Open-Access-Zeitschriften und Schriftenreihen der HSBI (Hochschule Bielefeld)
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Development of an electrically conductive filament for the FFF process based on a low-melting-point metal
No full textIn diesem Beitrag wird die Entwicklung eines elektrisch leitfähigen Filaments auf Basis eines niedrigschmelzenden Metalls (Zinn) vorgestellt. Mit steigendem Zinnanteil sinkt der Widerstand und es bildet sich eine Zinnrandschicht aus. Der Widerstand steht im Zusammenhang mit dem Füllstoffanteil und der damit verbundenen ausgeprägteren Netzwerkstruktur. Es konnten Filamente mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 2,81 E-5 Ω m entwickelt werden.This article presents the development of an electrically conductive filament based on a low-melting-point metal (tin). As the tin content increases, the resistance decreases and a tin edge layer forms. The resistance is related to the filler content and the associated more pronounced network structure. Filaments with a specific electrical resistance of 2.81 E-5 Ω m were developed
Approximation of a Model Predictive Motion Control by a Neural Network
No full textDie modellprädiktive Regelung (MPC von engl. Model Predictive Control) ist ein modernes Regelverfahren, das auf der wiederholten Lösung eines Optimierungsproblems basiert. Anhand eines mathematischen Modells der Regelstrecke kann der Verlauf der Regelgrößen in Abhängigkeit des aktuellen Streckenzustandes und der Stellgrößen prädiziert werden. Zudem wird ein Gütefunktional definiert, welches das Regelungsziel abbildet, wie zum Beispiel eine geringe Regelabweichung. Dann wird der optimale Stellgrößenverlauf im Sinne des definierten Gütefunktionals durch die Lösung des Optimierungsproblems berechnet. Zustands- und Stellgrößenbeschränkungen können dabei in Form von Nebenbedingungen berücksichtigt werden. Der Regelkreis wird geschlossen, indem von diesem optimalen Stellgrößenverlauf nur der erste Wert gestellt wird und in jedem Abtastschritt wiederholt die Erfassung aller Streckenzustände sowie die erneute Lösung des Optimierungsproblems erfolgt. Mit einer MPC ist eine deutlich bessere Regelperformance im Vergleich zu klassischen PID-Reglern erreichbar. Allerdings besteht ein hoher Rechenbedarf, bedingt durch die Lösung des Optimierungsproblems in jedem Abtastschritt. Gerade bei hochdynamischen Systemen, die kleine Abtastzeiten erfordern oder bei der Realisierung auf kostengünstiger Hardware mit beschränkter Rechenleistung stellt dies ein Problem dar.
Zur Reduzierung der benötigten Rechenleistung besteht der Ansatz darin, die MPC durch ein neuronales Netz zu approximieren. Während das rechenintensive Training offline erfolgt, sind mit dem trainierten neuronalen Netz nur noch Matrix-Vektor-Multiplikationen erforderlich, die ressourcensparend berechnet werden können. Es wird gezeigt, dass sich hierdurch die erforderliche Berechnungszeit drastisch reduziert. Bei der betrachteten Applikation führt die Anwendung der approximierten MPC zu einer durchschnittlichen Berechnungszeit von 1,2 Mikrosekunden gegenüber 1379 Mikrosekunden bei der originalen MPC. Dabei ist ein vergleichbares Regelverhalten inklusive der verlässlichen Ausregelung von Störungen festzustellen. Darüber hinaus ist das Regelverhalten der MPC bzw. ihrer Approximation dem Regelverhalten einer klassischen PI-Regelung überlegen. Die Algorithmen werden von einem Standard-Industrie-PC (IPC) ausgeführt. Dank der reduzierten Rechenleistung kann der IPC für weitere Steuerungsaufgaben eingesetzt werden.Model predictive control (MPC) is a modern control method based on the repeated solution of an optimization problem. Using a mathematical model of the controlled system, the course of the controlled variables can be predicted as a function of the current system state and the manipulated variables. In addition, an objective function is defined which represents the control target, such as a low control deviation. The optimum control variable course in terms of the defined objective function is then calculated by solving the optimization problem. State and manipulated variable constraints can be taken into account in the form of constraints. The control loop is closed by setting only the first value of this optimal manipulated variable course and repeatedly recording all line states and solving the optimization problem again in each sampling step. A significantly better control performance can be achieved with an MPC compared to classic PID controllers. However, there is a high computational requirement due to the solution of the optimization problem in each sampling step. This poses a problem, especially for highly dynamic systems that require short sampling times or when implemented on low-cost hardware with limited computing power.
