Lego-Roboter

Ein Informatik-Projekt mit »Lego-mindstorms«

Im Rahmen der der Projektwochen für die 8. Jahrgangsstufe bauen Schüler*innen eine Sortierananlage: innerhalb von zwei Wochen entstehen dabei sechs Fahrzeuge, meist individuell gestaltet und programmiert, Signalanlagen und ein Sortierband inklusive Steuersoftware. Auf einer Gesamtfläche von gut zwanzig Quadratmetern werden Bälle transportiert, nach Farbe sortiert und in Kisten ablegt.

Eine Aufgabe, die für den Menschen geradezu primitiv erscheint entpuppt sich schnell als komplex und voller unerwarteter Hürden:

• Woher »weiß« der Roboter die Position, an der er die Bälle abholen soll? Wie findet er seinen Weg zu den Stationen der Gesamtanlage?

  (Durch Linien auf dem Boden, denen er folgen muss)

• Wie erkennt der Roboter, dass er anhalten muss?

  (Durch Signalfelder entlang der Linien)

• Warum reagieren die Roboter nicht auf die grünen Signalfelder?

  (Weil rote Felder bei den herrschenden Lichtverhältnissen besser erkannt werden)

• Woher weiß der Roboter, was er als nächstes tun soll?

  (Das weiß er gar nicht. Das ist Aufgabe des menschlichen Programmierers! Und dieser muss »für« die Maschine denken und alle Eventualitäten vorraussehen.)

• Warum tut der Roboter nicht das, was er soll?

  (Weil die Anweisung an Position 100 den Motor in die falsche Richtung lenkt.)

• Warum funktioniert jetzt auf einmal nichts mehr?

  Weil Wolken aufziehen und damit der Rechnerraum weniger hell ist, was die Sensorwerte für »schwarz« und »weiß« ändert.

• Eine ganze Reihe weiterer Haken und Ösen, die jeweils individuelles Eingreifen, kreative Lösungsstrategien und geduldiges Programmieren (bis hin zum völligen Neuanfang) erfordern.

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Team- und Projektarbeit

Die Aufgabe wird in Teile zerlegt, Arbeitsgruppen gebildet und die Ergebnisse immer wieder teamorientiert besprochen. Erfolge werden geteilt und es entwickelt sich eine gemeinsame Experimentierfreude. Misserfolge werden verkraftet, weil alle zusammen halten. Auch wir Lehrkräfte sehen uns Herausforderungen gegenüber, haben unsererseits Freude am Basteln und finden uns unversehens gemeinsam mit Schüler*innen vor dem Rechner, diskutierend und in intensivem, fachlichen Austausch.

Das MINT-Projekt ist erwachsen geworden: wir haben uns seinem Vorläufer im deutlich entfernt: Student*innen hatten seinerzeit die Idee (nochmals vielen Dank hierfür!) einer Sortieranlage entwickelt und ihr Fachwissen in den Bau des Prototyps eingebracht. Wir sind — Schüler*innen wie Lehrkräfte — stolz darauf, nun auch mit Signalanlagen, paralleler Roboteransteuerung mit Funkverbindung sowie der Fähigkeit, mehr als zwei Farben zu sortieren, eine ganze Reihe neuer »Features« eingeführt zu haben.

Für die Präsentation der Anlage haben Schüler einige Folien zur Kurzvorstellung erstellt. Wir sind sicher, dass »Legobauen« einen festen Platz in der Informatikausbildung des SAG erobert hat!

Aylin Hammerschmidt, Wolfgang Detsch, Benno Nierhoff, Ramona Ullmann, Josef Weber, Matthias Haehn