Informatik Leistungskurs besucht Robotics-Week in Gelnhausen

Der Q1-Informatikkurs besuchte am Freitag, den 10.09.21 die Roboctics-Week der Gelnhäuser Makerspace Firma „makeIT“. Diese veranstaltete an zwei  Tagen Vorträgen und bot tolle Möglichkeiten, Roboterarme, Greiferapplikationen, digitale Planungs- und Simulationsprogramme uvm. hautnah zu erlebe und selbst auszuprobieren. Die führenden Unternehmen dieser Branche zeigten alles rund um das Thema „Roboter“ und deren Programmierung.

Zwei unserer Schüler, Justus Rothländer und Levin Schroer, welche selbst den Informatik Leistungskurs in der Q1 besuchen, waren selbst mit als Protangonisten anwesend. Beiden führten in der E-Phase ihr Praktikum bei „makeIT“ durch und hinterließen einen sehr guten Eindruck. So durften Sie einen eigenen Roboterarm entwickeln und programmieren, der Steine nach Farben unterscheiden und entsprechend sortieren kann. Dies kam bei den Branchenprimi so gut an, dass sie es sich nicht nehmen lassen wollten, näher mit Justus und Levin ins Gespräch zu kommen und über deren Technik zu sprechen. Auch das Ausstellen des Roboters von Justus und Levin war eine Ehre für die beiden, denn neben Hightechrobotern das eigene Produkt ausstellen zu dürfen, ist schon etwas besonderes.

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„Schoko-Imperatoren“ des Grimmels eine verschworene Einheit

Sieg bei der First-Lego-League in der Kategorie „Teamwork“

 Am Samstag, den 10.12.2018 fand in der Hochschule Fulda der Regionalentscheid der diesjährigen First Lego League statt, an dem auch die „Schoko-Imperatoren“, das Team des Grimmelshausen-Gymnasiums, teilnahmen. Bei diesem Wettbewerb, der in Deutschland seit 2001 ausgetragen wird, geht es nicht nur darum, einen Roboter aus Lego-Bausteinen zu bauen und so zu programmieren, dass er bestimmte Aufgaben löst. Es ist außerdem eine wissenschaftliche Präsentation zu einem vorgegebenen Thema zu erstellen, und schließlich werden noch die Teamfähigkeit der einzelnen Mannschaften sowie das Design des Roboters und seiner Programmierung bewertet.

Das Motto der First Lego League lautet in diesem Jahr „Into Orbit“ – dabei geht es darum, Langzeitaufenthalte im Weltraum zu meistern. So muss der Roboter einen Astronauten retten, ein Solarpanel ausrichten, einen Krater durchqueren, einen Satelliten abschießen, Module einer Raumstation zusammenbauen u.v.m. Durch ein ausgeklügeltes System bei der Punktvergabe werden schwierige Aufgaben besonders honoriert und Fehler wie etwa das Anfassen eines Roboters während des Lösens einer Aufgabe durch einen Punktabzug geahndet.

Die Aufgaben sowie die nötigen Aufbauten gehen den Teams acht Wochen vor dem Wettbewerb zu; in dieser Zeit muss ein Roboter gebaut und programmiert werden, der möglichst viele der geforderten Aufgaben erfüllt, hierbei sind der Kreativität der Teams  keine Grenzen gesetzt, außer der Einschränkung, dass nur Lego-Bausteine verwendet werden dürfen. Und es muss natürlich die wissenschaftliche Präsentation erstellt werden, deren Rahmenthema auch dann erst bekannt gegeben wird.

Am Wettbewerbstag selbst gingen in Fulda 15 Teams an den Start. Jedes Teams hat in drei Durchgängen die Chance, eine möglichst hohe Punktzahl zu erzielen. Das beste Resultat wird letztlich herangezogen, um die vier Teilnehmer des Halbfinals zu ermitteln. Ab diesem Zeitpunkt gibt es nur noch einen Durchgang, d.h. ein Team, das sich jetzt einen Patzer erlaubt, ist ausgeschieden. Erst im Finale der beiden besten Mannschaften gibt es wieder zwei Durchgänge, um den Sieger des Roboterwettbewerbs zu küren.