To reduce the required computing power, the approach is to approximate the MPC by a neural network. While the computationally intensive training takes place offline, the trained neural network only requires matrix-vector multiplications, which can be calculated in a resource-saving manner. It is shown that this drastically reduces the required calculation time. In the application under consideration, the application of the approximated MPC leads to an average calculation time of 1,2 microseconds compared to 1379 microseconds for the original MPC. A comparable control behavior, including the reliable correction of faults, can be observed. In addition, the control behavior of the MPC or its approximation is superior to the control behavior of a classic PI controller. The algorithms are executed by a standard industrial PC (IPC). Thanks to the reduced computing power, the IPC can be used for other control tasks
Transformation gestalten
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Andrea Vetter erforscht, beschreibt und gestaltet den Wandel hin zu einer nachhaltigen Gesellschaft, in der ein gutesLeben für alle möglich sein sollte. Eine ihrer Hauptfragen ist: Worin besteht dieses gute Leben und wie kann es mit weniger Rohstoffverbrauch gedacht werden? Was können wir einzelnen dazu beitragen? Dr. Andrea Vetter lehrte als Vertretungsprofessorin für Transformationsdesign an der HBK Braunschweig, sie ist publizistisch und kuratorisch tätig, u.a. als Beirätin für das Konzept Alternative Ökonomie(n), als Redakteurin der Zeitschrift Oya – Enkeltauglich leben und Mitbegründerin des Kulturquartiers Haus des Wandels. Am 4. Januar 2023 trafen wir sie via zoom zu ihrem Vortrag über Transformation.
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Abstract engl.
Andrea Vetter explores, describes and shapes the change towards a sustainable society in which a good life should be attainable for all. One of her main questions is: What does this good life consist of and how can it be conceived with fewer raw materials? What can we as individuals contribute to this? Dr. Andrea Vetter teaches as a substitute professor for transformation design at the HBK Braunschweig, she is active as a journalist and curator, including as an advisor for the concept Alternative Ökonomie(n), as editor of the magazine Oya - Enkeltauglich leben and co-founder of the cultural quarter Haus des Wandels. On January 4, 2023, we met her via zoom for her talk on transformation, read and listen to it here.
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Listen to the lectureAndrea Vetter explores, describes and shapes the change towards a sustainable society in which a good life should be attainable for all. One of her main questions is: What does this good life consist of and how can it be conceived with fewer raw materials? What can we as individuals contribute to this? Dr. Andrea Vetter teaches as a substitute professor for transformation design at the HBK Braunschweig, she is active as a journalist and curator, including as an advisor for the concept Alternative Ökonomie(n), as editor of the magazine Oya - Enkeltauglich leben and co-founder of the cultural quarter Haus des Wandels. On January 4, 2023, we met her via zoom for her talk on transformation, read and listen to it here.
Show teaserhttps://www.hsbi.de/medienportal/m/23efd5d56c8a14229ca46a79dd187226966d97cae63f30ddc76da61d7b42fc68a184e2a8f3ad104c6d36f50e0015d15659ffd70ed0fd766ea3a8a50f4e5c1cc
Nou.Niss: Upcycling Mode, die das Leben deines Textils weiterdenkt
No full textAbstract dt.
Nou.Niss ist ein nachhaltiges Modelabel aus Bielefeld, das von Jutta Meisen und Faraaz Sedaghati im September 2022 gegründet wurde. Mit viel Herzblut kämpfen die Gründerinnen für mehr Nachhaltigkeit in der Modebranche und sorgen mit ihrem Label für die Aufwertung und „Reanimierung“ alter Kleidungsstücke. Um darüber hinaus einen Beitrag zu einer nachhaltigen Gesellschaft im Ganzen zu leisten, geben sie mit Workshops und Bildungsangeboten ihr Wissen über den nachhaltigen Umgang mit Textilien und Reparatur, aber auch über Kunsthandwerk und Kreislaufwirtschaft, an Interessierte weiter. Für dieses Journal führte Luisa Schwonkeein Interview mit Jutta, um mehr über die Hintergründe des Upcycling-Labels und der Gedankenwelt der beiden Gründerinnen zu erfahren.
