Der Roboter hört auf Geräusche

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Wie ein solcher Roboter aus Legoteilen programmiert und gesteuert werden kann, lernen derzeit Schülerinnen und Schüler eines Kurses für Acht- bis Zehntklässler am Adolf-Reichwein-Gymnasium bei Professor Dr. Dieter Silber.

Heusenstamm ‐ Sie suchen einen Ingenieur, Fachrichtung Maschinenbau? - Fehlanzeige! Auch Chemie- und Physiklehrer stehen mittlerweile auf der „roten Liste der bedrohten Arten“. Das Adolf-Reichwein-Gymnasium (ARG) setzt aus diesem Grund jetzt Roboter ein. Von Michael Prochnow

Das ist ein absoluter Glücksfall“, freut sich Studiendirektorin Claudia Seelmann vom naturwissenschaftlichen Arbeitsfeld und stellt Professor Dr. Dieter Silber vor. Der Hausener und Dozent an der Universität Bremen leitet an der Schule einen Kurs in Mechatronik und Robotik.

Mit diesem Angebot für den Wahlunterricht möchten der Forscher aus der Halbleitertechnik und das Gymnasium das Interesse von Schülern und vor allem auch Schülerinnen für Mathematik und Physik wecken. Dieses Ziel scheint schon jetzt erreicht: Viele der 14 Acht- bis Zehntklässler haben die geforderten Kurs-Stunden eigentlich schon längst absolviert, die zwischen der 5. und 10. Klasse eingeschoben werden müssen. Dennoch ließen sie sich für das Angebot gewinnen – und lernen mit Begeisterung, wie die Lego-Roboter auf Rädern programmiert werden.

Gleich drei der Geräte konnte der Professor vom European Center for Power Electronics (ECPE) fürs ARG erhalten. Das ECPE koordiniert Forschungsprojekte der Industrie- und Universitätsforschung im Bereich Leistungselektronik, bemüht sich auch um die Fortbildung von Ingenieuren. Diesmal fördert das Zentrum auch den Schulunterricht und stellt dem Gymnasium die „Wagen“ im Lego-Design im Gesamtwert von rund 1500 Euro zur Verfügung.

Arbeit mit Roboter wichtige Vorbereitung im ersten Semester

Zum Zubehör zählen Sensoren, die auf Licht und Berührung, Geräusche, Ultraschall oder Temperatur reagieren. Das Helligkeitssystem lasse sich so einrichten, dass das Fahrzeug bei starkem Licht rechts, bei schwachem links herum fährt. Manche Programmierungen geben die Teenager direkt an den wenigen Tasten am Gerät ein, andere Befehle können sie drahtlos auf das Modell übertragen. An der Technische Hochschule Aachen ist die Arbeit mit dem Roboter eine wichtige Vorbereitung im ersten Semester, weiß der Kursleiter.

Dort fahren die Studenten mit den futuristischen Flitzern Rennen, spielen Fußball oder machen Jagd auf Luftballons. Dank eines Farbsensors fahren die kleinen Wunderwerke mit einem Mini-Speer nur hinter roten Ballons her. Soweit werden die zwei ARG-Teams im Raum C 107 nicht kommen. Aber einen Silizium-Fotoempfänger, der wie bei einer Digitalkamera reagiert und ein elektrisches Signal an den Steuerungsrechner gibt, haben sie schon im Einsatz.

Unter dem Motto „wir dressieren unseren Roboter“ ziehen die Nachwuchs-Mechatroniker am Bildschirm Symbole auf und geben Werte in das Computerprogramm, um zwei Motoren oder ein separates Aggregat zu steuern, das einen Greifarm bewegt. Der Geräuschsensor, so informieren die Jungs am Laptop, bestehe aus einem Mikrofon, das unterschiedliche Lautstärken und Tonhöhen unterscheiden kann.

Wie das Orientierungssystem einer Fledermaus funktioniere die Ultraschall-Variante: Der Roboter schickt für das menschliche Ohr nicht hörbare Töne aus und misst so Entfernungen, kann auf diese Weise Hindernissen ausweichen. Die Wellenlänge des Schalls müsse sehr kurz sein, um die gewünschte Präzision zu erlangen. Daneben gibt es zahlreiche andere, hochkomplizierte Komponenten für die Roboter, die auf Temperaturunterschiede und Beschleunigung reagieren, ergänzt Silber. Die Auswertung bedürfe jedoch mathematischer Kenntnisse, die erst in der Oberstufe vermittelt würden. Vielleicht reiche die geweckte Neugier an der Naturwissenschaft bei manchem Teilnehmer sogar darüber hinaus, hoffen die Initiatoren.

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