alle Linien sichtbar waren, auch die die in Illustrator eigentlich durch eine Fläche verdeckt waren. Nun mussten wir alle Formen noch einmal bearbeiten, um die Eingabetafel mit dem gewünschten Effekt Lasern zu können. Als dieses Problem dann nach viel rumprobieren endlich gelöst war, mussten wir den Laser einstellen. Auch das haben wir durch rumprobieren geschafft. Sage und schreibe 6 Stunden nach dem Betreten der Werkstatt, waren wir dann endlich fertig, mit einem Resultat was uns alle strahlen lassen hat. Das eigentliche Lasern hat nur eine Stunde gedauert, doch das ganze Ausprobieren und Testen war das eigentlich Schwere und Zeitintensive an der ganzen Sache.

Schlussendlich haben wir, unserer Meinung nach, jetzt eine Eingabetafel, die so klar strukturiert ist, dass es nicht notwendig ist die Bedienung zusätzlich zu erklären. So ist es möglich die Happy Cloud bei der Messe hinzustellen, ohne dass eine Person danebenstehen müsste, um alles zu erklären.

Verkabelung und Technik

Nun kam der Punkt, vor dem ich (Benjamin) persönlich am meisten Respekt hatte – das Verkabeln und die Technik im Allgemeinen. Da Sasha jedoch bei TINCERCAD bereits den kompletten Schaltkreis gebaut hatte, war das leichter als ich (Benjamin) zuerst angenommen hatte. Einzig und allein das Löten stellte uns vor eine neue Herausforderung, denn wir alle hatten schon Ewigkeiten nicht mehr gelötet. Die Verkabelung war so eher eine Fleißaufgabe, die sehr viel Geduld erforderte.

Letztendlich hat aber alles so funktioniert, wie wir es zuvor geplant hatten. Der Kabelkanal war an der richtigen Stelle und auch die Bohrungen für die Kabel waren alle perfekt gesetzt. Unser Wunsch war es alle Kabel und die ganze Technik im Allgemeinen so zu verstecken das sie nicht mehr sichtbar ist, und das haben wir geschafft.

Programmierung

Der eigentliche Ablauf des Programms ist relativ simpel: Die Geschichte führt den Nutzer durch vier Fragen, die jeweils zwei Antwortmöglichkeiten haben. Jede Antwort kann mit dem Drücken eines dafür vorgesehenen Knopfes beantwortet werden. Je nach dem, welche Antwort der Nutzer wählt, werden entweder Daten in die Cloud hochgeladen, oder eben nicht. Jede aktive Frage wird durch eine leuchtende LED gekennzeichnet. Wenn der nutzer eine der beiden Antwortmöglichkeiten gewählt hat, erlischt diese LED und die der nächsten Frage leuchtet auf. Sobald der Nutzer alle Fragen beantwortet hat, leuchtet die letzte LED auf, die den Nutzer zum letzten Knopf führt, welcher den Bon ausgibt. Danach beginnt das Programm wieder von vorne. Es gibt also insgesamt neun Knöpfe und fünf LEDs, die es zu programmieren galt.

Die erste Herausforderung bestand darin, falsche Eingaben seitens des Nutzers zu verhindern. Der Nutzer sollte nicht in der Lage sein, eine Frage doppelt zu beantworten oder Antworten zu überspringen. Durch ein vorheriges Projekt konnten wir schon Erfahrungen darin sammeln, einen Knopf so zu programmieren, dass er jeden Druck zählte. Dieses Wissen vereinfachte die Umsetzung unseres Projekts immens und bildete das Herz unseres Codes. Wir arbeiteten mit der Variable buttonPushCounter. Jedes Mal, wenn der Nutzer den richtigen Knopf drückt, wird die Variable um 1 hochgezählt. Somit konnten wir bestimmen, welche LED wann ein- und ausgeschaltet wird und welcher Knopf beim Drücken den buttonPushCounter wieder um 1 hochzählen lässt. So leuchtet die erste LED nur auf, wenn die Variable auf 0 steht; ebenso handhabt es sich mit den Knöpfen: Der erste Knopf aktiviert den buttonPushCounter nur, wenn dieser den Wert 0 hat. Sobald der Wert durch das Drücken eines der beiden Knöpfe der ersten Frage auf 1 steigt, erlischt die erste LED und die der zweiten Frage leuchtet auf. Erst, wenn der Nutzer wieder einen der beiden Knöpfe der Frage zwei betätigt, wechselt der Wert der Variable buttonPushCounter auf 2, die zweite LED erlischt, die dritte LED erleuchtet usw. Der letzte Knopf beinhaltet viele wichtige Funktionen. Er gibt den Befehl zum Drucken des Bons, rechnet den Wert der gesammelten Daten zusammen und setzt den buttonPushCounter wieder auf 0, sodass der nächste Nutzer wieder bei Frage 1 beginnen kann. Diese Vorgänge haben wir dann mit Hilfe von Tinkercard getestet, indem wir da einen entsprechenden Circuit erstellt haben.