Abstract engl.
"Nou.Niss" is a sustainable fashion label from Bielefeld founded by Jutta Meisen and Faraaz Sedaghati in September 2022. The founders are passionate about fighting for more sustainability in the fashion enterprise and use their brand to upcycle and "reanimate" aged clothing items. To make a contribution to a sustainable society as a whole, they also pass on their knowledge about the sustainable use of textiles and repair, as well as about handicrafts and the circular economy, to interested parties through workshops and educational programs. For this journal, Luisa Schwonke interviewed Jutta to learn more about the background of the upcycling label and the thoughts of the two founders."Nou.Niss" is a sustainable fashion label from Bielefeld founded by Jutta Meisen and Faraaz Sedaghati in September 2022. The founders are passionate about fighting for more sustainability in the fashion enterprise and use their brand to upcycle and "reanimate" aged clothing items. To make a contribution to a sustainable society as a whole, they also pass on their knowledge about the sustainable use of textiles and repair, as well as about handicrafts and the circular economy, to interested parties through workshops and educational programs. For this journal, Luisa Schwonke interviewed Jutta to learn more about the background of the upcycling label and the thoughts of the two founders
Berufsperspektive HAW-Professur: Attraktivitätsfaktoren und Befragungsergebnisse
Full text linkDieses Whitepaper konzentriert sich auf die Bedeutung von Attraktivitätsfaktoren für die Berufswahl und Berufszufriedenheit von Professor*innen an HAW. Um diese Faktoren zu erheben, wurde im Frühsommer 2022 eine Befragung unter den Mitgliedern des Hochschullehrerbundes (hlb) durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung und erste Schlussfolgerungen für die Rekrutierungsstrategien von HAW werden in diesem Paper beschrieben
Healing clothes: Zurück zum Ursprung
No full textAbstract dt.
balance.LAB Mode ist nicht nur Kleidung, sondern eine Ästhetik der Verantwortung und des Respekts gegenüber Träger:innen und Produzent:innen. Die Kollektion setzt einen Fokus auf die Verantwortung am eigenen Körper, mit dem Ziel, innere und äußere Harmonie zu betonen. In der tiefgreifenden Reflektion der Funktionalität von Kleidung hebt das Projekt essentielle Aspekte hervor, die das Potenzial des Menschen unterstützen. Die positive Wirkung von Kleidung wird subtil durch die Sinne auf das innere Empfinden übertragen, um ein tiefgreifendes Wohlbefinden zu kultivieren.
Im Zentrum der kreativen Vision steht nachhaltiges Design, inspiriert von Natur, lokalen Ressourcen und überlieferten Färbetechniken. Der geschlossene Produktionskreislauf bildet die Grundlage, indem er die Lebensdauer der Produkte verlängert und qualitätsvolle Wiederverwendung ermöglicht.
Besondere Aufmerksamkeit gilt den Edelsteinen, die in einem raffinierten Prozess zu natürlichen Pigmenten transformiert werden. Natürliche Substanzen spielen eine Schlüsselrolle im wissenschaftlichen Ansatz, indem ihre molekulare Struktur erforscht wird. Das Projekt strebt danach, innovative und nachhaltige Lösungen für den Färbeprozess zu erforschen, um Kunst, Wissenschaft und Mode auf innovative Weise zu vereinen.
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Abstract engl.
balance.LAB fashion is not just clothing but an aesthetic of responsibility and respect for wearers and producers. The collection focuses on responsibility towards one\u27s body, aiming to emphasize inner and outer harmony. In a profound reflection on the functionality of clothing, the project emphasizes essential aspects that support people\u27s potential. The positive effect of clothing is subtly transmitted through the senses to the inner sensation to cultivate a profound sense of well-being.
Sustainable design inspired by nature, local resources, and traditional dyeing techniques is at the heart of the creative vision. The closed production cycle forms the basis by extending the lifespan of the products and enabling high-quality reuse.
