Roboter in der Spitzenförderung Informatik

In der Spitzenförderung Informatik wird seit 2014 mit LEGO® MINDSTORMS Robotern gearbeitet. Diese können dank eines internen Mini-PC mit einem üblichen Computer verbunden und programmiert werden. Dadurch können sie sich beliebig bewegt, umgebaut und benutzt werden.

Mittlerweile besitzt unsere Schule fünf dieser Roboter in den unterschiedlichsten Formen. Einer fährt Beispielsweise auf Ketten, ein anderer kann mithilfe eines dazugekauften Extras kleine rote Kügelchen verschießen. Durch diese Vielfältigkeit lässt sich ein Roboter auch so umbauen und programmieren, dass er mithilfe eines montierten Fineliners malen und auch schreiben kann.

Seit Anfang des Schuljahres 2017/18 setzen sich die Schüler einmal wöchentlich für eine Stunde zusammen und basteln an dem perfekten Zeichenroboter. Dabei wollen sie allerdings nicht nur einen, sondern gleich acht Stifte gleichzeitig montieren. Mithilfe einer eigenen Konstruktion kann man die Stifte wechseln und benutzen. Durch diese Vorrichtung entstand ein großes Gewichtsproblem, da eigentlich alle Bauteile aus Kunststoff bestehen und somit bei zu großer Masse durchhängen. Nach vielen fehlgeschlagenen Ideen ist nun eine Lösung in Sicht.


--- Finn Steglich, 8s

 

Funktionsweise unseres Kandinsky-Roboters

Lego ist nur etwas für Kids und Modellbaufreaks? Falsch gedacht. Auch Wünsche von Robotikfans und Hobbyprogrammierern können abgedeckt werden. Die Spitzenförderung Informatik arbeitet seit 2014 mit den LEGO Mindstorms Robotern und hat das Gebiet somit etwas mehr beleuchtet.

Abgesehen davon, dass die Mechanismen natürlich durch CREATOR-Bausteine möglich gemacht werden, besitzt jeder Roboter einen „Stein“, den Hauptcomputer. Er wird normal mit Tasten bedient und hat eine grafische Oberfläche. Auf dem PC geschriebene Programme können einfach durch ein USB-Kabel auf ihn übertragen und ausgeführt werden.

Dann gibt es zusätzlich bestellbare Komponenten wie die Sensoren. Druck-, Geräusch-, Farb- und Visualsensor können in die Programme und ihre Ausführungen eingebaut werden.

Im Kandinsky-Projekt wirken alle Bauteile zusammen. Der Roboter hat einen sehr kleinen Wendekreis, heißt, dass eine Bewegung in fast beliebigen Ausmaß und beliebiger Richtung erfolgen kann. Er wird durch seine Vorderräder getrieben und kommt mit lediglich zwei Motoren aus. So wird Komplexität eingedämmt und das Ausbauen fällt einfacher. Das sind nicht nur Annahmen, dieses Konzept wurde unter dem Schirm der Spitzenförderung Informatik bereits bewiesen.

Da natürlich auch mit verschiedenen Farben und Linienbreiten gezeichnet werden soll, besitzt der Roboter ein Stiftrad, das automatisch eingeordnet wird. Das erfordert Kreativität, da es natürlich keine Stifte gibt, die genau auf LEGO-Produkte angepasst sind. Das Rad wird mit zwei Motoren versehen; zum Drehen und zum Heben/Senken. So wird dieses variable Zeichnen erst möglich gemacht und der Roboter kann fahren, ohne zeichnen zu müssen.

Mithilfe des akustischen Sensors/Mikrofons wird die Zeichnung dann erst realisiert. Er unterscheidet in der Musik zwischen bestimmten Frequenzbereichen zu unterscheiden und seine Sinneseindrücke in visuelle Form umzusetzen.

So soll, wie bei den Kunstwerken Wassily Kandinskys, die Synästhesie zwischen Musik und Kunstwerk hergestellt werden. Aber Musik soll nicht zwingend nötig sein, denn mit Infrarot- und Entfernungssensor soll der Roboter auch beispielsweise auf Handzeichen reagieren können.


--- William Kaniuth, 8s