Die „Schoko-Imperatoren“ starteten verheißungsvoll mit 51 Punkten im ersten Durchgang. Das bedeutete zwischenzeitlich den vierten Platz in der Vorrunde, der in den folgenden Runden nicht verteidigt werden konnte. Während in den beiden Kategorien „Präsentation“ und „Roboter-Design“ Plätze im Mittelfeld belegt wurden, gelang dem Team des Grimmels mit dem Sieg in der bedeutsamen Kategorie „Teamwork“ der große Wurf. Insgesamt landeten die „Schoko-Imperatoren“ dann auf dem siebten Platz. Auch wenn die Erwartungen nicht ganz erfüllt wurden, ist die Teilnahme im nächsten Jahr schon geplant. Es ist nicht allein die Atmosphäre dieses von allen Teams äußerst fair geführten Wettkampfes. Unvergesslich ist auch die Zeit der Vorbereitung, in der die sechs Teilnehmer mit ihrem Coach Michael Bacher zu einem Team zusammengewachsen sind und in der mit viel Freude gearbeitet und vieles in nahezu spielerischer Form gelernt wurde.

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Into Orbit – Nudeln kochen im Weltall

Roboter-AG am Grimmels bereitet sich auf „First Lego League“-Wettbewerb vor

Unsere FLL – Präsentation zu den speziellen Herausforderungen der Aufgabe

Nudeln kochen bei Schwerelosigkeit im Weltall, aber wie? Unter anderem mit dieser spannenden Frage beschäftigen sich seit einigen Wochen Mitglieder der Roboter-AG am Grimmelshausen-Gymnasium unter der Leitung von Michael Bacher. Ziel der Jung-Tüftler ist die Teilnahme am Regionalentscheid des „First Lego League“-Wettbewerbes am Samstag, 8. Dezember, an der Hochschule Fulda.

Mit Lego-Mindstorms-Robotern werden physikalisch-technische Aspekte beim Roboterbau mit mathematisch-algorithmischen Fragestellungen bei der Software-Entwicklung verknüpft. Eine Kombination, die in unserer automatisierten Umwelt alltäglich zu finden ist, und kaum eine neuere technische Errungenschaft kommt heute ohne intelligente Prozessor-Steuerung aus.

Die Roboter-AG besteht bereits seit dem Schuljahr 2007/2008. Es können jeweils 16 Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen mit einem Lego-Roboter des Typs EV3 arbeiten.

Neue Mitglieder der AG bauen zunächst nach Vorlage einen ersten Roboter und lernen an einfachen Aufgaben, diesen zu programmieren. Mit der Zeit lernen die Schülerinnen und Schüler, Sensoren zur Steuerung des Roboters einzusetzen und höhere Programmstrukturen bis hin zur Erstellung eigener Programmblöcke zu verwenden.

Sobald die Grundfunktionen beherrscht werden, können sich die Teilnehmer der AG dann an die komplexen Aufgaben diverser Roboter-Wettbewerbe wagen, um evtl. später selbst daran teilzunehmen.

Ein wichtiger Wettbewerb ist dabei die „First Lego League“, die auf dem Weg zum Finale in verschiedene Regionalentscheide aufgeteilt ist. Für die Region Osthessen findet das Finale alljährlich an der Hochschule in Fulda statt. Bereits in den Jahren 2015 und 2016 haben Gruppen des Grimmels mit Erfolg daran teilgenommen. Als beste Platzierung steht ein dritter Platz zu Buche, der in diesem Jahr – wenn möglich – übertroffen werden soll, denn es haben sich wieder sechs eifrige Tüftler zusammengefunden, die an diesem Wettbewerb teilnehmen wollen. Dabei kommt es nicht darauf an, möglichst viele Punkte im Robot-Game zu ergattern, sondern auch in den gleichwertigen Kategorien Softwaredesign, Teamplay und bei der wissenschaftlichen Präsentation zum jeweiligen Thema des Wettbewerbs zu überzeugen.

