Copilot gebruiken bij samenstellen van cursushandouts

Shafier Abdoelaziz, Pieter van der Hijden, Räquel Zeegelaar

Bij de ontwikkeling van het curriculum voor de cursus 'Digitaal Fabriceren' in Suriname hebben wij gebruikgemaakt van AI. Onze ervaringen, zowel het proces als het resultaat, kunnen ook voor andere fablabs interessant zijn. Deze notitie is geschreven in het Nederlands; de AI prompts en de resultaten idem; de exportproducten: Word-bestand, online mindmap en website zijn dat ook. De exportproducten staan online:

• PDF-document (https://zaplab.villazapakara.com/df-handouts/pdf-viewer.html?url=handouts-digitaal-fabriceren.pdf)
• Online mindmap (https://zaplab.villazapakara.com/df-handouts/mindmap.html)
• Website (https://zaplab.villazapakara.com/df-handouts/index.html) 

1. Achtergrond
ZapLab AT Villa Zapakara (Suriname) heeft met hulp van Canadian LEAF een cursus "Digitaal Fabriceren" opgezet voor jongeren en jong volwassenen in het binnenland van Suriname met opleidingsniveau secondary education. De cursus besteedt onder meer aandacht aan het ontwikkelen van digitale vaardigheden. Daarbij worden met behulp van digitale fabricagetechnieken zoals 3d-printen, cnc-frezen, digitaal borduren en lasersnijden traditionele ambachten (houtsnijwerk, pangi borduren) geïntegreerd met deze technieken om mogelijke innovaties en werkgelegenheid te stimuleren. Voor elk van deze technieken hebben we een werkstation bestaande uit een laptop, een fabricagemachine, bijbehorend handgereedschap, materialen, instructies, reserveonderdelen, PPE. Deze werkstations zijn beschikbaar tijdens de cursusbijeenkomsten, maar ook tussentijds en na afloop.
De cursus bestaat uit tien eendaagse workshops op locatie, evenzoveel online begeleidingsbijeenkomsten en permanente lokale voorzieningen (ruimte, werkstations, begeleiding). Tegen het einde van de cursus voeren de deelnemers in kleine groepjes een eindproject uit dat gepresenteerd wordt op een afsluitende expo.
De cursus beslaat een periode van tien maanden en is in maart 2025 van start gegaan in Klaaskreek (Brokopondo) en Moengo (Marowijne); de expo's zijn voorzien voor december 2025. Het aantal deelnemers bedraagt in beide locaties ongeveer 25.

2. Curriculumontwikkeling
De ontwikkeling van het curriculum startte met het formuleren van een zevental doorlopende leerlijnen die tezamen de voorgenomen doelstellingen (ook afspraken met de sponsor) zouden afdekken. Deze doorlopende leerlijnen hebben we uitgewerkt in een competentie-raamwerk van zeven domeinen, vijf ontwikkelingsstadia per domein en drie competenties (kennis, ervaring, attitude) per stadium. Alles bij elkaar dus 7*5*3 = 105 competenties.
Vervolgens hebben we een programma opgezet voor tien eendaagse praktijkworkshops. Deze workshops hebben een vast tijdschema met onderdelen van 30 en 45 minuten die ofwel plenair of in twee of vier groepen gegeven worden. Dat laatste gebeurt zowel om de deelnemers actief bij het programma te betrekken als om de beschikbare werkstations optimaal te benutten. Er zijn steeds vier trainers beschikbaar.
Binnen het programma geven de trainers opdrachten aan de deelnemers. De deelnemers kunnen daarbij gebruikmaken van een verzameling hand-outs, een naslagwerk waar men ook buiten de cursus om wat aan heeft. De ontwikkelaars hadden, zeker tezamen, voldoende parate kennis om zelf deze hand-outs op te stellen. Maar de tijd drong. Daarom hebben we geëxperimenteerd met het inzetten van AI, i.c. Microsoft Copilot hierbij.

