ULTRATOOL – Why Calling it Phone?
An collaborative Studio Project with Students from the Dyson School of Design Engineering, Imperial College London, and weißensee school of art and design berlin, during the summer term 2021.

Calling into question our daily use of handheld devices, we realize that it has become a multifunctional tool for all kinds of communication, information, data sourcing and entertainment. The phone call has taken a back seat as an interaction and is replaced by the multitude of applications such as navigation, healthcare, Internet of Things or social media. Various filters and filtering technologies interact simultaneously to shape our access and exchange with our environment.

The technical basis for the rapid integration into private and public life is always the same components of computer processor, interface and battery pack - in a handy shape. Despite the multitude of iterations and updates of technical features, operating systems and applications, the cuboid shape always remains related to the human hand and changes only insignificantly.

The studio project Ultratool addresses this development and investigates conditioning cultural and social behaviors within the technology ecosystem we live in: which standards, which metaphors or narratives are the basis of this »ultratool«? Where are the blind spots in the design process that need to betackleed to enable more meaningful interactions?

How can »ultratool« look like in the near future if it serves to address societal challenges? What infrastructures can be created by connecting technical components and data exchange in bigger networks? The aim of the project is to develop new product ideas and concepts, based on various analyses and design methods on technical and cultural aspects. The design focus lies on speculative, neo-analog concepts that are developed and tested in prototypes.

Still facing Covid19 pandemic in Spring 2021, the daily study experience for design students was limited to digital formats. However, this limitation also offered the potential to test new forms of international collaboration online. For the studio project, online students from the Dyson School of Design Engineering at Imperial College London and the Royal College of Art London teamed up with product design students from weissensee kunsthochschule berlin. The diversity of cultural, social and geographical backgrounds resulted in multiple viewpoints on the smartphone as a globally produced and globally used product.

These perspectives were supported by the interdisciplinary workshops in the beginning: starting with workshops on »Design Ideation« and »Physical Computing«, design and technical potentials were explored and tested. Social, historical and cultural contextualization was added to the first drafts in the workshop »Archeologies of the Future«, and then deepened and outlined in scenarios in a »Design Research« workshop. Mixed teams of 3-4 students further developed the project ideas, explored possible interactions through prototyping in experiments and developed the final concepts.
The course was developed and realised by Prof. Thomas Ness (weißensee & MoA Design Research Studio), Dr. Elena Dieckmann (Imperial College London) and Hanna Wiesener (weißensee & MoA Design Research Studio), supported by Laurenz Reichl (Imperial College London)

assessments panel Dr. Stephen Green (Imperial College London) Dr. Leila Sheldrick (Imperial College London) Dr. Shayan Sharifi (Imperial College London)

workshops and talks by Alwin Cubasch (Cluster of Excellence »Matters of Activity«, Humboldt-Universität zu Berlin), Rike Glaser (CIRG, Design Research/Interaction Design), Sara Reichert (CityLab Berlin), Rapael Tholl (IBM), Jan Ekstrøm (IBM), Jeff Crume (IBM), Prof. Mika Satomi (weißensee), Markus Paeschke (blokdots), Carolina Sprick (weißensee), Robin Hoske (weißensee, wint design labs)

»ULTRATOOL« was executed as part of the MoA Design Research Studio at the Cluster of Excellence »Matters of Activity«
Ryan McClure, Tian Dong, Ahad Mahmood & Natalie Preuß
An Ultratool focused on enriching social interactions whilst providing a new language for the world. Our new language is one which is created, curated and refined everyday as people interact with one another. Eventually we see this language becoming common place for controlling the world of IoT around us, where specific gestures can even be used for securing and authenticating our devices.
Using the principles of citizen science and machine learning, we are able to cater for all groups of people, empowering those who are disadvantaged to communicate with ease and the way they want to - not the way they are told too. We see our Ultratool as a bridge between different forms of communication and different groups of people opening up the potential for a universal language - something to connect us all whilst retaining the core essence of what makes us human.

The Mages wearable seamlessly pairs with our app; allowing users to easily input and record gestures. Once a gesture has been input, it can then be mapped to a function, whether that is to control an IoT device or to control the phone itself.
The Mages App also includes a social element that allows users to play multiplayer digital games through physical interactions as well as visualize how different cultures may have developed different digital body languages.