Special attention is paid to gemstones, which are transformed into natural pigments in a sophisticated process. By researching their molecular structure, natural substances play a crucial role in the scientific approach. The project aims to explore innovative and sustainable solutions for the dyeing process to combine art, science, and fashion innovatively.
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balance.LAB fashion is not just clothing but an aesthetic of responsibility and respect for wearers and producers. The collection focuses on responsibility towards one\u27s body, aiming to emphasize inner and outer harmony. In a profound reflection on the functionality of clothing, the project emphasizes essential aspects that support people\u27s potential. The positive effect of clothing is subtly transmitted through the senses to the inner sensation to cultivate a profound sense of well-being.
Sustainable design inspired by nature, local resources, and traditional dyeing techniques is at the heart of the creative vision. The closed production cycle forms the basis by extending the lifespan of the products and enabling high-quality reuse.
Special attention is paid to gemstones, which are transformed into natural pigments in a sophisticated process. By researching their molecular structure, natural substances play a crucial role in the scientific approach. The project aims to explore innovative and sustainable solutions for the dyeing process to combine art, science, and fashion innovatively
Being on the Edge
Full text linkAbstract dt.
In „Being on the Edge“ erörtert Tony Fry den aktuellen Zustand der Menschheit und der indigenen Bevölkerung in Bezug auf Klimawandel und Unruhe. Es beleuchtet die kombinierten Auswirkungen des Klimawandels wie Hitzewellen, Wasserknappheit, Stürme, Überschwemmungen und Pandemien, die in den kommenden Jahrzehnten und Jahrhunderten voraussichtlich Hunderte Millionen Menschen vertreiben werden. Fry betont, dass Menschen und Hominoiden im Laufe der Geschichte Nomaden waren, der Übergang zur Besiedlung jedoch vor etwa 10.000 Jahren erfolgte. Mit den zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels entsteht nun das Konzept der Unruhe als ein Zustand der Vergänglichkeit und Unsicherheit, sowohl körperlich als auch geistig.
Design wird als entscheidender Faktor bei der Reaktion auf diese Situation vorgeschlagen. Fry argumentiert jedoch, dass die aktuelle Form des Designs nicht ausreicht, um die strukturellen und wirkungsmächtigen Aspekte des Designs bei der Gestaltung der Welt zu berücksichtigen. Die meisten Designer*innen gelten als unreflektierte Dienstleister und die Designausbildung wird kritisiert, weil sie die historischen und ontologischen Dimensionen des Designs nicht ausreichend berücksichtigt. Der Autor weist darauf hin, dass eine grundlegende Änderung der Designpraxis erforderlich ist, die sich aus umstrittenen Umständen, politischen Kräften, technologischen Fortschritten und kritischen Analysen ergibt, die sich im Laufe der Zeit annähern.
Doch Fry unterstreicht auch die Notwendigkeit von Reparaturen und Anpassungen, um die bestehenden Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen. Der Zusammenbruch von Systemen wie der Landwirtschaft, der Wasserversorgung, den Rettungsdiensten und dem Baugewerbe erfordert eine Neuausrichtung der Designmaßnahmen hin zu Bastelarbeiten und Nachrüstungen. Die Zukunft des Designs wird eine Abkehr von bloßer Innovation und hin zur Berücksichtigung der dringenden Bedürfnisse der Reparatur und Anpassung beinhalten.
Insgesamt stellt „Being on the Edge“ eine provokante Untersuchung der aktuellen Lage der Menschheit und der indigenen Bevölkerung angesichts des Klimawandels und der Unruhen dar und betont die Bedeutung von Design bei der Bewältigung dieser Herausforderungen.
Abstract engl.
In „Being on the Edge“, Tony Fry discusses the current state of humanity and indigenous populations in relation to climate change and unrest. It highlights the combined impacts of climate change, such as heatwaves, water shortages, storms, floods and pandemics, which are expected to displace hundreds of millions of people in the coming decades and centuries. Fry emphasizes that humans and hominoids have been nomadic throughout history, but the transition to settlement occurred about 10,000 years ago. With the increasing impacts of climate change, the concept of unrest is now emerging as a state of impermanence and uncertainty, both physical and mental.