Die zweite Herausforderung war die Ausgabe der richtigen Daten, sobald der Nutzer den letzten Knopf gedrückt hat. Mit jeder Antwort trifft der Nutzer eine Entscheidung. Nämlich, ob er die “Online-Variante” (Variante A) wählt und die Cloud mit seinen Daten speist, oder ob er die “Offline-Variante” (Variante B) wählt, bei der keine Daten gesammelt werden. Sobald der Nutzer sich für die Variante A entscheidet und den dementsprechenden Knopf drückt, wird ihm anhand eine LED-Kette, die von der Armatur zur Cloud führt, signalisiert, dass etwas in die Cloud hochgeladen wird. Noch weiß der Nutzer vielleicht nichts mit dieser Information anzufangen und wird sich bestenfalls fragen, warum das nicht passiert, wenn er Variante B wählt. Hiefür ist ein zweiter buttonPushCounter verantwortlich, der nur aktiviert wird, wenn der Nutzer sich für Variante A entscheidet. Der fünfte und letzte Knopf prüft dann, ob der zweite buttonPushCounter bei der jeweiligen Frage aktiviert wurde oder nicht und druckt im Falle einer Aktivierung die für die Antwort vorgesehene Zeile und das entsprechende Ergebnis der Zusammenrechnung der Daten aus. Insgesamt gibt es 14 verschiedene Möglichkeiten zu beachten, wie der Nutzer sich entscheiden könnte. Auch hier werden mit dem Drücken des fünften Knopfs alle verwendeten Variablen auf 0 gesetzt, damit der nächste Nutzer kein verfälschtes Ergebnis bekommt.

Thermodrucker / Kassenzettel / LED Leiste

Während sich Sascha um die Programmierung der Knöpfe und LED Lampen kümmerte, befasste ich (Marcus) mich mit dem Thermodrucker. Da es für den Thermodrucker viele Anleitungen gab funktionierte er auch relativ schnell, allerdings war die Schrift nur schlecht lesbar, wie sich später herausstellte war daran einfach das Netzteil schuld. Ich recherchierte die einzelnen Werte für unsere Antwortmöglichkeiten (Nutzung Online Streaming Service…) und benutzte folgende Seiten:

https://ig.ft.com/how-much-is-your-personal-data-worth/ https://www.sueddeutsche.de/digital/google-datenschutz-nutzerdaten-wert-1.4192900

Da diese Quellen aber nicht all unsere Fragen beantworteten haben wir die anderen Werte geschätzt. Solche Preise sind allerdings immer abhängig vom Käufer und ob nur ein einzelner oder mehrere Datensätze verkauft wurden. Die Formatierung der Preise und der restlichen Informationen war eine sehr lang­wie­rige Arbeit, da man für jede Änderung immer wieder erneut einen Bon ausdrucken musste. Die Programmierung der LED Leiste war auch recht simpel, da es auch dafür geeignete Anleitungen gab.

Fazit

Das Projekt hat uns viele Nerven gekostet aber natürlich haben wir auch viel über Arduino und Elektrotechnik gelernt. Wir hoffen mit unserer Happy Cloud anderen Leuten bewusst zu machen, dass ganz unscheinbare Daten für andere Firmen/Personen viel Geld wert sein können. Und danken Lina Wassong und Myriel Milicevic für die Unterstützung und die Möglichkeit unser Projekt bei einer so großen Veranstaltung wie der Republica 2019 auszustellen.