Digitaalisten valmistusympäristöjen määrittäminen ja parantaminen

Digitaaliset valmistusympäristöt (DFS) toimivat runsaasti teknologiaa sisältävänä alustana, jossa suunnittelijat ja kuluttajat voivat luoda innovatiivisia ratkaisuja ja prototyyppejä vähentävän ja lisäävän valmistusteknologian sekä elektroniikan prototyyppityökalujen avulla. DFS-järjestelmät edistävät kiertotaloutta ja uudelleenjakavaa valmistusta ja näin mahdollistavat tuotteiden uudelleenkäytön, korjaamisen, uudelleenvalmistuksen ja kierrätyksen. Koulutusympäristöissä DFS edistää avointa, käytännönläheistä ja projektipohjaista oppimista. Vaikka digitaaliseen valmistukseen perustuva prototyyppien rakentaminen on tärkeää, tämän prosessin ymmärtämiseksi ja tukemiseksi on tehty vain vähän työtä. Siksi tässä tutkimuksessa pyritään kvantifioimaan digitaaliseen valmistukseen perustuvaa prototyyppiprosessia ja sen lopputuloksia sekä lisäämään ymmärrystä niistä. Ensin kartoitimme tekijät, jotka vaikuttavat luovuuteen, digitaalisten valmistustaitojen kehittymiseen ja oppilaiden kokemuksiin DFS:stä. Toiseksi esittelimme uudenlaisen menetelmän prototyyppitoimintojen ja yhteistoiminnallisen vuorovaikutuksen kuvaamiseen tietokonenäön avulla. Esittelimme myös tapaustutkimuksen, jossa korostui opiskelijoiden vuorovaikutuksen ja luovuuden välinen yhteys. Kolmanneksi otimme käyttöön erillisen prototyyppien kuvaustyökalun helpottamaan prototyyppiprosessin dokumentointia. Neljänneksi ehdotimme käsitteellistä kehystä digitaaliseen valmistukseen perustuvaan kestävään prototyyppien valmistukseen.
Tulokset osoittivat, että DFS-oppimisympäristöt edistivät luovuutta ja digitaalisia valmistustaitoja. Lisäksi yksilötyöskentely tuki digitaalisten valmistustaitojen kehittymistä enemmän kuin yhteistoiminnallinen työskentely. Osoitimme myös, että monokulaarisella menetelmällä pystytään tutkimaan prototyyppitoimintoja ja oppilaiden vuorovaikutusta, ja tästä saadulla arvokkaalla tiedolla voidaan edelleen kehittää maker-pedagogiikkaa heikompien oppilaiden auttamiseksi. Tulokset osoittavat, että prototyyppiprosessin kestävyyttä voidaan arvioida ja parantaa sisällyttämällä siihen kirjallisuudessa esitettyjä kestävyysindikaattoreita.
Löydösten avulla voidaan parantaa oppimista digitaaliseen valmistukseen perustuvissa makerspace-tiloissa ja optimoida maker-pohjaista pedagogiikkaa teknisten ja pehmeiden taitojen opettamista varten. Löydökset hyödyttävät myös digitaalisen valmistusteknologian parissa työskenteleviä sosiaalisen ja teknisen suunnittelun ammattilaisia ja tutkijoita, koska ne edistävät kestäviä ja luovia lopputuloksia. Myös DFS-henkilöstö voi hyödyntää löydöksiä kulutushyödykkeiden ja koneiden käytön parantamisessa kestävän lähestymistavan ja DFS-käyttötottumusten seurannan avulla.