Our prototyping process occurred across timezones, between Berlin and London. Using an Arduino Nano BLE, Tensorflow and TinyML, Ryan developed a gesture recognition system taking advantage of the internal sensors in the Arduino Nano. Meanwhile, Natalie experimented with E-textiles to extend the microcontroller's sensor capabilities and develop a wearable that can be attached to any joint on the body. Through this process of back and forth, our team constructed the working prototype of Mages, which used a gesture to share content via WhatsApp.

E -Textiles
The E-textile Natalie created used Conductive thread Elitex (silver plated) and black fabric Eeonyx (stretch resistive fabric) embedded in kinesiology tape to create a wearable sensor that was extremely responsive to the bending of a joint;  nicely complimenting the gyroscope and light sensors embedded in the Arduino Nano.

Form Norm
Early in our process, we conducted experimental user research through our game, FormNorm. The idea was a spin on twister (pun intended, unfortunately) where we asked participants to try and conduct an action with an unusual part of their body. This game explored which parts of our bodies may be suited for controlling something, and how different devices may facilitate that. Ultimately, we realized that inclusive and mindful technology shouldn't dictate the control mechanism to the user, the relationship should be the other way around. Thus, we came up with Mages, a device that allows the user to interact with the digital world on their terms.
Netta Gigi, Harrison Tan, Jehyun Kim, Yitao Fu
Weon is a new experimental and screenless way of exploring and sensing the world around us. We believe the future of the human race will allow us to opt out of natural perception. The future that we want to create is a world where you can fully use your sensory to get navigation information from your phone. No matter it’s for a casual ride or a safer routine trip or even having fun exploring a different community, weon is designed to help you perceiving the surrounding by hearing and haptic feedback.

Unlike traditional methods, what we experimented is to use spatial ambient sound and non-linear haptic feedback to simplify the interaction as well as making the whole process more intuitive. We categorized different places and gave them a unique spatial ambient sound like wind and birds sound for a park or jazzy beats for a cafe etc. While using the device, different layers of sound will be added to the sound track based on the navigation info from your phone, creating a spatial “music” telling not only direction and distance but also what kind of location and what’s happening around you. We use a comfortably arranged open structured multi-speaker system to simulate how sound wave transmit into ear lug to make the sound more natural, spatial and directional. By controlling each speaker individually of its volume and delay, we enhance the effect, creating an intuitive perception of where you are going and what will you experience on the way and how to find your way through.

Christian Breuckmann, Felix Yves Bartsch, Kat Zhang, Kerem Sıdal Özmut
Have you ever wanted to capture a moment but without having to stop and take yourself out of it? Often the most memorable or authentic photos capture a moment of spontaneity, ideally without having to stop and curate it. So the question is:

"How might we create memories without disrupting the moment?"

What if there was an eye in the sky floating around capturing our interactions with each other and the world around us? Introducing PEARL, "your eye in the sky" capturing and sharing authentic moments as they happen. PEARL is an autonomous camera flying within 3 metres of the phone it's synced to. It captures images and short videos using a Machine Learning algorithm that determines moments of interests based on facial and motion recognition.

Alasdair Grant, Johannes Schmidt, Xiaoyi Du, Zehan Bao,
Revealing what’s unseen - Canary allows any window to display hidden, but health-critical, information about outside air quality and ultra-violet indices.

Air pollution and exposure to ultraviolet sunlight kill millions of us every year. We aren’t satisfied that most people, even those actively concerned, can consistently keep track of air quality and UV indices, and thus are unable to make behavior changes to limit their exposure to these dangers; people still get sunburnt. Existing methods of keeping track of these indexes range from (yet another) smartphone notification to the instinctive and simple method of looking out the window (e.g. is it very sunny outside? Is the air quality so bad it affects visibility?). This method of looking out the window works well in extreme scenarios, but milder scenarios such as cloudy days can be deceiving, as well as failing to provide information about forecast changes.

But what if you could see more about UV and Air Quality indices and forecasts just by looking out the window? We explored different ways of visualizing and interacting with this data displayed on a window. We believe that over time this medium could become as instinctive as looking outside and seeing that it is raining. We also wanted you to really notice the system when it was important when the UV or air pollution levels are high enough that you need to reconsider your behavior and not overload you with information when action is not required.