3. Experiment met AI
Copilot is de Artificial Intelligence-assistent van Microsoft. Een gebruiker kan Copilot aanroepen vanuit Microsoft-applicaties, zoals de internetbrowser Microsoft Edge. De gebruiker typt een "prompt" (vraag) in en Copilot reageert daarop met een antwoord. De gebruiker kan daarop eventueel vervolgvragen stellen. Geen probleem om de vragen in het Nederlands te stellen; de antwoorden zijn dat dan óók.
De eerste hand-outs voor de deelnemer zouden een compacte beschrijving van de vier werkstations moeten bevatten. We hebben geprobeerd om deze te laten samenstellen door Copilot. We schreven een prompt voor het werkstation 3D-printen. In de prompt liepen we de rubrieken uit de Bill-of-Materials voor werkstations na.

Prompt
We willen een aantal hand-outs voor deelnemers aan een cursus van ons fablab samenstellen. Onze deelnemers wonen in het binnenland van Suriname. We gaan uit van een werkplaats met een werkstation "3d-printen" bestaande uit een laptop en een machine, i.c. een 3d-printer, met toebehoren.
• Omschrijf de functie van deze machine
• Wat zijn de belangrijkste componenten van deze machine incl. hun functie?
• Wat zijn de belangrijkste handgereedschappen die bij dit werkstation horen incl. hun functie?
• Welke verbruiksmaterialen heb je bij dit werkstation nodig?
• Welke reserve-onderdelen wil je bij dit werkstation onder handbereik hebben?
• Welke veiligheidsrisico's kent dit werkstation? Welke PPEs zijn nodig?

Het resultaat was verbluffend. Keurige lijstjes met opsommingen waar we niets meer aan hoefden te wijzigen.

Resultaat
Werkstation 3D-printen
Functie van een 3D-printer

Een 3D-printer is een apparaat dat digitale bouwtekeningen omzet in tastbare, driedimensionale objecten door het object laag na laag op te bouwen. Dit proces wordt vaak gebruikt voor rapid prototyping, modelbouw, en zelfs in de medische en kunstsector.

Belangrijkste componenten van een 3D-printer
1. Extruder: beweegt en smelt het filament om het object laag voor laag op te bouwen.
2. Printbed: het oppervlak waarop het object wordt opgebouwd. Het zorgt voor een goede hechting van de eerste laag en beïnvloedt de nauwkeurigheid en stabiliteit van het uiteindelijke object.
3. Nozzle: het mondstuk dat het gesmolten filament extrudeert (= naar buiten doet komen). De diameter van de nozzle beïnvloedt de resolutie (kwaliteit) en de dikte van de lagen.
4. Motherboard: het controlebord dat verantwoordelijk is voor de fundamentele operaties van de printer.
5. Frame: houdt alle componenten van de printer bij elkaar en zorgt voor stabiliteit.

Belangrijkste handgereedschappen voor 3D-printen
1. Schraper: voor het verwijderen van geprinte objecten van het printbed.
2. Pincet: voor het hanteren van kleine onderdelen en het verwijderen van overtollig filament.
3. Naalden: voor het reinigen van de nozzle.
4. Inbussleutel: voor het aandraaien van schroeven en bouten.
5. Schroevendraaierset: voor algemene onderhoudstaken.

Verbruiksmaterialen voor 3D-printen
1. Filament: het basismateriaal dat wordt gebruikt voor het printen, zoals PLA, ABS, PETG, en TPU.
2. Reinigingsmiddelen: zoals aceton voor het schoonmaken van geprinte objecten.
3. Smeermiddelen: voor het onderhoud van bewegende delen.

Reserve-onderdelen voor een 3D-printer
1. Nozzles: reserve mondstukken voor verschillende filamenten.
2. Printbed: vervangende printoppervlakken.
3. Extruders: reserve-extruders voor het geval het huidige defect raakt.
4. Ventilatoren: voor het koelen van de printer.
5. Thermistors: voor het meten van de temperatuur.

Veiligheidsrisico's en PPEs
Veiligheidsrisico's:
1. Brandgevaar: door oververhitting van de printer.
2. Chemische blootstelling: aan dampen van bepaalde filamenten.
3. Mechanische gevaren: door bewegende delen van de printer.

Persoonlijke beschermingsmiddelen (PPEs):
1. Veiligheidsbril: om de ogen te beschermen tegen rondvliegende deeltjes.
2. Handschoenen: voor het hanteren van hete onderdelen en chemische stoffen.
3. Stofmasker: om inademing van fijne deeltjes te voorkomen.
 