Unter dem großen Oberthema „Into orbit“ hat die Gruppe zum Beispiel ein Verfahren entwickelt, wie ein Raumfahrer im All trotz Schwerelosigkeit Wasser zum Kochen bringen kann. Hierbei wird unter anderem die Zentrifugalkraft genutzt, um die bei Erhitzung entstehende heiße Wasserblase gleichmäßig im Gefäß zu verteilen. Im Software-Bereich musste beispielsweise im vergangenen Jahr eine Software entwickelt werden, die einen Roboter so programmiert, dass er Steine unterschiedlicher Länge nicht nur transportiert, sondern auch sortiert ablegt.

„Für die Teilnehmer ist es nicht nur wichtig, im technischen Bereich zu lernen, sondern die Aufgaben gemeinsam anzugehen und sich unter anderem über die Verfahrensweise auszutauschen!“, stellt der Leiter der AG, Michael Bacher, vor allem den Teamgedanken in den Vordergrund.

Unabhängig von der Platzierung am 8. Dezember in Fulda können die AG-Mitglieder stolz darauf sein, nicht nur ihre fachlichen Fertigkeiten weiterentwickelt, sondern die Aufgaben als Team bewältigt zu haben. Die Grimmels-Gemeinde drückt auf jeden Fall ganz fest die Daumen, dass diese geleistete Arbeit letztlich auch mit einer guten Platzierung honoriert wird …

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„Die Motivation ist es, das Unbekannte in Bewegung zu versetzen!“

Robotik-AG am Grimmels arbeitet unter der Leitung von Nico Günther mit humanoidem Roboter

„Die Motivation ist es, das Unbekannte in Bewegung zu versetzen!“ So lautet der Leitgedanke, den sich die AG Robotik am Grimmelshausen-Gymnasium unter der Leitung von Informatik-Lehrer Nico Günther auf die Fahnen geschrieben hat. Einmal wöchentlich trifft sich die Arbeitsgemeinschaft, um den humanoiden Roboter namens „Elvis“ – der Vorschlag zu diesem Namen kam aus den Reihen der Schüler –  dazu zu bringen, die gewünschten Bewegungen und Tätigkeiten auszuführen.

Um dies zu erreichen, lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedener Alters- und Jahrgangsstufen viel Nützliches im Bereich der NAO-Programmierung. Sie wollen dem Roboter Aufgaben stellen, ihm Dialoge entlocken sowie einfache menschliche Tätigkeiten „herauskitzeln“.

Dass die Programmierung eines solch komplexen Systems eine große Herausforderung sein kann und mit vielen Faktoren, zum Beispiel dem mathematisch-logischen Verständnis, zusammenhängt, auch diese Erfahrungen gehören zu den Lernzielen dieses Kurses. „Die Schüler müssen viel selbst ausprobieren, da es nicht gleich Erfolge in der Umsetzung ihres Programmes gibt.“, so Nico Günther. Dazu bekommen sie eine Aufgabe gestellt, die eventuell noch ein paar Hilfen in Form von Programmierbausteinen mit aufzeigt. Dann heißt es probieren, erfahren und austauschen.

Weit über den Fachinhalt hinaus steht dabei auch das Prinzip „Schüler helfen Schülern“ im Fokus, denn nur gemeinsam lässt sich der Weg bis hin zur gelungenen Programmierung auch bewältigen.

Die Motivation aller Kursteilnehmer ist, das Unbekannte in Bewegung zu versetzen. „Es bereitet den Schülern einen riesen Spaß, wenn ihr Programm funktioniert, und es fällt den meisten immer noch ein kleiner Zusatz ein, den sie in ihr Programm integrieren können.“, umreißt Günther den Elan, den die Jung-Programmierer bei ihrer Arbeit an den Tag legen.

Die Voraussetzungen dafür, den Schülern diese Kenntnisse zu vermitteln, hat Nico Günther durch zahlreiche Fortbildungen im Bereich der Robotik geschaffen, aber auch die eigene Motivation ist groß: „In diese Materie einzudringen, die zu verstehen und selbst auszuprobieren – das ist es, was mich immer wieder antreibt!“

Der Roboter selbst kann eigentlich zunächst einmal gar nichts, bis die Schüler ihn programmieren. Ansonsten steht er nur da, blinkt mit den Augen und wackelt mit den Hüften. Dies tut er übrigens autonom, um seine Motoren ständig ein bisschen zu bewegen, damit die Gelenke und Motoren nicht beschädigt werden.