Canary works by laying a film over a pre-existing window. The film is comprised of a grid of square LCD Blackout Panels that can each individually change from transparent to black based on electronic signals. These allow a simple forecast for the day to be animated and displayed on the window, with a higher index blocking more of the window and thus becoming very noticeable, and a low index barely interrupting the view. Power is provided by a solar panel on the exterior of the window.

The forecast is not displayed continuously, but the animation is triggered by walking past the window, or raising the blind, as part of a morning routine. Gesture sensors, or a knock sensor, can also be incorporated to trigger the animation manually as personally configured by the user.

A unique new interaction is also introduced through the window handle. If the user tries to open the window on days with dangerously bad air quality, currently or forecast, the handle will alert them to this danger through aggressive haptic feedback.
Shefali Bohra, Jee Yoon Lee, Emre Kayganaci, Leandra Balliel
shaping the future of connected devices - MIRAI seeks to reimagine a society of things which is regulated by the ultratool. It explores creative interactions between devices. The project is bulid arround a scenario about privacy and cyber security within a home environment. Basis of the knowledge about SoT we drew form the paper "Society of things: An alternative vision of Internetof things" (2015) written by Gulnara Z. Karimova & Amir Shirkhanbeik.

We believe that through speculations like Mirai, we can shape the development of future connected devices through either hardware, software or legislations. We need these imaginative scenarios as in the future, these devices will need to be more dynamic, efficient, intelligent and cooperative.

// The world is becoming increasingly connected. This offers opportunities to create unprecedented products and services. Yet a connected world also brings new questions and challenges to the table.
// In a future where devices will be ubiquitously equipped with Machine learning, artificial intelligence and spatial awareness, devices can start forming more than human connections with each other and work to form a society of things in a given environment.
// These societies will work in harmony for a common goal weather that is energy saving, entertainment, security and privacy, or communication. This manifesto sets out to form the primary set of principles for imagining and developing a SoT.

1. learn from each other and react
2. belive in a decentralized operation
3. inclusive for any device, old or new
4. work for a common purpose
5. monitor and protect each other
6. work towards secured integration

To imagine Mirai we choose to set a certain scenario in which the device-society has to challenge a cyber attack. The devices will have diverse security standards, so how might the SoT work together to ensure a more cyber-secure and cyber-aware home environment?

We looked at how security threats are communicated and interfaced on our devices and the notifications we get from them when downloading a file/viewing a website. We realized that This kind of feedback system is currently nonexistent in the physical world, for example when you connect a new device to your network but it opens up many security vulnerabilities. The scenario is described in 3 main parts — introduction, identification and recovery.

First of all each SoT gets assigned to a unique badge. Using the retrieved parameters of device location, number of devices, signal strength, and more, a unique badge as shown in the visualisation made with Processing is generated for each society. For example, the left badge is generated from 12 devices while the right badge is generated from 6 devices.
In the introduction the device is being checked for security certification which must be provided by the manufacture. Level of the security certification is distinguished by colour, so we used Arduino Nano 33 BLE and the KNNClassifer to identify the different colours as security badges. Now the protagonist Mirai virus enters the plot. A lower certified device was infected and the virus is now spreading in our SoT. For that reason we were prototyping haptic and visual symptoms a device could show to indicate abnormal behaviour.
In the next stage of our scenario a fellow buddy device detects the abnormal behaviour caused by Mirai virus. Now the society takes action and isolates the device in question. To recover the isolated device it is rebooted and gets treatment. The only device interacting is the head of security, meanwhile he is monitoring the sick device and learns from the virus. Finally, the SoT has defeated the virus. The device can join the community again and the gained knowledge about Mirai strengthens the SoT for the future.
When you zoom out and look at a world of many SoT you will see them sharing information to overcome security issues and to complete many more tasks devices will take care of in the future. Making sure that societies are able to identify and battle increasing amount of cyber attacks — working just like an immune system.


Weißensee Kunsthochschule Berlin
Bühringstraße 20
13086 Berlin

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Quelle: eRecht24