4. Opschalen
We vonden ons experiment geslaagd en konden deze aanpak gaan toepassen op alle gewenste hand-outs. Die wilden we voordat het programma daadwerkelijk van start ging gereed hebben. Leidraad was een overzicht (inhoudsopgave) voor de verzameling hand-outs.

4.1. Overzicht
De hoofdindeling in vijf onderwerpen volgt in grote lijnen de indeling van het programma.

(tekst gaat verder onder de afbeelding)

Figuur: inhoudsopgave van de verzameling Hand-outs

4.2. Prompts
Door AI veranderde ons werk van het schrijven van hand-outs in het schrijven van prompts. Dat laatste moest dan wel zo efficiënt en effectief mogelijk gebeuren. Wat hebben we daarvan geleerd:

• Een heldere prompt is het halve werk.
• Behandel per prompt maar één onderwerp, bijv. 3D-printen; laat andere processen op dat moment buiten beschouwing.
• Bouw een prompt zo op dat je maar een enkel woord hoeft te wijzigen om een nieuwe prompt te creëren; bijvoorbeeld, vervang 3d-printen door CNC-frezen.

Vooral dat laatste bullet point is een time saver. Merk op dat onze experimentele prompt ongeveer honderd woorden lang is, terwijl we maar twee keer het woord 3d-printen gebruiken. Wijzig dat in CNC-frezen en je prompt voor CNC-frezen is klaar.

Deze aanpak hebben we gebruikt voor de diverse fabricageprocessen:
• Werkstation X
• X als proces
• Duurzaam X
• X als bedrijf

Vier geheel verschillende template prompts die door middel van het invullen van een enkel woord van toepassing konden zijn op verschillende digitale fabricage processen. Dezelfde aanpak pasten we ook toe op de handouts voor: 2D Ontwerpen met Inkscape en 3D Ontwerpen met TinkerCAD.

4.3. Resultaten
De resultaten die Copilot produceerde waren in vrijwel alle gevallen direct bruikbaar.
Alleen bij de hand-out over traditionele ambachten ging het mis. De teksten waren voor ons te algemeen en voegden daardoor te weinig toe. We hebben daarop een nieuwe prompt geformuleerd die slechts op één ambacht betrekking had (houtsnijkunst) en deze daarna ook toegepast op het andere ambacht (borduurkunst). Deze teksten waren akkoord m.u.v. het element "geschiedenis". Dat laatste hebben we handmatig aangepast.

5. Publiceren
5.1. Word-document
Een verzameling van 26 Copilot-resultaten is nog geen geheel. Het kostte ons nog wel wat "gymnastiek" om daar een net geformatteerd Word-bestand van te maken. Dat moet makkelijker kunnen, maar dat vraagt nader onderzoek.

5.2. Stamkopie
Omdat Mindmanager aantrekkelijke mogelijkheden biedt voor publicatie hebben we het Word-bestand geïmporteerd in Mindmanager en opgeslagen als .MMAP bestand. Vooralsnog gebruiken we dit Mindmanager-bestand als onze stamkopie. Het voordeel hiervan is dat je vanuit Mindmanager eenvoudig updates kunt publiceren als Word-bestand (en vervolgens PDF), als online interactieve mindmap en als website. Het nadeel is echter dat de ontwikkelaar dan over een licentie van het commerciële product Mindmanager moet beschikken. Als de publicaties als online mindmap en/of website niet (langer) nodig zijn, kan het Word-bestand als stamkopie dienen.

6. Tot slot
We zijn heel tevreden over het resultaat dat we in hooguit één dag werk voor elkaar hebben gekregen. Toch blijft er nog wel wat te wensen over, werkjes die nog wel méér dan een extra werkdag kosten ;) :

• voor de aantrekkelijkheid van het geheel, zou ieder hoofdstukje moeten beginnen met een functionele afbeelding;
• begrippen die nu niet verder worden uitgelegd zouden in een glossary terecht moeten komen;
• concrete fabricagemachines die tijdens de cursus gebruikt worden (merk, type, karakteristieken) worden nu niet genoemd; het zou goed zijn om daar een gestandaardiseerde datasheet van bij te voegen.

Tags: Artificial Intelligence, 3D-printen, Prompts, Mindmanager, PPE, Veiligheid, Microsoft, CoPilot