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Junge Ingenieure: Lego-Frickler fliegen nach Indonesien

Von Maria Timtschenko

Junge Konstrukteure: Wettbauen unter Lego-Fans Fotos
Gabriele Kordel

Rund 1500 Versionen bauten vier Schüler aus Schwerte von ihrem Lego-Roboter, bis er rote von blauen Bällen unterscheiden konnte. Damit qualifizierten sich die Konstrukteure für das Finale der World Robot Olympiad in Indonesien.

"Als uns die Aufgabenstellung vorgelesen wurde, dachten wir alle nur eines: Will der uns verarschen?" Jannik, Hendrik, Pascal und Maik waren erst seit einem Jahr Mitglied in der Roboter AG der Gesamtschule Schwerte bei Dortmund. Sie konnten einen Roboter bauen, der auf einem Strich entlang fahren kann und einen, der Bälle fort schlägt. Aber so etwas? Das schien unmöglich.

Um bei den ersten Ausscheidungen für die World Robot Olympiad (WRO) teilzunehmen, sollten die Jungen einen Roboter entwerfen, der nicht höher, breiter oder länger als 25 Zentimeter war und sich ohne Hilfe auf einem Spielfeld zurechtfand. Während seiner Fahrt musste er rote und blaue Bälle voneinander unterscheiden und die roten einsammeln und zählen.

Die World Robot Olympiad ist ein Roboterwettbewerb, der seit 2009 auch in Deutschland stattfindet. Jugendlichen zwischen 8 und 19 Jahren soll damit der Zugang zu naturwissenschaftlichen Fächern und Ingenieursberufen erleichtert werden. Weltweit nehmen circa 20.000 Teams aus über 40 Ländern an den Regionalwettkämpfen teil, in Deutschland waren es in diesem Jahr 111 Mannschaften. In jedem Land werden identische Aufgaben gestellt, jedes Team besteht aus zwei oder drei Personen und einem Teamcoach.

Komplizierte Sensortechnik

Teamcoach der Roboter AG an der Gesamtschule Schwerte ist Gabriele Kordel. Sie ist Lehrerin für Mathe und Physik und hat an einigen regionalen Wettbewerben teilgenommen, aber an so etwas Großes wie die WRO hat sie sich noch nie heran getraut. Es ist auch eine Geldfrage: Der Förderverein der Schule gab zum Start des Robo-Clubs 1000 Euro Startgeld für Lego-Bauteile, Sensoren, Elektronik. Startgelder oder Flüge müssen Lehrer und Schüler privat tragen.

Die anfängliche Ernüchterung über die Aufgabenstellung wich bei den Brüdern Jannik Buschhaus, 17, und Hendrik Buschhaus, 15, und ihren Teamkollegen Pascal Höhnel, 16, und Maik Brenne, 17, bald dem Tatendrang: "Wir fragten uns, wie muss der Arm konstruiert sein, damit der Roboter die Bälle gut zu fassen bekommt? Was müssen wir für eine Sensortechnik nehmen, damit er sich auf dem Spielfeld zurechtfindet? Wir schrieben alles auf, diskutierten viel und begannen dann alles abzuarbeiten", sagt Jannik, der Konstrukteur. Sein Freund Pascal war der Chefprogrammierer, Maik der Controller mit dem Überblick und Hendrik der Assistent für alles.

18 Stunden täglich tüfteln

Es entstand die kleine "Uschi". Der Roboter besteht aus etwa 500 grauen Lego-Steinen, an einigen Ecken leuchten eine Achse orangefarben und kleine blaue Schräubchen. Uschi ist leicht und flink, wie ein Wiesel. Es besitzt ein Elektro-Gehirn, sieht mit seinen Ultraschallsensoren und läuft auf drei Rädern.

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Wohl um die 1500 Uschi-Versionen haben die Schüler gebaut und immer wieder optimiert. Schenkten sie ihrem Roboter anfangs täglich nur drei bis vier Stunden Zeit, frickelten sie kurz vor dem Wettkampf bis zu 18 Stunden am Tag. Zweimal verbrachten sie in den Ferien sogar eine Nacht in der Schule bei ihrem Roboter. Und wurden entlohnt: Beim Deutschland-Finale im Juni dieses Jahres in Dortmund belegten sie Platz zwei von 15 Teams. "Die anderen hatten teilweise riesige Plakate, auf denen 50 Sponsoren standen. Die Erbauer hatten Ideen an ihren Robotern umgesetzt auf die wir nie gekommen wären", erinnert sich Maik.

"Ich dachte, ich schmeiß das hin"

Auch eine Überraschungsaufgabe mussten die Konstrukteure lösen. Der Roboter sollte so programmiert werden, dass er ein kleines Lego-Männchen von der Insel rettet. Problem: Das Männchen war nicht blau oder rot.