Erste „Auftritte“ hatte Elvis bereits im letzten Jahr: Im Rahmen einer Feierstunde übergaben Roland Lacher und Reiner Seiler den kleinen Kerl mit dem Gedanken, den MINT-Bereich am Grimmelshausen-Gymnasium weiter voran zu bringen und es den Schülern zu ermöglichen, mit einem derart hochwertigen humanoiden Roboter zu arbeiten. Vor diesem Hintergrund unterstützt Roland Lacher schon seit Jahren die Schule finanziell in beträchtlichem Maße. In der Projektwoche fand dann die erste Erprobung durch eine Schülergruppe statt, deren Ergebnisse im Rahmenprogramm der Johann-Philipp-Reis-Preisverleihung präsentiert wurden. Auch bei Schulfeiern, wie der Abiturzeugnisverleihung im vergangenen Schuljahr, beeindruckt Elvis mit seinen „erworbenen“ Fähigkeiten. Ebenso konnten auch die Informatik-Leistungskursschüler bereits erste Erfahrungen in der Arbeit mit Elvis sammeln.

Das Ziel der ersten Einheit des Wahlunterrichtes soll am Ende ein Roboter sein, der einen Stift in die Hand bekommt, ein Wort gesagt bekommt und daraufhin dieses Wort auf ein Blatt Papier schreiben kann. Dokumentiert wird alles auf der eigens eingerichteten Internet-Seite „www.elvis-robotics.de“. Hier werden am Ende auch die Programme zu finden sein, die die jungen Tüftler selbst entwickelt haben, um Elvis in Bewegung zu versetzen.

Langfristig aber ist mit dieser Arbeitsgemeinschaft am Grimmels auch der Grundstein dafür gelegt, dass junge Menschen lernen, in ihrem Berufsleben, aber möglicherweise auch im Alltag mit Robotern umzugehen, sie zu programmieren und zu ihrem eigenen Interesse einzusetzen. Langweilig wird das sicher so schnell nicht werden …

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Elvis und die Roboter bei Philipp Reis

Anlässlich der diesjährigen Verleihung des Johann-Philipp-Reis-Preises am 22.11. 2017 gestalteten Schülerinnen der Roboter-AG gemeinsam mit Herrn Bacher und Schüler der „Elvis“ – Projektgruppe zusammen mit Herrn Günther durch ihre Präsentationen das Rahmenprogramm des Festaktes in der Stadthalle Gelnhausen. Die Einladung erfolgte aufgrund der Auszeichnung des Grimmelshausen -Gymnasiums als MINT – freundliche Schule, mit dem Ziel, Einblick in die MINT-Projektarbeit der Schule zu geben.

Die Darbietungen von „Elvis“ und der Lego – Roboter faszinierten die geladenen Gäste und den Bürgermeister Herrn Glöckner. Darüber hinaus würdigte er das Engagement mit einem Geschenk für die Schülerinnen und Schüler.

Wir bedanken uns sehr herzlich bei Herrn Bacher und Herrn Günther für ihr Engagement.

(Sigrid Juchelka)

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„Elvis lebt!“

Der kleine humanoide Roboter „Elvis“ wurde am Freitag, dem 2.Juni im Rahmen einer kleinen Feierstunde in Anwesenheit der Schulleitung und der beiden Sponsoren in den Kreis der „Grimmels“ aufgenommen. Sein geistiger Vater Nico Günther „erweckte“ Elvis per Knopfdruck zum Leben, und sogleich demonstrierte Elvis einige seiner faszinierenden Fähigkeiten. Auch die Fachbereichsleiterin Sprachen Sabine Hartmann schloss den Kleinen sofort ins Herz, weil er noch so klein ist und doch schon so perfekt Englisch sprechen kann. Hier einige Bilder von der Veranstaltung.

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