Design is suggested as a crucial factor in responding to this situation. However, Fry argues that the current form of design is insufficient to take into account the structural and agency aspects of design in shaping the world. Most designers are seen as unreflective service providers and design education is criticized because it does not sufficiently take into account the historical and ontological dimensions of design. The author suggests that a fundamental change in design practice is required, arising from contentious circumstances, political forces, technological advances, and critical analyzes that converge over time.
But Fry also underscores the need for repairs and adaptation to address the existing challenges of climate change. The collapse of systems such as agriculture, water supply, emergency services and construction requires a reorientation of design efforts towards tinkering and retrofitting. The future of design will involve a move away from mere innovation and toward addressing the urgent needs of repair and adaptation.
Overall, „Being on the Edge“ presents a provocative examination of the current state of humanity and indigenous populations in the face of climate change and civil unrest, and highlights the importance of design in addressing these challenges.In „Being on the Edge“, Tony Fry discusses the current state of humanity and indigenous populations in relation to climate change and unrest. It highlights the combined impacts of climate change, such as heatwaves, water shortages, storms, floods and pandemics, which are expected to displace hundreds of millions of people in the coming decades and centuries. Fry emphasizes that humans and hominoids have been nomadic throughout history, but the transition to settlement occurred about 10,000 years ago. With the increasing impacts of climate change, the concept of unrest is now emerging as a state of impermanence and uncertainty, both physical and mental.
Design is suggested as a crucial factor in responding to this situation. However, Fry argues that the current form of design is insufficient to take into account the structural and agency aspects of design in shaping the world. Most designers are seen as unreflective service providers and design education is criticized because it does not sufficiently take into account the historical and ontological dimensions of design. The author suggests that a fundamental change in design practice is required, arising from contentious circumstances, political forces, technological advances, and critical analyzes that converge over time.
But Fry also underscores the need for repairs and adaptation to address the existing challenges of climate change. The collapse of systems such as agriculture, water supply, emergency services and construction requires a reorientation of design efforts towards tinkering and retrofitting. The future of design will involve a move away from mere innovation and toward addressing the urgent needs of repair and adaptation.
Overall, „Being on the Edge“ presents a provocative examination of the current state of humanity and indigenous populations in the face of climate change and civil unrest, and highlights the importance of design in addressing these challenges
Editorial
Full text linkAbstract dt.
Die Einleitung blickt zurück in die Jahre um 1970: kriegerische Auseinandersetzungen und die schon damals unübersehbaren Folgen der Umweltzerstörung rufen wissenschaftliche Stellungnahmen, darunter den Bericht an den Club of Rome und künstlerische Initiativen wie die Land and Reclamation Art auf den Plan. Dennoch hat sich am Konsumverhalten kaum etwas geändert – der Raubbau an Natur und Menschen hat noch dramatischere Auswirkungen, so dass für die Kennzeichnung unserer Epoche der Begriff des Anthropozän diskutiert wird: Hinweis auf eine vom Menschen geschaffene Katastrophe. Was kann und muss getan und gedacht werden, um weitere Schäden abzuwenden und dennoch „gut“ leben zu können?
Abstract engl.
The introduction looks back to the years around 1970: armed conflicts and the consequences of environmental degradation, which were already evident at that time, led to scientific statements, including the report to the Club of Rome and artistic initiatives such as Land and Reclamation Art. Despite this, little has changed in consumer behavior - the overexploitation of nature and people has had even more dramatic effects, leading to the discussion of the term Anthropocene to describe our era: A reference to a man-made catastrophe. What can and must be done and thought about to avert further damage and still be able to live "well"?The introduction looks back to the years around 1970: armed conflicts and the consequences of environmental degradation, which were already evident at that time, led to scientific statements, including the report to the Club of Rome and artistic initiatives such as Land and Reclamation Art. Despite this, little has changed in consumer behavior - the overexploitation of nature and people has had even more dramatic effects, leading to the discussion of the term Anthropocene to describe our era: A reference to a man-made catastrophe. What can and must be done and thought about to avert further damage and still be able to live "well"
Estimating the cooling time during injection molding
No full textBisher konnte die Kühlzeit beim Spritzgießen mithilfe einer Abschätzungsformel ermittelt werden. Diese Formel ist jedoch nur anwendbar, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Werkzeuges als sehr groß angenommen werden kann. Beim Rapid Tooling werden hingegen Werkzeuge mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. aus Beton oder Kunststoff, eingesetzt. Für solche Werkzeuge liefert die Formel keine verwendbaren Ergebnisse. Daher wurde eine neue Formel hergeleitet, die die thermischen Eigenschaften des Werkzeuges berücksichtigt.Until now, the cooling time for injection molding could be determined using an estimation formula. However, this formula is only applicable if the thermal conductivity of the mold can be assumed to be very high. In rapid tooling, on the other hand, molds with low thermal conductivity, such as those made of concrete or plastic, are used. The formula does not provide any usable results for such molds. Therefore, a new formula was derived that takes into account the thermal properties of the mold.
