Kreatives Coding in Bonn

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Roboterplattformen zum Programmierenlernen

Interessierst du dich fürs Programmieren und fragst dich, was du dann damit anstellen kannst, so ist oft die Antwort “Roboter steuern”. Vermutlich wohnt bei dir wie bei den meisten Menschen gar kein programmierbarer Roboter im Haushalt. Und, wohin sollte man einen Roboter steuern?

Zumindest beim RoboCup ist klar, dass Programmierung von Robotern entweder dazu dient, ihnen das Fußballspielen beizubringen, oder sie auf eine Rettungsmission zu schicken. 

Weil Roboter schön viel Aktoren und Sensoren haben, sind sie tatsächlich ein lohnenswertes Betätigungsfeld, zumindest wenn man sich für Physical Computing interessiert, also die Wechselwirkung von Computern mit ihrer Umwelt.

Im Laufe der Beschäftigung mit Physical Computing habe ich mir eine Reihe von Roboterplattformen angeschaut. Wichtig war immer ein günstiger Preis und einfache Programmierbarkeit:

PICAXE-20X2 Microbot

Davon habe ich zwei. Einen habe ich bei einem Wettbewerb der Website Let's make Robots (die inzwischen Teil von robotshop.com ist) gewonnen. Das Gehirn dieses Roboters ist ein PICAXE-Chip und wird in BASIC oder Blockly programmiert. Über ein Modulsystem lassen sich einfach Erweiterungen an den Roboter anbringen. Im Standard-Set kann der Roboter über eine normale Infrarotfernsteuerung gelenkt werden, kann Berührungen erkennen und einer Linie auf dem Boden per Lichtschranke folgen. 

PICAXE-Microcontroller waren eine lange Zeit eine gute und preiswerte Basis für Physical Computing. Meine ersten Kurse im Deutschen Museum in Bonn in 2015 basierten darauf. Sie sind für den Einstieg immer noch eine gute Option. Allerdings gibt es inzwischen natürlich leistungsfähigere Controller.

Edison

Das sind meines Wissens nach immer noch die preiswertesten, programmierbaren Roboter, die auch kompatibel zu LEGO sind. Normalerweise werden sie in einer blockorientierten Umgebung programmiert. Inzwischen gibt es sogar die Möglichkeit, sie in Python zu programmieren. Edison-Roboter enthalten zwei Servomotoren, eine Lichtschranke zum Linienfolgen und sind über eine Infrarotfernsteuerung steuerbar. Man kann mehrere Edisons zusammenstecken und so einen Roboter mit Armen oder andere, komplexere Konstruktionen bauen.

Eine coole Möglichkeit ist, ihnen bestimmte Verhaltensweisen durch Überfahren von Barcodes beizubringen.

Es gibt komplette Lego-Sets namens EdCreate mit Bauanleitungen für fünf unterschiedliche Konstruktionen.

Weil die Edison-Roboter so günstig sind, kommt man mit Klassensätzen dem Ideal “One Robot per Child” schon sehr nahe.

LEGO Mindstorms

Inzwischen gibt es hiervon die dritte Generation. Ich habe noch ein Set der zweiten Generation. Es gibt wegen “Lego” ungeheuer viel Material, Bücher und sogar alternative Betriebssysteme. LEGO Mindstorms wird im Robocup in den unteren Liegen eingesetzt und von Fraunhofer in der Roberta-Initiative aktiv unterstützt.

Meine eigenen Erfahrungen mit Lego Mindstorms sind leider nicht so toll. Meine Söhne haben zwar mal die ein oder andere Konstruktion nachgebaut. Weil aber das Erfinden eigener mechanischer Konstruktionen mit Lego Technik nicht einfach ist, ebbte die Begeisterung schnell ab.

OTTO DIY

Hierauf bin ich über eine Hausarbeit für eine Robotic AG meines Neffens gestossen. Der Roboter basiert auf einem Arduino und einem 3D-gedrucktem Gehäuse und ist Open Source. Es gibt Erweiterungen wie LED-Matrizen für das Gesicht. Solch einen OTTY Eyes habe ich. Der Roboter wird in C++ programmiert. Es gibt zwar auch Umgebungen für block-basierende Programmierung. Die laufen aber nur unter Windows. Es gibt eine Bibliothek für Verhaltensweisen wie Tanzschritte. Die wurde auch in der Robotic AG eingesetzt.

Neben vielen Erweiterungsmodulen gibt es auch eine Initiative, die Hardware-Plattform über ESP32-Prozessoren mit einer kräftigeren Steuerung auszustatten.

Weitere Roboterplattformen

Auf der Suche nach einer attraktiven und gut zu programmierenden Plattform für Kinder habe ich noch weitere Roboter ausprobiert:

Makeblock Codey Rocky. Makeblock hat eine ganze Reihe modular aufgebauter Roboter im Programm. Der Codey Rockey ist allerdings ein Einzelkind und nicht mit dieser Modulfamilie verwandt. 

Programmiert wird der Roboter in einer von MIT-Scratch abgeleiteten Programmierumgebung namens mBlock. mBlock erlaubt aber auch die Programmierung in Python. Die Software ist zwar Open Source. Leider gibt es in letzter Zeit allerdings dort wenig Weiterentwicklung.

Die Software fühlt sich ähnlich an wie die Programmierumgebung von m5stack. Auch dort kann man zwischen Block- und Python-Programmierung wechseln. Auch diese ist Open Source.

UBTECH Jimu TankBot. Dieser Roboter ist Mitglied einer ganze Familie von ähnlichen Robotern. Mein Exemplar hat sechs Servos, zwei für die Panzerketten, zwei für die Arme und zwei für die Greifer. Gesteuert wird der autonome Roboter per Bluetooth über eine iPad-App und ist darüber in einer Blockprogrammiersprache auch programmierbar. Leider ist das System ganz geschlossen und nicht erweiterbar.

 

Gestartet von Dr. Olav Schettler in Kreatives Coding in Bonn 2021-04-10 10:05:32