Wissenschaftliches Roboterbauen für Schüler und Lehrer

Inspiriert von der Science-Fiction leben viele mit der Vorstellung, dass Roboter uns eines Tages unseren Haushalt erledigen, die köstlichsten Speisen kochen, unsere Termine organisieren oder uns Entscheidungshilfen präsentieren. Bisher kennt man aber nur Kampfmaschinen oder Supercomputer aus Science-Fiction Filmen, die ihrer eigenen Logik folgend glauben die Weltherrschaft übernehmen zu müssen, oder große, schnelle Industrieroboter, die geschickt Autoteile zusammenschweißen und bedrohlich wirken. Dieses Bild wird neuerdings ergänzt von kleinen Helfern zu Hause, die autonom fahren und Staub aufsammeln oder Rasen mähen. Robotik ist ein Teil unserer Zukunft. Viele Staaten wie die EU, die USA oder Japan haben dies erkannt und setzen Maßnahmen, um die Entwicklung von Robotern voranzutreiben und zu steuern. In Zukunft werden viele Nachwuchsarbeitskräfte gebraucht, um in den verschiedenen Bereichen der Robotik zu arbeiten, sei es in der Industrie oder der Forschung, im technischen oder sozial- und geisteswissenschaftlichen Bereich. Deshalb ist es wichtig, jungen Menschen die breiten Perspektiven in der Robotik zu zeigen und ihnen die Möglichkeit zu bieten, diese unterschiedlichen Herausforderungen näher kennenzulernen. In einem Pilotprojekt mit fünf Gymnasien soll Schülern (2. und 3. Klasse) und Lehrern die Thematik Robotik mit folgenden Schwerpunkten näher gebracht werden: 1. Vermittlung der Robotik als eine Wissenschaft der Integration am Beispiel des Entwicklungsprozesses eines persönlichen Roboters von der Idee zum Produkt 2. Vermittlung der Komplexität eines einzelnen Teilbereichs der Robotik am Beispiel der Bildverarbeitung und analyse 3. Vermittlung des Bedarfs an kreativen Menschen für die Robotik aus verschiedenen Wissengebieten (technisch, sozial- und geisteswissenschaftlich) Es ist ein zentrales Element dieses Projektes nicht nur den Wissensdurst der Technikinteressierten zu stillen, sondern auch das Interesse für die Robotik in der gesamten Klasse zu wecken. Das Konzept besteht aus einer Mischung von Vorträgen, Diskussionsrunden, kreativem Modellieren und gemeinsamem Lösen von technischen und wissenschaftlichen Aufgaben im Team. Drei zweistündige Workshops werden ergänzt durch drei Analysen im Unterricht mit der Klasse unter der Anleitung der Lehrer.

Schräge Roboter ist ein Wissenschaftskommunikationsprojekt des Instituts für Automations- und Regelungstechnik der Technischen Universität Wien. Ziel ist es SchülerInnen Robotik aus der Produktentwicklungsperspektive näherzubringen und dabei alle anzusprechen (nicht nur jene, die bereits an Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik MINT Fächern interessiert sind). Das Konzept basiert auf dem 5-Schritte Plan und dem Projektauftrag mit dem Mattie Roboter. Beides wurde von der TU Wien eigens für Kinder entwickelt, mit zwei Zielen: Das Projekt soll SchülerInnen, LehrerInnen und interessierten Eltern einen Einblick in die Robotik bieten und dabei verschiedene Perspektiven aufzeigen, z.B. nicht nur die technische, sondern auch sozialwissenschaftliche oder wirtschaftliche Perspektiven. Weiters sollen Kinder herausfinden wie ihre Interessen und persönlichen Stärken in der Robotik zum Einsatz kommen können. Nebenbei soll das Projekt auch die Wirksamkeit des Konzeptes und, wenn gegeben, die Umsetzbarkeit der Ideen der Kinder in reale Produkte oder Serviceleistungen in der Robotik untersuchen. Fünf AHS aus Wien und Umgebung nahmen mit einer 2. oder 3. Klasse (Werken oder Physik) am Projekt teil. Jede Klasse lernte über den Produktentwicklungsprozess eines Roboters in drei Workshops verteilt über ein Schulsemester. Jeder Workshop symbolisierte eine prägnante Phase der Produktentwicklung. Im ersten Workshop Konzept entwarf jedes Kind einen ersten Roboter und gestaltete ein Modell aus Modelliermasse. Im zweiten Workshop Experten besuchte die Klasse das Vision for Robotics Lab und lernte Robotikexperten kennen, die ihnen während einer Demo über ihre Arbeit die Bildverarbeitung erzählten. Danach bekamen die SchülerInnen einen Projektauftrag der Geschäftsleitung der Schräge Roboter GmbH, um einen ersten Prototypen eines Roboters für Kinder zu bauen. Dabei durften sie sich entscheiden, ob sie in die Teams Konstruktion, Mensch-Roboter-Interaktion, Forschung&Entwicklung, Design oder Marketing&Vertrieb gehen. Im dritten Workshop kamen alle Teams zusammen und die verschiedenen Roboterteile wurden zu einem Ganzen zusammengefügt. Anschließend wurde der Prototyp aus zwei Perspektiven getestet: technisch und benutzerorientiert. Zum Abschluss wurde die Produktidee der Geschäftsleitung präsentiert und der Prototyp vorgeführt.