10 Dinge, die Gestalter:innen über das Leben wissen sollten
Full text linkAbstract dt.
Moritz Grund untersucht den Umgang mit materiellen Dingen und deren Werten. Er spricht darüber, wie sich die persönliche Haltung mit einem Beruf vereinbaren lässt, der auf die Förderung des Absatzes abzielt, und teilt seine Ansichten über ökologische und soziale Aspekte der Kundenauswahl. Grund erläutert den emotionalen Wert von Büchern und anderen Gegenständen, sowie über deren Besitzen und Loslassen. Für ihn haben Dinge nicht nur eine funktionale, sondern auch eine emotionale, kommunikative und soziale Dimension, und diese Aspekte sollten bei der Gestaltung von Objekten berücksichtigt werden .
Im Mittelpunkt der Diskussion steht die Frage, wie man im Leben Zeit gewinnen kann, indem man sich von überflüssigen Dingen trennt, und wie diese Zeit sinnvoll genutzt werden kann. Grund empfiehlt, die gewonnene Zeit durch Hobbys und ehrenamtliche Arbeit erfüllender zu nutzen. Er erörtert auch die Herausforderungen für Studierende in einem System, das zunehmend auf Spezialisierung und Zeitbeschränkung setzt und plädiert für kritisches, losgelöstes Denken, um persönliche Erfüllung und Freiheit zu erreichen.
Auch die politischen Aspekte des Designs werden hervorgehoben. Grund betont, dass Design immer politisch sein kann, da es Aussagen trifft, die das Leben anderer beeinflussen und verändern. Er argumentiert, dass Design eine Möglichkeit bietet, politisch motivierte Veränderungen herbeizuführen, ohne direkt über die Politik zu gehen.
Abstract engl.
Moritz Grund, who is professionally involved in the design and marketing of products, is concerned with how we deal with material things and their values. He talks about how personal values can be compatible with a profession aimed at promoting sales and shares his views on environmental and social aspects of customer choice. Grund speaks about the emotional value of books and other objects, and about owning and letting go of them. He explains that things have not only a functional, but also an emotional, communicative and social dimension and that these aspects should be taken into account when designing objects.
The discussion focuses on the question of how to gain time in life by getting rid of superfluous things and how this time can be used wisely. Grund recommends using the time gained in a more fulfilling way through hobbies and volunteering. He also discusses the challenges for students in a system that increasingly relies on specialization and time constraints, and advocates critical, detached thinking in order to achieve personal fulfillment and liberty.
The political aspects of design are also emphasized. Grund emphasizes that design can always be political, as it can make statements that influence and affect the lives of others. He argues that design offers a way to bring about politically motivated change without going directly through politics.Moritz Grund, who is professionally involved in the design and marketing of products, is concerned with how we deal with material things and their values. He talks about how personal values can be compatible with a profession aimed at promoting sales and shares his views on environmental and social aspects of customer choice. Grund speaks about the emotional value of books and other objects, and about owning and letting go of them. He explains that things have not only a functional, but also an emotional, communicative and social dimension and that these aspects should be taken into account when designing objects.
The discussion focuses on the question of how to gain time in life by getting rid of superfluous things and how this time can be used wisely. Grund recommends using the time gained in a more fulfilling way through hobbies and volunteering. He also discusses the challenges for students in a system that increasingly relies on specialization and time constraints, and advocates critical, detached thinking in order to achieve personal fulfillment and liberty.
The political aspects of design are also emphasized. Grund emphasizes that design can always be political, as it can make statements that influence and affect the lives of others. He argues that design offers a way to bring about politically motivated change without going directly through politics