Nachwuchsclub VDI-Zukunftspiloten Nürnberg

Mit Lego die Robotik erforschen

Roboter sind aus dem heutigen beruflichen sowie privaten Alltag kaum mehr wegzudenken. Sie werden in den unterschiedlichsten Bereich eingesetzt. Sie montieren und produzieren Autos, identifizieren und entschärfen Bomben und tauchen und forschen in den Tiefen der Ozeane. Unsere VDI-Zukunftspiloten aus Nürnberg haben sich an etwas kleineren Lego-Robotern probiert. Sie haben sie zusammengebaut, programmiert, gegeneinander antreten lassen und sich so dem Thema Robotik spielerisch genähert.

Bild: Thomas Luftvdi-zukunftspiloten-nuernberg-lego-workshop

VDI-Zukunftspiloten bei der Entwicklung von Robotern

Die Robotik ist eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Entwicklung von Robotern beschäftigt. Sie umfasst verschiedene Teilgebiete des Maschinenbaus, der Elektrotechnik, der Informatik und insbesondere der Mechatronik. Dabei sind unter anderem die mechanische Gestaltung, die Regelung und die elektronische Steuerung von Bedeutung. Die wichtigsten Bestandteile eines Roboters sind die Sensoren zur Erfassung der Umwelt und der Achspositionen, die Aktoren zum Agieren innerhalb der erfassten Umgebung, die Robotersteuerung sowie das mechanische Gestell inklusive der Getriebe.

Um den Nürnberger Nachwuchstüftlern von den VDI-Zukunftspiloten die Facetten der Robotik näher zu bringen, haben die Clubmanager einen Robotik-Workshop mit LEGO Mindstorms organisiert. Die LEGO Mindstorms Education EV3 wird unter anderem auch erfolgreich im Rahmen eines kompetenzorientierten MINT-Unterrichts in Schulen eingesetzt. Der Vorteil von Lego-Robotern ist, dass Schülerinnen und Schüler nach einer kurzen Einarbeitungszeit schon erste Programme selbst entwickeln können. Dadurch kann die Roboterentwicklung verständlich und greifbar gemacht sowie eine hohe Lernmotivation erreicht werden.

Für diesen Workshop hat die Geschäftsstelle Department Maschinenbau der FAU Erlangen-Nürnberg fünf LEGO Mindstorms Sets zur Verfügung gestellt. Unter der Leitung von Eike Schäffer (Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der FAU Erlangen-Nürnberg), Tobias Bannenberg (VDI-Clubmanager) und Thomas Luft (VDI-Clubleiter) wurde der Workshop im Dezember durchgeführt. Insgesamt waren rund 15 wissbegierige VDI-Zukunftspiloten dabei.

Nach einer kurzen theoretischen Einführung in Robotik, Programmierung und Sensorik wurde die Aufgabenstellung für den Workshop erklärt. Im Anschluss haben die Schülerinnen und Schüler in fünf Teams einen Roboter gebaut, der auf zwei unterschiedlichen Parcours jeweils einer schwarzen Linie folgen und zudem autonom verschiedene Hindernisse umfahren musste. Dabei wurde jeweils die Zeit gemessen und im Anschluss das Team mit dem schnellsten Roboter ausgezeichnet.

Bild: Thomas Luftvdi-zukunftspiloten-nuernberg-lego-workshop

Jugendliche mit entwickelten Robotern und Betreuern (Bild 2)

Durch die Roboterentwicklung haben die Schülerinnen und Schüler die erforderliche Mechanik (z. B. Zahnräder, Achsen), Sensorik (z. B. Farb-, Licht-, Ultraschall-Sensor) und (grafische) Programmierung (z. B. Schleifen, if-Anweisungen) kennengelernt und sogleich erste praktische Erfahrungen damit gesammelt. Darüber hinaus wurden auch wichtige Kompetenzen, wie Problemlöse-, Team- und Kommunikationsfähigkeit, gefördert und vielleicht auch das Interesse für die Robotik geweckt. In zukünftigen Clubtreffen werden sich einige Jugendliche der Entwicklung weiterer Roboter widmen. Dafür kann unter anderem ein LEGO Mindstorms Set verwendet werden. So wollen einige Jugendliche einen kleinen Roboter für Aufräumarbeiten oder für andere Alltagsarbeiten entwickeln.

Über die VDI-Zukunftspiloten Nürnberg
Im Club der VDI-Zukunftspiloten Nürnberg haben Jugendliche zwischen 12 und 18 Jahren aus der Metropolregion Nürnberg die Möglichkeit an verschiedenen Projekten zu arbeiten. Dabei werden sie tatkräftig von ehrenamtlichen VDI-Mitgliedern beraten und betreut. Das Betreuerteam unterstützt Jugendliche auch gerne bei individuellen Forschungsprojekten, die motivierte Mädchen und Jungen alleine oder im Team für die Teilnahme an Wettbewerben, wie zum Beispiel „Jugend forscht“, „Schüler experimentieren“ oder „Jugend präsentiert“ vorbereiten.

Darüber hinaus unterstützt das Betreuerteam auch spannende und interessante Teamprojekte zu naturwissenschaftlichen und technischen Themen, bei denen sich größere Teams mit einem gemeinsamen Projekt befassen. Derzeit arbeiten die Jugendlichen beispielsweise an der Entwicklung und Fertigung eines eigenen 3-D-Druckers.

Alle Infos zum Club gibt es unter: https://zukunftspiloten.vdi.de/lokale-clubs/nuernberg/

Foto_Thomas_LuftAutor: Thomas Luft. Er ist am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) tätig. Zudem ist er als Schriftführer im Vorstand des VDI Bezirksvereins Bayern Nordost e.V. sowie als Leiter des VDI-Zukunftspiloten Clubs Nürnberg engagiert.

 

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