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"Selbst ich kann ihrer Logik bisweilen nicht folgen."
[C3PO aus dem Film "Star Wars - Episode IV"]
Ein in den letzten Jahren mehrmals durchgeführtes Roboterpraktikum hatte den Aufbau und die Programmierung von autonomen Gabelstapler-Roboter als Ziel. Die Studenten mussten dann in einem direkten Wettbewerb ihre Roboter gegeneinander antreten lassen und rote Lastobjekte autonom erkennen und einsammeln.
Zur Fortbewegung steht dem Gabelstapler-Roboter ein Differentialantrieb zur Verfügung, so dass er sich auch auf der Stelle drehen kann. Auf der Sensorseite verfügt der Roboter über bis zu acht Infrarotsensoren, mehrere Taster und eine Webcam.
Die Gabelstapler stehen sowohl in einer Simulation als auch als reale Plattform für die Oberstufenkurse zur Verfügung. Nähere Informationen, Bilder und Videos finden Sie auf der Roboterseite.
Zur Durchführung der Versuche greifen wir auf einfache Standardkomponenten zurück, die in den Grundbaukästen der Produktreihe Mindstorms der Firma Lego enthalten sind. Lego Mindstorms wurden in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology in Boston entwickelt. Im Lieferumfang dieser Baukästen ist bereits eine einfache Programmierumgebung enthalten, die auf dem von Lego verfolgten Bausteinprinzip beruht. Je nach Kenntnisstand der Teilnehmer werden wir entweder auf diese Programmierschnittstelle oder aber auf anspruchsvollere Programmiermethoden wie C oder Java zurückgreifen.
Gearbeitet wird in den Kursen mit dem neuen Lego Mindstorms NXT System. Dieses verfügt über einen programmierbaren NXT-Baustein, der einen Mikroprozessor enthält, der über einen PC programmiert werden kann. Die Kommunikation geschieht dabei wahlweise über USB oder Bluetooth. Die Programmierung selbst kann über die mitgelieferte Standard-Software, aber auch über andere frei erhältliche Systeme wie NXC geschehen. Der Grundkasten umfasst drei Motoren, sowie jeweils einen Tast-, Ultraschall-, Licht- und Geräuschsensor. Diese Grundausstattung wird mit weiteren Sensoren (RFID-Leser, Kompass-, Beschleunigungs-, oder Farbsensoren) individuell erweitert, so dass verschiedenste Aufgaben bewältigt werden können.
Für die Kurse stehen bei Bedarf auch Lego-Roboter der alten Baureihe zur Verfügung. Das Herzstück des Lego Mindstorms Robotic Invention Systems bildet der programmierbare RCX-Baustein. Dieser enthält einen über Infrarotschnittstelle Mikroprozessor, der über einen herkömmlichen PC mit Hilfe von verschiedenen Programmierwerkzeugen programmiert werden kann. Neben den Grundbaukasten mitgelieferten Motoren und Sensoren wurden die für die Kurse verwendeten Systeme erweitert, so dass pro Roboter insgesamt drei Motoren, mehrere Taster, drei Infrarot- und zwei Rotationssensoren zur Verfügung stehen.
Weitere Informationen zu den Mindstorms-Robotern:
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