3D-Druck für den Unterricht

Karten, Pläne und Diagramme sind unverzichtbare Bestandteile von Lehrmaterialien. Allerdings sind diese Elemente für Menschen mit Sehbehinderung nicht unmittelbar zugänglich. Diese Elemente könnten mit 3D-Druck, der inzwischen in der Breite zu realistischen Kosten zur Verfügung steht, taktil zugänglich gemacht werden.

Jedoch ist die Erstellung von 3D-Drucken aufwändig und es fehlt an Erfahrungen, wie gute 3D-Drucke von Lehrmaterialien beschaffen sein müssen. Das Projekt hat erprobt, wie 3D-Drucke mit Methoden aus der Bildanalyse automatisiert erstellt werden können. Diese wurden mit Schülerinnen und Schülern mit einer Sehbehinderung erprobt, um die Darstellungen zu optimieren.

Im Projekt wurde folgende Methodik angewendet

  1. Vorbereitung des Ausgangsmaterials. Das Ausgangsmaterial (also die Lehrmittel) wird in ein Graustufenbild umgewandelt, worauf eine Kantenerkennung durchgeführt wird. Hierfür werden OpenCV und NumPy eingesetzt.
  2. Erstellung einer 3D-Datei. Das Resultat des ersten Schrittes wird in eine druckbare Datei umgewandelt. Hierfür wird es als Heightmap auf ein Punktraster appliziert. Dies wird in Blender implementiert.
  3. Druck des Modells. Der Druck wird, zum Beispiel in Hinblick auf Material und Farbe an die Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler angepasst. Hierfür setzen wir Cura ein.
Darstellung einer Kantonskarte mittels 3D-Druck.

Das Projekt wurde über einen NTN Innovation Booster für Technology and Special Needs finanziert.