Grabbe-Gymnasium Detmold

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Automatisch ins Ziel

 



Die Erfolgsgeschichte der Robo-AG

Von Marcel Rose

Im Herbst 1995 führte Frau Engel eine Unterrichtsreihe über das Lego-Mindstorms-System im Differenzierungskurs durch. Dieses besteht aus einem kleinen Kasten, auf den später ein Programm übertragen wird, das der Roboter ausführt, und vielen konventionellen Lego-Teilen. Zusätzlich gibt es Motoren zur Fortbewegung sowie Berührungs- und Lichtsensoren, damit der Roboter interaktiv auf seine Umwelt reagieren kann. Frau Engel hatte im Studium mit diesem innovativen System gearbeitet und wollte es nun den Schülern des Kurses, der sich ansonsten mit biologischen Messsystemen beschäftigte, als Abwechslung näher bringen. Dank der freundlichen Leihgabe zweier Schüler konnten wir im Unterricht mit zwei Kästen und somit auch zwei Robotern arbeiten. So konnten alle Schüler des Kurses durch die Einbindung der Lego-Bausteine spielerisch die Programmierung eines einfachen Roboters kennen lernen.
Einige Schüler (Philipp Böing, Arne Elias und ich (alle 10m)) zeigten sich so begeistert vom Lego-System, dass sie es sich zur Aufgabe machten, dieses anhand eines Parcours am »Tag der offenen Tür« den zukünftigen Fünftklässlern zu zeigen und sie damit in ihren Bann zu ziehen. Das gelang auch prächtig: Die Zuschauer am »Tag der offenen Tür« waren immer zahlreich vorhanden und fanden dank kompetenter Erklärungen von Philipp einen leichten Einstieg in den Roboter und dessen Programmierung.
Da die Zeit im Unterricht nicht ausreichte, um einen wettbewerbsfähigen Roboter zu entwickeln, kam nach dem »Tag der offenen Tür« die Idee auf, eine eigene Robo-AG unter der Leitung von Frau Engel zu gründen. Dieses geschah durch die oben genannten Schüler, verstärkt durch Maximilian Weiß (10m). Nun wurde die Werbetrommel gerührt, um weitere Schüler zu begeistern und ein kompetentes Team aufzubauen, und schnell fanden sich noch einige jüngere Schüler, die zu uns stießen.

Der Weg zum Wettbewerb

Die Suche nach einem passenden Wettbewerb, der anspruchsvoll, aber nicht zu schwer für uns war, gestaltete sich nicht unbedingt einfach. Nach einigen Recherchen fanden wir jedoch einen, den wir als »zu bewältigen« einstufen konnten. Dieser von Schüco ausgeschriebene Wettbewerb gibt dem Roboter die Aufgabe, durch einen Parcours mit Hindernissen zu finden und auf einem Kasten eine Lichtschranke zu durchbrechen. Um diese nicht ganz einfache Aufgabe zu bewältigen, beantragte Frau Engel beim Förderverein zwei neuere Lego-Systeme, um konkurrenzfähig zu sein. Zu unserem Glück wurden diese schnell bewilligt und unsere Arbeit konnte beginnen.
Mit dem Bricx Command Center suchten wir uns eine kostenlose Programmierumgebung der Sprache »NQC« aus. Nach einigen gemeinsamen Überlegungen über das Grundprinzip des Roboters, aus denen hervorging, dass wir zwei Maschinen benötigten, die übereinander stehen sollen, um auf den Kasten zu kommen, teilte sich die AG in verschiedene kleine Untergruppen, um möglichst effizient zu arbeiten. So machten sich die beiden erfahrenen Programmierer Philipp und Maximilian an die Programmierung, während der Rest mit der Konstruktion der beiden Roboter begann. Die Roboter wurden mehrmals fast komplett neu gebaut, da uns immer wieder neue Probleme in den Kopf kamen. Aber auch die Programmierung lief nicht immer flüssig, da die Kommunikation zwischen PC und Roboter etwas behäbig läuft und die Installation benötigter Komponenten unglücklicherweise nahezu jede Woche einige Zeit raubt, da unsere Ausstattung (inklusive Batterien) nicht die zuverlässigste ist. Am Mittwoch, 24. Mai, gelang es dann aber nach 3-stündiger Arbeit (vielen Dank noch einmal an Herrn Gärtner für die freundliche Aufsicht), die beiden Roboter und das Programm so weit zu bringen, dass sie am Ziel ankamen und zuvor allen Hindernissen auswichen. Nun muss noch die Ausrichtung vor dem Kasten programmiert werden und die Beta-Version sollte laufen; an einigen Feinheiten ist allerdings sicherlich noch zu feilen. Da nicht mehr viel Zeit bis zum Wettbewerb am 2. Juni in Bielefeld bleibt, hat das Team mit großem Engagement einige Termine am Wochenende eingeschoben, ist aber optimistisch, wenigstens die vorgegebene Aufgabe in gegebener Zeit zu erledigen (unser Ziel ist natürlich der Sieg). Leider fehlen am Wettbewerbstag zwei Mitglieder; dies sollte dem Lauf des Roboters aber nicht schaden. Die Aufregung wird nach allen bisherigen Kenntnissen keine Auswirkungen auf den Roboter haben, sodass nur die Entwickler zittern brauchen, ob ihre Arbeit zum Sieg ausreicht. Dies ist, wie ich mir vorstelle, sicherlich ein etwas seltsames Gefühl, da, im Gegensatz zu allen Wettbewerben, an denen ich teilgenommen habe, im entscheidenden Moment nicht mehr eingegriffen werden kann und man dem mit Sensoren ausgestatteten Roboter voll vertrauen muss. Also wünschen wir ihm viel Glück und danken Frau Engel für die vielen investierten Stunden.

Möglichkeiten im Unterricht

Wegen der normalerweise recht einfachen Handhabung des Roboter ist der Einsatz, aus meiner Sicht als Schüler, durchaus empfehlenswert. Das mitgelieferte Programm zur Programmierung der Roboter wirkt auf einen erfahrenen Programmierer vielleicht etwas abschreckend umständlich, ist für Anfänger jedoch sehr anschaulich und gut nachvollziehbar. Ich denke gerade jüngere Schüler haben ihren Spaß am System, da die Ergebnisse des Roboters immer wieder begeistern können. Dies ist bei ihnen im Unterricht immer wichtig, da sie dann auch bereit sind Informationen aufzunehmen, um sie zu verwerten. Die Informatik ist aus unserem Leben kaum mehr wegzudenken; somit kann es nur von Vorteil sein, auf diese Weise in sie einzuführen. Am Grabbe-Gymnasium sollten die nun vorhandenen Möglichkeiten durch die beiden Systeme meiner Meinung nach genutzt werden. Im Differenzierungskurs Informatik-Politik-Biologie, den es in den nächsten Jahren noch geben wird, sollte die Möglichkeit gegeben werden, das Robotics-Invention-System zu integrieren, da besonders Frau Engel schon viele positive Erfahrungen sammeln konnte. Man kann an der Robo-AG sehen, welche Bereitschaft die Schüler dafür aufbringen. In unserem Differenzierungskurs bewährte sich die Unterrichtsreihe - zwischen den Messsystemen - als gute Abwechslung.

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