Zweieinhalb Stunden hatte jedes Team Zeit, das Gerät umzubauen und Testläufe zu fahren. Dann wurden alle Roboter eingesammelt und Uschi war auf sich allein gestellt. "Uns zitterten die Knie. Am Übungstisch hatten wir festgestellt, dass der Ultraschallsensor nicht richtig funktionierte. Wir mussten auf unser Glück vertrauen", sagt Pascal. Uschi holte fast volle Punktzahl.

Nun dürfen die Schwerter Jugendlichen im November beim Weltfinale in Jakarta antreten. Bis dahin werden wahrscheinlich noch ein paar Versionen von Uschi entstehen. "Der Ultraschallsensor ist noch zu unzuverlässig. Ich will ihn durch einen Helligkeitssensor ersetzen. Aber daran scheiden sich die Geister", sagt Pascal.

An den Schulen im Umkreis von Schwerte werden nach dem Erfolg der vier Jungs viele Roboter-AGs gegründet. Jannik sagt: "Es gab jeden Tag mindestens eine Situation, in der einer von uns dachte: Ich schmeiße alles hin. Aber jetzt sind wir stolz, dass wir nicht aufgegeben haben."

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insgesamt 24 Beiträge
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1.
Wololooo 05.10.2013
Klasse! In meiner Jugend gab es leider kein Lego-Mindstorm. Ich habe diese Technik erst in der Informatik-Vorlesung an der Uni kennengelernt und war (obwohl ich jetzt kaum noch etwas mit Programmierung zu tun habe) hellauf begeistert. Für meine Kinder auf jeden Fall ein Pflichtgeschenk (das richtige Alter vorrausgesetzt). Wenn ich durch die Werkhallen spaziere bin ich auch jedesmal von den ganzen Schweißrobotern beeindruckt und bewundere die Leute, die diese Konstruieren und Programmieren können. Für den Roboter: Anstatt eines Ultraschallsensors würde ich eine Kamera empfehlen, die dann mit Hilfe von Bilderkennungsalgorithmen arbeitet. Sehr wahrscheinlich ist die Lego-Mindstorm-Steuerung zu schwach hierfür, aber da gibt es ja als Alternative (die sogar billiger ist) den Rasperry PI. Allerdings ist die Programmierung und Integration solcher Algorithmen äußerst komplex.
2.
etude 05.10.2013
Das ist der richtige Weg, um junge Menschen spielerisch für technische Zusammenhänge zu begeistern und somit die Basis für ein Ingenieursstudium oder einen technischen Handwerksberuf zu schaffen. Mit BWLern kann man ja mittlerweile die Straße pflastern, und die landen dann später in irgendwelchen Consulting-Rating-Unternehmensberatungs-Marketing-Buden…
3. Sponsorensuche
...nur.der.hsv 05.10.2013
.... liebe Frau Kordel, Ihre Unterstützung und Ihr Engagement ist vorbildlich. Ihre Schüler dürfen froh sein, einen solchen Mentor an Ihrer Seite zu haben. Auch und vor allem ist die Energieleistung der Schüler hervorzuheben! Bzgl. finanzieller Unterstützung für die bevorstehenden Reisen wenden Sie sich bitte an die ansässige IHK und an die lokalen Arbeitgeberverbände - außerdem ist der Verband für Metallindustrie für solche Aktionen immer ansprechbar. Es geht hier um die Unterstützung sogenannter MINT Berufe - mit freundlicher Hartnäckigkeit und dem Schlüsselwort MINT sollte bei den Verbänden was machbar sein. Vergessen Sie einzelne Unternehmen ..... die haben für so etwas sehr selten Möglichkeiten. Viel Erfolg!!
4. Super - Glückwunsch
DanielDüsentrieb 05.10.2013
Toll eine solche Lehrerin zu haben!!! Aber auch Kompliment an die Jungs - weiter so. Das ist wahres learning by doing - mehr als jede Schulstunde vermitteln könnte. Genau diese Inspiration brauchen wir für Jugendliche und nicht Modell- oder Schlagercastings. Insbesondere unser Fernsehen versagt da völlig - wo sind Beiträge über so etwas? Wo sind Wissensendungen, die solches Know How an Kids spielerisch vermitteln? Jedenfalls nicht bei ARD oder ZDF.
5. .
TS_Alien 05.10.2013
Sicher sind das interessante Wettbewerbe. Nur sind manche Aufgaben in diesen Wettbewerben ziemlich dämlich, so dass man sogar ohne Sensoren auskommt. Da reichen dann soundsoviel Radumdrehungen, eine 90-Grad-Drehung und weitere soundsoviel Radumdrehungen, um zum Etappenziel zu gelangen. Wer größere Projekte mit den Lego-Robotern vorhat, der sollte gleich auf die Programmiersprache NXC wechseln. Die Drag-and-Drop-Programmiersprache von Lego ist nicht für größere Projekte geeignet (das Programmieren dauert viel zu lange damit).
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